Máquinas Volumétricas y Acumuladores en Circuitos Oleohidráulicos: Funcionamiento y Tipos

Las máquinas volumétricas

Las máquinas volumétricas son dispositivos mecánicos diseñados para conseguir un intercambio energético entre un fluido y un eje de rotación. Este intercambio energético se suministra en este tipo de máquinas de forma intermitente. Pueden clasificarse según:

• Generadoras: aumentan la energía del fluido, como las bombas.
• Receptoras: extraen la energía del fluido, como los motores.

Tanto los motores como las bombas tienen unas curvas características de funcionamiento que son las siguientes.

Pérdidas en máquinas volumétricas

Las máquinas volumétricas son mecanismos constituidos por piezas fijas y móviles que están en contacto con un fluido y con el resto de partes fijas del circuito. Esto produce una serie de pérdidas que son:

• Pérdidas volumétricas: se producen por la existencia de huelgos entre las partes fijas y móviles, además de por la falta de estanqueidad en las uniones. Se expresan así sus rendimientos.
• Pérdidas hidráulicas: se producen por el contacto directo con el fluido. La fórmula para calcularlas es similar a la de las pérdidas en las tuberías.
• Pérdidas mecánicas: se producen por el rozamiento de las distintas partes fijas y móviles de las máquinas.

Expresiones en máquinas volumétricas

Dentro de las máquinas volumétricas podemos definir las siguientes expresiones:

• Expresiones de caudales: Se pueden definir tres tipos:
  • En máquinas generadoras: caudal de entrada, caudal de fugas y caudal de salida.
  • En máquinas receptoras: igual.
• Expresiones de potencia: en máquinas generadoras y receptoras.
• Expresiones de par: en máquinas receptoras y generadoras.

Los acumuladores

Los acumuladores son utilizados en los circuitos oleohidráulicos como almacenes extra de fluido para poder usar esta energía a lo largo del ciclo de trabajo del circuito. En los circuitos oleohidráulicos se realizan las siguientes funciones:

• Reserva de fluido a presión: mantienen la presión en el circuito.
• Amortiguación de los cambios bruscos de caudal: en el circuito.
• Absorción de los picos de presión: protegiendo así el circuito de posibles daños.
• Flexibilización del funcionamiento: de un circuito ya existente. Suponen una forma muy económica de recuperar energía en los circuitos de frenado.
• Otras funciones: fuente de energía auxiliar, compensador de expansiones térmicas, compensador de fugas, etc.

Hay tres tipos de acumuladores:

• De peso: utilizan una masa para crear una resistencia al llenado de un depósito auxiliar. La presión del fluido permanece constante con el aumento de volumen del depósito.
• De muelle: el muelle opone una resistencia al llenado del depósito. La presión del depósito aumenta linealmente con el aumento del fluido.
• De gas: el esfuerzo se logra mediante la compresión de un determinado gas. La presión del fluido aumenta con el volumen de aceite, pero también depende del tipo de gas. Dentro de los acumuladores por gas podemos separarlos en dos grupos:
  • Por gas no separado: el gas está en contacto con el fluido.
  • Por gas separado: el gas no está en contacto con el fluido.

Cálculo de acumuladores

Para obtener la expresión del cálculo de un acumulador debemos tener en cuenta que si la compresión se produce en más de 3 minutos, diremos que el proceso es isotérmico porque le dará tiempo a ponerse a temperatura ambiente.