70Captulo 3

En principio, cualquier lquido es apropiado para transmitir energa depresin. No obstante, el lquido utilizado en un sistema hidrulico tieneque cumplir con ciertas condiciones adicionales, por lo que no haymuchas alternativas. El agua genera problemas de corrosin,ebullicin, congelacin y viscosidad.Los lquidos elaborados en base a aceites minerales (tambin llamadosaceites hidrulicos) cumplen con prcticamente todos los requisitosnormales (que se plantean, por ejemplo, en las mquinas-herramientas). En consecuencia, son los ms difundidos en los

j sistemas hidrulicos.Tratndose de sistemas hidrulicos utilizados en zonas de mayorpeligro de incendio, como por ejemplo: en la minera

en mquinas de fundicin bajo presin en prensas de forja en sistemas de regulacin de turbinas de plantas elctricas y en plantas siderrgicas y trenes de laminacin.

es necesario utilizar lquidos difcilmente inflamables. Todas estas |M|

aplicaciones albergan el peligro de provocar un incendio si un fluidode aceite mineral escapa por una fuga o rotura de conducto y entraen contacto con partes metlicas muy calientes.

3.1 Funciones de los Los fluidos utilizados en sistemas hidrulicos tienen que cumplirfluidos sometidos funciones muy diversas: =

a presin transmitir la presin, lubricar las partes mviles de los equipos, refrigerar, es decir, derivar el calor producto de la transformacin

de energa (prdidas de presin), amortiguar vibraciones causadas por picos de presin, proteger contra la corrosin, eliminar partculas abrasivas, transmitir seales.

TP501 Festo Didactc

71Captulo

Los dos grupos de lquidos (los aceites hidrulicos y los difcilmenteinflamables) se clasifican en diversos tipos que tienen diferentescaractersticas. Estas caractersticas son determinadas por el lquidobsico y por pequeas cantidades de aditivos.

3.2 Tipos de fluido;sometidos apresin

ser'

Aceites hidrulicosSegn DIN 51524 y 51525, los aceites hidrulicos se clasifican entres tipos segn sus propiedades y su composicin: Aceite hidrulico HL Aceite hidrulico HLP Aceite hidrulico HV.En las siglas, la letra H significa que se trata de aceite hidrulico ylas dems se refieren a los aditivos. A las siglas se les agrega uncoeficiente 'de viscosidad segn DIN 51517 (clasificacin deviscosidad segn ISO).

3ite hidr

Denomi-nacin

HL

HLP

HV

Caractersticas especiales

Proteccin anticorrosiva yaumento de la resistenciaal envejecimiento.

Mayor resistencia aldesgaste

Viscosidad menos afectadapor la temperatura

Campos de aplicacin

Equipos en los que surgen elevadassolicitaciones trmicas o en los que esposible |a corrosin por entradas de aguaIgual que los aceites HL y, adems,para equipos en los que por suestructura o modo de funcionamientohay ms rozamientosIgual que los aceites HLP; se utiliza enequipos sometidos a variaciones detemperarura o que trabajanatemperaturas ambientales bajas Aceites para sistemashidrulicos

HLP 68

H: Aceite hidrulico

L: Con aditivos para obtener una mayor proteccinanticorrosiva y/o mayor resistencia al envejecimiento

P: Con aditivos para reducir y/o aumentar la resistencia

68: Coeficiente de viscosidad segn DIN 51517 Aceite hidrulico HLP 68

Festo Didactic TP501

72Captulo 3

Lquidos difcilmenteinflamables

Estos lquidos sintticos se clasifican en acuosos y anhdricos. Laestructura qumica de los lquidos sintticos impide la inflamacin desus gases.

La tabla que se ofrece a continuacin muestra los lquidos difcilmenteinflamables utilizados en sistemas hidrulicos (lquidos HF). Estoslquidos son descritos en las hojas 24317 y 24320 VDMA.

Lquidos difcilmenteinflamables

Denom.(siglas)

HFA

HFB

HFC

HFD

Hoja VDMAN

24320

24317

24317

24317

~~/J^:Composicin

Emulsionesaceite y agua

Emulsiones deagua y aceite

Soluciones acuosas,p.ej. glicol acuosoLquidos anhdricos,p.ej. ster de fostato

Contenido en agua en %

80 ... 98

40

35.. .55

0...0.1

p

TP501 Festo Didactic

Captulo

Para que los aceites hidrulicos puedan cumplir con los requisitosantes planteados, tienen que contar con determinadas caractersticassegn su aplicacin. En consecuencia, las propiedades de lassustancias son las siguientes: Densidad lo ms baja posible; Poca compresibilidad; Viscosidad no demasiado baja (pelculas lubricantes); Buenas caractersticas de viscosidad en funcin de la temperatura; Buenas caractersticas de viscosidad en funcin de la presin; Buena resistencia al envejecimiento; Baja inflamabilidad; Compatibilidad con otros materiales.

3.3 Caractersticasrequisitos

Adems, los aceites hidrulicos deben cumplir con las siguientescondiciones: Segregar el aire; No formar espuma; Resistencia al fro; Ofrecer proteccin contra el desgaste y la corrosin; Capacidad de segregacin de agua.

La viscosidad es un criterio de diferenciacin importante para losaceites hidrulicos..

Festo Didactic TP501

74Captulo 3

3.4 Viscosidad La palabra viscosidad se refiere a la "capacidad de flujo". El grado deviscosidad informa sobre las fricciones internas de un fluido, es decir,sobre la resistencia que tiene que ser superada para que dos capascontiguas del fluido puedan desplazarse. En consecuencia, la viscosidades un parmetro que indica qu tan fcilmente fluye un lquido.Segn el Sistema Internacional de Unidades, se entiende bajointensidad la "viscosidad cinemtica" (unidad: mm2/s).La viscosidad es determinada mediante un mtodo normalizado.Por ejemplo:DIN 51562: Viscosmetro de Ubbelohde;DIN 51561: Viscosmetro de Vogel-Ossag.Tambin puede utilizarse un Viscosmetro de bola para determinar laviscosidad cinemtica. Con este aparato se puede medir la viscosidadcon bastante exactitud dentro de un margen relativamente amplio. Conl se mide la velocidad con la que desciende un cuerpo por efecto dela gravedad en contra de la resistencia de un fluido. Para obtener elvalor cinemtico de la viscosidad tiene que dividirse el valor obtenidocon el Viscosmetro de bola por la densidad del fluido.

Viscosmetro de bola

con

Lquido a verificar

Altura de la cada

S

TP501 ' Festo Didactic

Capitulo

Un parmetro importante de los aceites hidrulicos es su viscosidad.La norma ISO y la norma reformada DIN 51524 establecen losiguiente: la clasificacin de la viscosidad determina la viscosidadmnima y mxima de los aceites hidrulicos sometidos a unatemperatura de 40C.

clases de viscosidadsegn ISOISOVG 10ISO VG 22ISO VG 32ISO VG 46ISO VG 68ISOVG 10&

viscosidad cinemtica (mm /s) a 40 Crax.9,0

19,8

28,8

41,4

61,2

90,0

min.11,0

24,2

35,2

50,6

74,8

110,0

Ello significa que existen seis clases de viscosidad para cada uno delos aceites hidrulicos HL, HLP y HV. En la tabla se indican lasdiferentes clases de viscosidad y sus campos de aplicacin; la clasede viscosidad deber adaptarse a la temperatura del medio ambiente.Los sistemas hidrulicos tambin se utilizan aceites para motores ocajas de cambio de alta calidad debido a las condiciones imperantesdurante el almacenamiento de los aceites. Por esta razn, tambin seincluyen aqu la clasificacin de la viscosidad de los aceites segnSAE. No obstante, esta clasificacin permite unos mrgenes detolerancia mucho mayores, lo que se puede comprobar fcilmente sise comparan las dos clasificaciones.

Clases SAE

30

20, 20 W

10W

5W

ISO-VG

100

68

46

32

22

(15)

10

reas de aplicacin

equipos estacionarios en mbitos cerrados contemperaturas altas

Con temperaturas normales

Aplicaciones a la intemperie - hidrulica mvil

En zonas fras

Clases de viscosidad(DIN 51502)

Clasificacin de laviscosidad segn SAE

Festo Didactic TP501

76Captulo 3

Los lmites de viscosidad son importantes en la prctica:Una viscosidad demasiado baja (mucha fluidez) provoca ms fugas.La pelcula lubricante es delgada, por lo que puede romperse msfcilmente. En ese caso disminuye la proteccin contra el desgaste.A pesar de ello, es preferible utilizar aceite de baja viscosidad, ya quepor su menor friccin se pierde menos presin y potencia. Al aumentarla viscosidad aumenta la friccin interna del fluido y, por lo tanto, esmayor la prdida de presin y potencia a causa del calor.Una viscosidad elevada (ms consistencia) causa ms friccin, lo queprovoca prdidas de presin y calentamiento especialmente en laszonas de estragulamiento. De este modo se dificulta el arranque enfro y la segregacin de agua, por lo que existe una mayor tendenciaa desgastes por cavitacin.

f

f

Lmites de viscosidad

Lmite inferior fl

Margen de viscosidad ideal;

Lmite superior jS&u: ,,7 "

P ' ' ' ' ' .. 'Viscosidad cinemtica

mrn2

s

15a loo1"2S

I 750 miT|2S E

II

TP501 Festo Didactic

77Captulo 3

En las aplicaciones debern tenerse en cuenta las caractersticas dela viscosidad de los fluidos en funcin de la temperatura, puesto quela viscosidad del fluido sometido a presin cambia segn latemperatura. Estas relaciones pueden mostrarse grficamente con eldiagrama viscosidad/temperatura de Ubbelohde. Si se incluyen losvalores respectivos en un diagrama logartmico doble, se obtiene unarecta.

V

100005000

mm'Vs1000500

10050

20

10

n

' - .

2N

! .-7^

X.

s s

X^3C

N"*S

w ^o^vw ^ ^\Cx5

^^x_^^^_

X

r^xv

v

^v.

V2^\.

^>

s

vsX

S,

S^

sobre-presin

S>,(bar)V4S, 12

0000 Nj00530 "N

V 600 ^

V4O ^S230 ^3

x

iXNs.

"SJ

20 60 80 C 100 TemperaturaDiagramaviscosidad/temperaturasegn Ubbelohde

Las caractersticas de la relacin entre la viscosidad y la temperaturasuelen ser expresadas mediante el ndice de viscosidad (VI).Este ndice es calculado segn D\N ISO 2909. Cuanto mayor es elndice de viscosidad de un aceite hidrulico, tanto menos vara suviscosidad o, en otras palabras, tanto mayor es el margen detemperaturas dentro del cual puede utilizarse el aceite. Un ndice deviscosidad elevado aparece como una recta caracterstica con pocaascendencia en el diagrama de viscosidad / temperatura.

Festo Didactic TP501

78Captulo 3

Los aceites minerales con alto ndice de viscosidad tambin sondenominados aceites multigrado. Estos aceites son utilizados entodos aquellos casos en los que se trabaja con temperaturas muyvariadas, tal como sucede con los equipos hidrulicos mviles. Losaceites con bajo ndice de viscosidad se clasifican en aceites deverano y aceites de invierno.:Aceites de verano: Son ms viscosos para evitar que con el calor sevuelvan demasiado fluidos y se rompa la pelcula lubricante.Aceites de invierno: Son menos viscosos para evitar que con el frose vuelvan demasiado consistentes y dificulten un arranque en fro.La relacin entre la viscosidad y la presin en aceites hidrulicos esimportante tambin, ya que al aumentar la presin aumenta asimismola viscosidad. Esta circunstancia debe tenerse en cuentaespecialmente a partir de un valor de Ap = 200 bar. Por lo general, laviscosidad se habr duplicado en relacin con una presin de O barsi la presin asciende a 350 400 bar.

Viscosidadcinemtica

1000000mmVs

100000

Diagramaviscosidad/presin 2000 4000 6000 8000 bar 10000 Presin

E

TP501 Fasto Didactic

TCaptulo i

Si resumimos las propiedades de los fluidos sometidos a presin,explicadas en este captulo, podemos observar que existen lassiguientes ventajas y desventajas relacionadas a lquidos difcilmenteinflamables y a aceites hidrulicos en base a aceites minerales:

Ventajas y desventajas de los lquidos difcilmente inflamables

Mayor densidad

Menorcompresibilidad *

Segregacindeficiente del aire

Limitadas tem-peraturas de trabajo

Relacin favorableentre la viscosidady la temperatura

Efecto de disolucin

Precio

:

Ventajas

Menor elasticidad delfluido

En los lquidos HFCvara menos laviscosidad si oscilan lastemperaturas ,: > ,

/Las propiedades de loslquidos HFDcorresponden a las quetienen los aceiteshidrulicos, siempre ycuando se disponga delos respectivos sistemasde calentamiento yrefrigeracin

Desventajas ,%,,Mayor esfuerzo de succinpara la bombaPosibilidad de mayores picosde presinMayor tiempo dealmacenamiento por usarrecipientes ms voluminososImposibilidad de superar los50C, ya que de lo contrariose evapora demasiada agua

En lquidos HFD cambia laviscosidad si oscilan lastemperaturas

Los lquidos HFD disuelvenlas juntas normales deperbunn, los acumuladoresy los tubos flexibles

Los lquidos HFD son mscaros que los aceiteshidrulicos

Festo Didactic TP501