Sin la hidráulica, el equipo de construcción moderno no funcionaría tan eficazmente como lo hace. Debido a este sistema basado en fluidos, los equipos pesados pueden utilizar pequeños movimientos del operador para crear grandes movimientos en los accesorios y las cosas que sostienen. Saber cuándo reparar la hidráulica de un equipo pesado requiere una comprensión del sistema. Esta guía proporciona información importante que debe conocer sobre los sistemas hidráulicos utilizados en los equipos pesados.
¿Qué es un sistema hidráulico?
La definición de un sistema hidráulico es una operación que utiliza fluido presurizado para impulsar el movimiento. La presión del fluido multiplica la presión ejercida sobre él para aumentar la fuerza en la salida. Un sistema hidráulico utiliza este fluido en los cilindros o en las unidades de potencia hidráulica para realizar trabajos como detener un vehículo a través de sus frenos, levantar una grúa y su carga o mover un cubo en una cargadora.
Dentro de un sistema hidráulico, hay componentes que ponen el fluido incompresible bajo presión. Debido a que el aceite hidráulico no se presiona en un espacio más pequeño, la fuerza que se le aplica se transfiere al otro extremo del área donde está el aceite. La presión ejercida por el aceite mueve un gran pistón que puede funcionar solo o con cilindros adicionales para mover cosas que requieren una fuerza extra.
Cuando se equipa un dispositivo con un sistema hidráulico, se puede aumentar la cantidad de trabajo que el sistema puede hacer sin aumentar el esfuerzo que se le dedica. Aplicados a los equipos de construcción, los sistemas de energía hidráulica permiten que un pequeño movimiento de joystick levante un cubo de tractor lleno de escombros pesados.
Tal operación no sería posible con los humanos usando sus músculos y palas para levantar la misma cantidad de escombros. Por ejemplo, un predecesor de los actuales equipos de construcción accionados por vapor podría mover en un día la misma cantidad de sustancia que dos hombres equipados con una carretilla podrían hacer en dos semanas.
Las mejoras introducidas en los sistemas hidráulicos no han hecho más que aumentar su capacidad de hacer que los equipos actuales sean capaces de realizar el trabajo pesado en las obras de construcción que requiere una fiabilidad, potencia y control duraderos.
¿Qué significa un sistema hidráulico para el equipo?
Un sistema hidráulico ofrece tres ventajas principales cuando se utiliza en equipos de construcción:
- Fiabilidad: Los sistemas hidráulicos ofrecen un funcionamiento fiable siempre que el sistema permanezca cerrado y el fluido se mantenga libre de contaminantes.
- Densidad de energía: La salida de la hidráulica es muchas veces mayor que la fuerza puesta en el sistema, alcanzando cerca de 7.000 libras por pulgada cuadrada en algunas piezas de equipo pesado de construcción.
- Control versátil: Las innovaciones permiten sistemas hidráulicos que se mueven en múltiples direcciones y tienen controles electrónicos.
Estos beneficios de la hidráulica la convierten en la mejor opción para muchos tipos de equipos pesados, incluyendo piezas utilizadas para la construcción y el movimiento de tierras.
¿Qué hace un sistema hidráulico?
Los sistemas hidráulicos funcionan con uno de dos métodos: cilindros o unidades de potencia hidráulica. Los cilindros son los componentes originales utilizados para multiplicar la fuerza con el fluido hidráulico. Sin embargo, los avances en ingeniería permiten ahora operaciones mejoradas de unidades de potencia hidráulica más grandes que aumentan la capacidad de trabajo del sistema.
Sistemas hidráulicos con cilindros
Cuando se usan cilindros, los sistemas hidráulicos tienen un cilindro más pequeño y otro más grande. El más pequeño tiene un pistón para el trabajo puesto en el sistema. El pistón presiona el fluido hidráulico en el cilindro pequeño y fluye hacia el fondo del cilindro más grande. El cilindro grande también tiene un pistón que se mueve en base a la fuerza del aceite.
Para permitir el movimiento del cilindro más grande, la fuerza aplicada al cilindro más pequeño debe moverse más lejos que el movimiento creado por la salida del cilindro grande. La cantidad que el cilindro más pequeño debe moverse es igual a un múltiplo de la diferencia en el área de los cilindros. Por ejemplo, si el cilindro más grande es cinco veces más grande que el más pequeño, el pistón del cilindro más pequeño debe moverse cinco veces la distancia de la salida necesaria. Para mover el pistón más grande una pulgada, el más pequeño debe viajar cinco pulgadas.
Sistemas hidráulicos con unidades de potencia hidráulica
El otro tipo de sistema utilizado es una unidad de potencia hidráulica que aumenta las capacidades del sistema utilizando una bomba y fluido presurizado para reemplazar el pequeño cilindro.
Mientras que la distancia que recorre el pequeño pistón determina la salida en un sistema que utiliza cilindros, los que tienen unidades de potencia hidráulica no tienen la limitación de la distancia física. Al aumentar la presión del fluido, la necesidad de distancia de viaje desaparece, permitiendo fuerzas de salida mucho más altas que con un sistema de cilindros. Este tipo de sistema se utiliza a menudo en los equipos de construcción para lograr cantidades masivas de trabajo y capacidades de elevación.
¿Cómo funciona un sistema de accionamiento hidráulico para equipos de construcción?
El uso de cilindros y pistones pequeños y grandes funciona en algunos dispositivos diminutos, pero las cargas pesadas y los grandes movimientos que requiere el equipo de construcción necesitan soluciones hidráulicas más robustas. Para estos dispositivos más extensos, las unidades de energía hidráulica reemplazan a los cilindros para una mayor potencia de salida.
Debido a que las unidades de potencia hidráulica (HPU) traen más fluido de una bomba a presiones más altas, pueden crear una fuerza que equivale a una mayor distancia de recorrido necesaria para un pistón pequeño. Dado que estas HPUs no tienen el tamaño físico de un cilindro pequeño para limitarlas, pueden crear mucha más fuerza para la salida que los sistemas de dos cilindros.
Una unidad de alta presión contiene todos los componentes necesarios para operar el sistema hidráulico, incluyendo una bomba, un motor y un depósito de fluido, en un área autónoma. La bomba y su motor generan una pequeña cantidad de presión necesaria para mover el sistema. Cuando el sistema hidráulico se pone en marcha, la bomba entrega aceite al acumulador. Una vez que el aceite del acumulador alcanza la presión necesaria, se mueve el pistón más grande y una válvula permite que la presión baje a medida que el fluido regresa al depósito.
Algunos sistemas hidráulicos utilizan bombas de dos etapas que permiten empujar y tirar más rápidamente de una fuerza operada hidráulicamente cambiando entre la alta presión y el bajo caudal y la baja presión y el alto caudal del aceite. Un gran depósito es un requisito para muchas unidades de alta presión en equipos de movimiento de tierras. Para algunos equipos que tienen múltiples cilindros, los depósitos pueden almacenar docenas de galones de fluido.
Los sistemas hidráulicos de los equipos de construcción pueden operar con varios componentes. Por ejemplo, las orugas de las retroexcavadoras sobre orugas tienen conductores hidráulicos. Las cargadoras suelen tener un par de pistones para mover el cubo verticalmente, un par para girar el cubo para sacar el contenido y un juego para abrir los laterales del cubo. Los camiones volquetes tienen una operación comparativamente simple, que sólo requiere uno o dos cilindros para levantar la cama.
Las grúas también utilizan la hidráulica de muchas maneras. Para las grúas que tienen estabilizadores para levantar todo el sistema, los sistemas hidráulicos proporcionan la energía para elevar verticalmente el vehículo de varias toneladas. Para girar la carga de la grúa en una pluma, un sistema hidráulico mueve el engranaje Rotex. La pluma también se telescópica hacia adentro o hacia afuera gracias a los movimientos de los sistemas hidráulicos. Los controles del operador se conectan a las mangueras hidráulicas de una grúa y a otros equipos de construcción de funcionamiento similar.
El uso de los controles en la cabina del operador cambia el flujo de fluido hidráulico en el sistema, permitiendo que se muevan partes del equipo. El encaminamiento del fluido se produce en los distribuidores, que conectan los conductos de aceite con la bomba y entre sí. Estas válvulas cambian la dirección del fluido, lo que mueve la fuerza hidráulica a las partes del equipo donde el operador necesita que vaya.
Debido a que los sistemas hidráulicos de los equipos pesados permiten que estas piezas realicen un trabajo vital, los problemas con el motor, la bomba o el depósito de la unidad de potencia hidráulica pueden obstaculizar la productividad en un lugar de trabajo. En estas situaciones, es útil identificar los síntomas del problema y llevar el equipo a un taller de servicio para su reparación y así minimizar el tiempo de inactividad.
Cómo saber cuando un sistema hidráulico en un equipo pesado necesita reparaciones
Aunque es fiable, el sistema hidráulico de los equipos de movimiento de tierras y otros vehículos similares puede tener problemas. Los principales síntomas de los problemas del sistema hidráulico son los siguientes:
- Operación ruidosa
- Problemas con el flujo de aceite hidráulico
- Funcionamiento defectuoso del sistema hidráulico
- Presiones hidráulicas incorrectas
- El calor excesivo
Si algo de lo anterior comienza a suceder en su equipo pesado, programe un servicio para hacer los reemplazos de las piezas necesarias o las reparaciones del sistema. Estas cuestiones principales se desglosan en problemas específicos que insinúan posibles causas y remedios para el sistema.
1. Operación ruidosa
El funcionamiento ruidoso significa que hay un ruido excesivo que proviene de alguna parte del equipo. Escuche atentamente la fuente del sonido porque esto puede ayudar a un técnico certificado a identificar posibles problemas. Por ejemplo, una bomba ruidosa podría indicar aire en el fluido hidráulico, una bomba desgastada o acoplamientos mal alineados.
El ruido proveniente del motor de la bomba también podría ser una señal de acoplamientos mal alineados o de desgaste en el motor de la bomba. Cuando se oye un ruido adicional proveniente de la válvula de alivio, es posible que la válvula no tenga el ajuste correcto o que se haya desgastado un obturador.
Tenga cuidado de hacer un diagnóstico de su sistema hidráulico sólo a partir de los sonidos y sus ubicaciones. Un técnico certificado tiene las herramientas y pruebas para determinar la causa exacta del ruido y proporcionar una reparación para el mismo.
2. Problemas con el flujo de petróleo
Los problemas con el flujo de fluido hidráulico se dividen en tres categorías: demasiado flujo, no hay suficiente flujo o no hay flujo de corriente. Debido a que estas agrupaciones cubren un amplio rango de causas, un técnico certificado puede necesitar realizar pruebas de diagnóstico adicionales o buscar otros factores para encontrar la causa exacta.
Por ejemplo, si no hay flujo de la bomba hidráulica, podría deberse a cualquiera de los siguientes motivos:
- Un motor de bomba defectuoso
- La bomba no recibe fluido hidráulico
- Una bomba dañada o mal ensamblada
- Acoplamiento cizallado para el accionamiento de la bomba
- La bomba que gira en la dirección opuesta
- Una dirección de movimiento principal mal colocada
- Todo el aceite hidráulico que pasa por la válvula de alivio en lugar de entrar en la bomba
Muchos de estos problemas requerirán un servicio a la bomba o piezas de repuesto en la bomba hidráulica. Es posible que el técnico certificado también necesite hacer reparaciones o cambios de piezas según el desgaste que sufra el sistema hidráulico de su equipo.
3. Operación hidráulica defectuosa
El movimiento anormal de un sistema hidráulico puede llevar a situaciones peligrosas en una obra. Los componentes operados hidráulicamente deben moverse como se espera. Un movimiento errático, lento, inconsistente o limitado indica que hay problemas graves que necesitan reparaciones inmediatas. Estos movimientos defectuosos pueden ocurrir en conjunción con otros problemas, como problemas de flujo de aceite o funcionamiento ruidoso. Por ejemplo, la falta de fluido hidráulico que fluye por la bomba puede restringir completamente el movimiento. Cualquier aire en el aceite puede causar tanto un uso ruidoso como un funcionamiento errático.
Para evitar causar daños o escenarios peligrosos en el lugar de trabajo, instruya a todos los operarios para que informen de la operación defectuosa inmediatamente y mantenga el equipo fuera de uso hasta después de las reparaciones.
4. Presiones incorrectas
La presión incorrecta en un sistema hidráulico refleja de cerca el funcionamiento defectuoso. Si su equipo muestra un funcionamiento defectuoso, es posible que un técnico deba observar la presión del fluido y determinar primero la causa del problema de presión. Por ejemplo, el aire en el aceite puede causar tanto una presión errática como un funcionamiento errático del mecanismo hidráulico. La baja presión podría producirse por una bomba o una válvula de reducción de presión dañada y hacer que el sistema funcione lentamente.
5. Calor excesivo
Un sistema hidráulico puede sobrecalentarse cuando el fluido se sobrecalienta. Cualquiera que sea el componente del sistema que se caliente puede proporcionar una pista de la fuente del exceso de calor. Por ejemplo, si la bomba o el motor se calientan, el sistema puede tener una carga demasiado alta, el motor puede estar dañado o la válvula de alivio puede estar demasiado alta.
Al igual que con otros problemas del sistema hidráulico, un experto debe realizar una investigación exhaustiva de todo el sistema para identificar las fuentes de cualquier problema. Cuando busque un experto, elija un técnico certificado que tenga a mano las piezas de repuesto de la marca de su equipo. Esta combinación asegura que su equipo pesado será reparado correctamente y lo más rápido posible.
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