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C. R. D. INGENIERIA
APLICACIÓN DE LA HIDRAULICA EN EQUIPOS PETROLEROS
C. R. D. INGENIERIA
OTRAS APLICACIONES DE LA HIDRAULICA
•EQUIPOS MINEROS
•INDUSTRIA AUTOMOTRIZ
•INDUSTRIA NAVAL
•INDUSTRIA AGROPECUARIA
•INDUSTRIA ALIMENTICIA
•INDUSTRIA AERONAUTICA
•EQUIPOS VIALES
•ROBOTICA
•INDUSTRIA EN GENERAL
C. R. D. INGENIERIA
LISTADO DE ALGUNOS EQUIPOS PETROLEROS QUE FUNCIONAN
CON HIDRAULICA
• Equipos de perforación
• Equipos de terminación
• Equipos Pulling
• Equipos Wireline
• Equipos Swabing
• Equipos Cementadores
• Equipos Bach Mixer
• Equipos Coiled Tubing
• Equipo Coiled Tubing Driling
• Equipos Fracturadores
• Equipos Acymaster
• Equipos Blender
• Equipos Snubing
C. R. D. INGENIERIA
ENERGIA HIDRAULICA
EQUIPOS PETROLEROS
BOMBAS VALVULAS DIRECCIONALES
MOTORES HIDRAULICOS
CILINDROS HIDRAULICOS
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C. R. D. INGENIERIA
EQUIPO CEMENTADOR EQUIPO BLENDER
EQUIPO BACH MIXER
C. R. D. INGENIERIA
EQUIPOS DE PERFORACION Y TERMINACION
C. R. D. INGENIERIA
EQUIPO COILED TUBING
C. R. D. INGENIERIA
EQUIPO DE PERFORACION
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C. R. D. INGENIERIA
EQUIPO CEMENTADOR
C. R. D. INGENIERIA
EQUIPO FRACTURADOR EQUIPO CEMENTADOR
EQUIPO NITROGENERO SKID DE BOMBEO
C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
ACCIONAMIENTO CILINDROS PARA
MONTAJE DE TORRE DE PERFORACION
C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
ACCIONAMIENTO DE BOMBAS
CENTRIFUGAS PARA BOMBEO DE
FLUIDOS
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C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
ACCIONAMIENTO DE BOMBAS A
TORNILLOS PARA DOSIFICACION
DE PRODUCTOS QUIMICOS
ACCIONAMIENTO DE AGITADORES
PARA TANQUES DE MEZCLADO
C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
ACCIONAMIENTO DE PINZAS
ROTATIVAS PARA MONTAJE DE
TUBERIAS EN POZOS DE PETROLEO
ACCIONAMIENTO DE BOMBA PARA
LLENADO DE TANQUE DE ADITIVOS
C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
ACCIONAMIENTO DE VENTILADORES
PARA ENFRIADORES
ACCIONAMIENTO DE MALACATES
PARA ENRROLLADO DE CABLES DE
ACERO
C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
ACCIONAMIENTO DE VALVULAS DE PROCESO
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5
C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
ACCIONAMIENTO TORNILLOS PARA
ALIMENTACION ARENA DE FRACTURA
C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
ACCIONAMIENTO VALVULA B.O.P. PARA
POZO DE PETROLEO
C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
ENROLLADOR DE
MANGUERAS DE ALTA
PRESION
ACCIONAMIENTO CARRETEL
PARA TUBING DE EQUIPO
COILED
C. R. D. INGENIERIA
PARA QUE SE UTILIZA LA HIDRAULICA EN LOS EQUIPOS ?
CABEZALES ROSCADORES BOWEN
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C. R. D. INGENIERIA
CURSO DE HIDRAULICA BASICA C. R. D. INGENIERIA
ENERGIA
ENERGIA
ELECTRICA
ENERGIA
HIDRAULICA
ENERGIA
NEUMATICA
ENERGIA
TERMICA
ENERGIA
MECANICA
MAQUINA
PRODUCTO
DIFERENTES TIPOS DE ENERGIAS
C. R. D. INGENIERIA
ENERGIA HIDRAULICA
C. R. D. INGENIERIA
TRANSFORMACION DE ENERGIAS
•La energía mecánica o eléctrica es convertida en una
cantidad equivalente de energía de fluido por medio de
una bomba hidráulica.
•La energía de fluido es convertida de nuevo en energía
mecánica por medio de un actuador hidráulico ( motor
o cilindro hidráulico)
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C. R. D. INGENIERIA
TRANSFORMACION DE
ENERGIAS
C. R. D. INGENIERIA
COMPONENTES DE UN CIRCUITO HIDRAULICO BASICO
1) BOMBA HIDRAULICA 4) DEPOSITO
2) ACTUADORES HIDRAULICOS 5) TUBERIAS Y ACCESORIOS
3) VALVULAS HIDRAULICAS 6) FLUIDO HIDRAULICO
C. R. D. INGENIERIA
CARACTERISTICAS QUE DESTACAN A LA HIDRAULICA
•Grandes fuerzas o momentos de giro producidos en
espacios pequeños.
•Las fuerzas se gradúan automáticamente a las
necesidades.
•El movimiento puede realizarse con carga máxima desde
el arranque.
•Graduación continua de velocidad ,fuerza o momento
de giro.
•Protección simple contra sobrecargas.
C. R. D. INGENIERIA
CARACTERISTICAS QUE DESTACAN A LA HIDRAULICA
•Útil para movimientos rápidos controlados, así como para
movimientos extremadamente lentos de precisión.
•Acumulación sencilla de energía por medio de gases.
•Sistema de propulsión central con transformación en
energía mecánica descentralizada.
•Reversibilidad en los movimientos sin tener que parar
el movimiento antes de invertirlo.
•Los componentes hidráulicos pueden bloquearse sin
causar daños en los componentes.
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PRESIÓN
Presión es:
La aplicación de la fuerza en una superficie
S
Fp Donde:
p = presión
F = Fuerza
S = superficie
MEDICIÓN de la PRESIÓN
• Presión atmosférica
– Presión normal = 760 mmHg = 1 atm = 0,98 bar
– Presión positiva = atm o bar
– Presión negativa (vacio) = mmHg
TIEMPO
760 mmHg = 1 atm = 0,98 bar
PR
ES
IÓN
Presión normal = Presión atmosférica
Presión negativa (vacio)
Presión positiva
C. R. D. INGENIERIA
UNIDADES DE PRESION
1 KG/ CM 2 = 0,9807 bar = 14,22 PSI
1 BAR = 1,0197 KG/ CM 2 = 14,5 PSI
1 PSI = 0,07031 KG/ CM2 = 0,06895 BAR
PRESIÓN
222
002.04
05.0.
4
.cm
dS
2255002.0
5.0
cmKg
S
Fpa
228.0)300602
000.10
2 cmKg
xxxlxL
Peso
S
Fpm
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C. R. D. INGENIERIA
PRESION DE UN LIQUIDO CONFINADO
C. R. D. INGENIERIA
PRESION EN UN LIQUIDO CONFINADO
•Al aplicar una fuerza sobre un líquido confinado se
origina una presión que se transmite uniformemente
por todo el área interna del recipiente.
•Este comportamiento del fluido es el que permite
transmitir fuerzas a distancia.
•Los sistemas hidráulicos funcionan instantáneamente
gracias a la incompresibilidad del liquido utilizado.
C. R. D. INGENIERIA
ORIGEN DE LA PRESION
La presión en un líquido confinado se transmite integramente en
cualquier dirección y ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales
siempre en forma perpendicular a las paredes del recipiente
C. R. D. INGENIERIA
PRINCIPIO DE
PASCAL
La fuerza F1 actuando
sobre A1 ejerce una
presión P, que es igual
en todo el recipiente.
Esa presión P actuando
sobre la superficie A2
ejerce una fuerza F2
F1/ A1 = F2/ A2
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10
C. R. D. INGENIERIA
PRINCIPIO DE PASCAL
Las fuerzas son directamente
proporcionales a las
superficies.
Las distancias S1 y S2
recorridos por los émbolos
están en relación inversa
a sus superficies
C. R. D. INGENIERIA
MULTIPLICADOR DE PRESION
Si sobre la superficie A1 actúa la presión P1, se obtiene en el embolo
grande la fuerza F1. Esta fuerza es transmitida por la barra al embolo
pequeño y actúa sobre la superficie A2 generando la presión P2
Como F1 = F2 P1xA1 = P2xA2
A1
A2
SpF .Fuerza Hidráulica:
c a
4
..
2DpFa
4
).(.
22 dDpFc
4
. 2DS
Actuador
Deposito de
Aceite
Fuente
de
Energia
Control de
Movimiento
Control de
Velocidad
Control de
Fuerza
Bomba
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C. R. D. INGENIERIA
GENERACION
DE LA PRESION
•Si el grifo esta totalmente
abierto el caudal pasa
libremente sin generar
presión
•Si el grifo se cierra
progresivamente, aumenta
la resistencia al caudal y
la presión ira aumentando
a la entrada del grifo
C. R. D. INGENIERIA
GENERACION DEL CAUDAL
P1 P2
Para que se genere caudal debe existir una diferencia
de presión entre los extremos de la tubería
P1 mayor a P2 - P1 menor a P2
C. R. D. INGENIERIA
VELOCIDAD DE FLUIDOS EN TUBERIAS
• AIRE COMPRIMIDO : -------------------------------- 10 metros / seg
•VAPOR :------------------------------------------------ -100 metros / seg
• AGUA : --------------------------------------------------- -3 metros / seg
• ACEITE HIDRAULICO : línea de succión---- de 61 a 122 cm / seg
línea de presión---- de 760 a 920 cm / seg
línea de retorno---- de 305 a 456 cm / seg
La velocidad del fluido en una
tubería es inversamente
proporcional al área de la sección
transversal
C. R. D. INGENIERIA
CAUDAL Y
VELOCIDAD
La velocidad de un
cilindro es proporcional
al caudal que ingresa
e inversamente
proporcional al área del
pistón
Q = V x A / 1000
Q= caudal ( lpm)
V= velocidad (cm/min)
A= area ( cm2)
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CAUDAL: t
V
Tiempo
VolumenQ
Unidades: Q= lt/min
Q= GPM
Concepto hidráulico de velocidad
CAUDAL: Q = Velocidad x Area
C. R. D. INGENIERIA
CAUDAL Y CAIDA DE PRESION
•Cuando se genera caudal en una tubería aparece la caída de presión.
•Las caídas de presión sucesivas vienen representadas por las
diferencias de nivel del liquido en los tubos verticales.
C. R. D. INGENIERIA
CAUDAL Y
CAIDA DE
PRESION
Cuando no hay diferencia
de presiones en un líquido,
la superficie del mismo
permanece horizontal.
Si la presión aumenta en un
punto, el nivel de líquido
sube hasta que el peso
correspondiente compensa
la diferencia de presiones
C. R. D. INGENIERIA
DERIVACIONES DEL
CAUDAL EN PARALELO
Una característica de los
fluidos es que siempre
toman el camino de
menor resistencia
Cuando las resistencias
son diferentes la presión
solo aumenta en el valor
requerido para circular
por el camino de menor
resistencia.
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C. R. D. INGENIERIA
DERIVACIONES DEL
CAUDAL EN SERIE
Cuando las resistencias
al caudal están conectadas
en serie, las presiones se
suman.
La presión de la bomba es
la suma de las presiones
requeridas para abrir las
válvulas individualmente
C. R. D. INGENIERIA
CAIDA DE PRESION A
TRAVES DE UN ORIFICIO
Un orificio es un paso
restringido en una línea
hidráulica o componente,
usado para controlar el
caudal o crear una diferencia
de presión (caída de
presión).
Un aumento del caudal
siempre estará acompañado
de un aumento de la caída
de presión a través de un
orificio
C. R. D. INGENIERIA
CIRCUITO BASICO
HIDRAULICO
Una bomba accionada por
un motor hace desplazar
un actuador lineal para
desplazar una carga.
Una válvula inversora
dirige el fluido hacia un
lado u otro del cilindro y al
tanque.
Una válvula de seguridad
protege al circuito.
C. R. D. INGENIERIA
REVERSIBILIDAD
Un actuador hidráulico
puede invertir su
movimiento en forma
rápida sin inconvenientes
La válvula direccional de
4 vías proporciona el
control de inversión de
movimiento mientras que
una válvula de seguridad
protege al circuito
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14
C. R. D. INGENIERIA
VELOCIDAD
VARIABLE
Un actuador lineal o
rotativo puede moverse a
velocidades variables,
variando el caudal de la
bomba o usando una
válvula reguladora de
caudal.
El exceso de caudal que no
ingresa al cilindro se va al
tanque por la válvula de
seguridad.
C. R. D. INGENIERIA
TRANSMISION
DE
POTENCIA
HIDRAULICA
Los actuadores hidráulicos
transmiten potencia
gracias a la energía del
caudal que proviene de la
bomba hidráulica y a la
presión que se genera en
el circuito.
C. R. D. INGENIERIA
POTENCIA HIDRAULICA
– Potencia hidráulica expresa en CV
k = 450
– Potencia hidráulica expresa en kW
k = 600
POTENCIA HIDRÁULICA
QpN . K
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C. R. D. INGENIERIA
CIRCUITO
BASICO
HIDRAULICO
C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA DE UN CIRCUITO HIDRAULICO
C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA DE BOMBAS HIDRAULICAS
C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA DE VALVULAS LIMITADORAS DE PRESION
Limitadora de presión
de acción directa
Limitadora de presión
de acción pilotada
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C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA VALVULA
REDUCTORA DE PRESION
SIMBOLOGIA VALVULA
REGULADORA DE CAUDAL
Reguladora de caudal
bidireccional
Reguladora de caudal
unidireccional
C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA VALVULAS DIRECCIONALES
Válvula antirretorno
Válvula antirretorno
pilotada
Válvula direccional 2 vías-
2 posiciones
Válvula direccional 4 vías-
3 posiciones
C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA CILINDROS HIDRAULICOS
C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA DE
BOMBAS Y MOTORES
HIDRAULICOS
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C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA DE TUBERIAS
Y MANGUERAS
SIMBOLOGIA DE BOMBA
SIMPLE Y DOBLE
SIMBOLOGIA DE BOMBA Y
VALVULA DE SEGURIDAD
C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA DE UN CIRCUITO BASICO PARA
ACCIONAMIENTO DE UN MOTOR HIDRAULICO
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA DIRECCIONAL
BOMBA HIDRAULICA
VALVULA DE ALIVIO
DEPOSITO
CILINDRO
COMPONENTES
DE UN CIRCUITO
HIDRAULICO BASICO
C. R. D. INGENIERIA
CIRCUITO
HIDRAULICO
BASICO Y SU
SIMBOLOGIA
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C. R. D. INGENIERIA
ESQUEMA DE UN CIRCUITO HIDRAULICO CON REGULACION DE
VELOCIDAD DEL CILINDRO
C. R. D. INGENIERIA
CIRCUITO HIDRAULICO
CON REGULACION DE
VELOCIDAD DEL
CILINDRO
C. R. D. INGENIERIA
ESQUEMA Y
SIMBOLOGIA DE UN
CIRCUITO HIDRAULICO
A- Deposito
B- Bomba caudal fijo
C- Válvula limitadora de
presión
D- Cilindro doble efecto
E- Válvula direccional 4/2
F- Válvula reguladora de
caudal unidireccional
C. R. D. INGENIERIA
ESQUEMA Y SIMBOLOGIA DE UN CIRCUITO HIDRAULICO
A- bomba de caudal fijo, B- válvula limitadora de presión, C- válvula
direccional 4/3, D- válvula de contrabalanceo con antirretorno, E- motor
hidráulico
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C. R. D. INGENIERIA
VALVULA DIRECCIONAL
BOMBA HIDRAULICA
VALVULA DE ALIVIO
DEPOSITO
ACTUADOR O CILINDRO
COMPONENTES
DE UN CIRCUITO
HIDRAULICO BASICO
– La bomba es un transformador de energía que genera o produce caudal.
Bombas Hidráulicas:Clasificación
LA BOMBA NO CREA
PRESIÓN!
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
BOMBAS DE NO DESPLAZAMIENTO POSITIVO
-La bomba es un transformador de energía que
genera o produce caudal y presión
C. R. D. INGENIERIA
BOMBAS DE NO DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Si la entrada y salida de la bomba están conectadas ,de forma que el
fluido pueda recircular dentro de la bomba, cuando la presión aumenta, la
bomba es de no desplazamiento positivo C. R. D. INGENIERIA
BOMBA DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO A PISTON
En la bomba de pistón , tan pronto como la válvula de retención de
entrada se cierra en el ciclo de bombeo, y exceptuando las fugas, el
fluido solo fluye hacia la salida con independencia de la presión
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C. R. D. INGENIERIA
BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
1)- Presentan una pulsación en cada ciclo o cada vez que una
cámara de bombeo se abre hacia la salida.
2)- Las bombas de desplazamiento positivo solo generan caudal
no crean presión
3)- La presión solamente afecta al caudal de salida en el
aumento de las fugas internas
4)- Son frecuentemente autocebantes cuando se ponen en
marcha en forma adecuada
5)- Este tipo de bombas requieren una válvula de seguridad
para protegerla contra las sobrecargas de presión.
Características
BOMBAS
DESPLAZAMIENTO CONSTANTE DESPLAZAMIENTO VARIABLE
BOMBA de ENGRANAJES BOMBA de PALETAS BOMBA de PISTONES
DENTADO
EXTERNO
DENTADO
INTERNO RADIALES AXIALES
BOMBA de PALETAS BOMBA de PISTONES
RADIALES AXIALES
EJE
INCLINADO
PLACA
INCLINADA
CLASIFICACION DE BOMBAS HIDRAULICAS DE
DESPLAZAMIENTO POSITIVO
C. R. D. INGENIERIA
ACCIONAMIENTO DE LAS
BOMBAS HIDRAULICAS
C. R. D. INGENIERIA
CRIQUE HIDRAULICO
A
B
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C. R. D. INGENIERIA
FUNCIONAMIENTO DE UN CRIQUE HIDRAULICO
-En la figura A tenemos el ciclo de admisión . La válvula de retención
de salida esta cerrada por la acción de la presión originada por la
carga y la válvula de retención de entrada se abre para permitir que
el liquido del tanque llene la cámara de bombeo, debido a que hay
menos presión que en el tanque.
-En la figura B el pistón de la bomba es empujado hacia abajo.
La válvula de retención de entrada esta cerrada por la presión y la
válvula de salida se abre enviando el aceite al cilindro.
-Para hacer descender la carga, se abre una tercer válvula de aguja
que abre un pasaje debajo del pistón mayor hacia el tanque. La carga
empuja el pistón hacia abajo y obliga al liquido a entrar al tanque.
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA HIDRAULICA A PISTON DE ACCIONAMIENTO MANUAL
Presión nominal: 720 bar = 10.000 PSI
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA HIDRAULICA DE ENGRANAJES DE DENTADO EXTERNO
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA HIDRAULICA DE ENGRANAJES DE DENTADO EXTERNO
Presión nominal : 250 bar = 3.625 PSI
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22
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA HIDRAULICA A ENGRANAJES
C. R. D. INGENIERIA
FALLA EN BOMBA
HIDRAULICA A ENGRANAJES
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA HIDRAULICA A PALETAS
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA HIDRAULICA A PALETAS NO EQUILIBRADA
Presión nominal : 150 bar = 2.175 PSI
10/11/2012
23
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA A PALETAS
EQUILIBRADA
HIDRAULICAMENTE
BOMBA A PALETAS EQUILIBRADA HIDRAULICAMENTE
Presión nominal: 270 bar = 3.900 PSI C. R. D. INGENIERIA
BOMBA A PALETAS DE CAUDAL VARIABLE COMPENSADA
POR PRESION
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA HIDRAULICA A PISTONES RADIALES
Presión nominal : 350 bar = 5.000 PSI
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA A PISTONES
AXIALES DE EJE
RECTO Y CAUDAL
FIJO
Presión nominal: 420 bar
6.000 PSI
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C. R. D. INGENIERIA
BOMBA A PISTONES AXIALES DE EJE RECTO Y CAUDAL VARIABLE
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA A PISTONES AXIALES
DE EJE INCLINADO DE CAUDAL
FIJO
Presión nominal: 420 bar = 6.000 PSI
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA DE PISTONES
AXIALES DE EJE
INCLINADO DE CAUDAL
VARIABLE
C. R. D. INGENIERIA
BOMBA HIDRAULICA TIPO GEROTOR
Presión nominal: 210 bar = 3.000 PSI
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C. R. D. INGENIERIA
BOMBA HIDRAULICA DE ENGRANAJES DE DENTADO INTERNO
Presión nominal : 240 bar = 3.400 PSI
C. R. D. INGENIERIA
CARACTERISTICAS DE LAS BOMBAS HIDRAULICAS
1) PRESION NOMINAL: Esta característica nos dice cual es la
presión máxima que la bomba puede
soportar con seguridad durante un tiempo
determinado sin experimentar averías.
2) VELOCIDAD DE ROTACION NOMINAL: Son las rpm máximas a
las que puede girar una bomba hidráulica
sin que se produzca capitación y sin que
se quede sin lubricación
C. R. D. INGENIERIA
CARACTERISTICAS DE LAS BOMBAS HIDRAULICAS
3) CAUDAL NOMINAL : es el volumen de aceite suministrado por
unidad de tiempo ( litros por minuto o
galones por minuto)
1 GPM = 3,78 lpm
4) DESPLAZAMIENTO : es la cantidad de liquido transferido por
la bomba durante una revolución o ciclo
y se mide en cm3/ revolución
La relación entre el desplazamiento y el caudal es :
CAUDAL(lpm)= DESPLAZAMIENTO(cm3/rev) x RPM / 1.000
C. R. D. INGENIERIA
CARACTERISTICAS DE LAS BOMBAS HIDRAULICAS
5) DESLIZAMIENTO: es la cantidad de aceite que se utiliza para
la lubricación interna de los componentes de
la bomba hidráulica, también llamado caudal
de fuga.
6) RENDIMIENTO VOLUMETRICO: es la relación entre el caudal real que
entrega una bomba y su caudal teórico y se
expresa en porcentaje
RENDIMIENTO VOLUMETRICO ( %) = CAUDAL REAL / TEORICO
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C. R. D. INGENIERIA
CURVA CARACTERISTICA DE UNA BOMBA HIDRAULICA
C. R. D. INGENIERIA
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA DIRECCIONAL
BOMBA HIDRAULICA
VALVULA DE ALIVIO
DEPOSITO
ACTUADOR O CILINDRO
COMPONENTES
DE UN CIRCUITO
HIDRAULICO BASICO
C. R. D. INGENIERIA
VALVULAS DIRECCIONALES HIDRAULICAS
FUNCION DE LAS VALVULAS DIRECCIONALES
Las válvulas direccionales inician, paran e invierten los movimientos
de los actuadores hidráulicos como axial también controlan la
dirección del fluido en un circuito hidráulico.
CARACTERISTICAS DE LAS VALVULAS DIRECCIONALES
1) Posiciones
2) Vías
3) Accionamientos o mandos
4) Retornos o mandos de retorno
5) Tamaño nominal
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MANDONUMERO DE VIAS
NUMERO DE POSICIONESMANDO
2 POSICIONES 3 POSICIONES
2 VIAS 3 VIAS 4 VIAS 5 VIAS
VALVULAS DIRECCIONALES
C. R. D. INGENIERIA
POSICIONES Y VIAS DE UNA VALVULA DIRECCIONAL
POSICIONES: Una válvula direccional puede asumir dos tres o mas
posiciones haciendo que el cilindro avance y retroceda ( 2 posiciones) o
avance, retroceda y se detenga en cualquier lugar ( 3 posiciones ).
En la simbología esta representado por la cantidad de cuadrados
dibujados dentro del rectángulo.
VIAS: Las vías de una válvula direccional es el numero de orificios de
conexiones principales sin contar las conexiones de pilotajes.
Las conexiones principales son : P = línea de presión ; T= línea a tanque
A y B = conexiones al cilindro o motor
En la simbología esta representado por la cantidad de veces que las
flechas o bloqueos cortan a un cuadrado o posición
Válvula 4 vías y 3
posiciones
Válvula 4 / 3
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA ANTIRRETORNO O DE RETENCION HIDRAULICA
C. R. D. INGENIERIA FUNCIONAMIENTO DE UNA VALVULA
DIRECCIONAL 4 / 2
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C. R. D. INGENIERIA
CONEXIONADO DE UNA
VALVULA HIDRAULICA
DE 4 VIAS Y 2
POSICIONES
C. R. D. INGENIERIA
VALVULAS DIRECCIONALES HIDRAULICAS
Accionamiento de un Accionamiento de un
cilindro doble efecto cilindro simple efecto
Válvula 5/2 Válvula 3/2
C. R. D. INGENIERIA
1
2 4
5 3
14 12
1
4
5 3
12
1
2 4
5 3
14 12
CENTRO
CERRADO
CENTRO P BLOQUEADO
A Y B a TANQUE
VALVULAS DIRECCIONALES DE 3 POSICIONES
Este tipo de válvulas son utilizadas cuando se desea detener el
recorrido de un cilindro o motor hidráulico en cualquier instante.
C. R. D. INGENIERIA
ACCIONAMIENTO DE UNA VALVULA DIRECCIONAL MANUAL
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C. R. D. INGENIERIA
VALVULA DIRECCIONAL
MANUAL CENTRADA
POR RESORTES Y CON
RETENCION DE POSICION
MANDOS DE REPOSICION
DE UNA VALVULA
C. R. D. INGENIERIA
DIFERENTES TIPOS DE
CENTROS DE VALVULAS
DIRECCIONALES
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA O COMANDO DIRECCIONAL HIDRAULICO
Cuatro vías tres
posiciones centro
abierto- motor
Cuatro vías tres
posiciones centro
abierto- cilindro
Cuatro vías tres
posiciones centro
cerrado
Cuatro vías tres
posiciones centro
cerrado
Tres vías tres
posiciones centro
abierto
Tres vías tres
posiciones centro
abierto C. R. D. INGENIERIA
COMANDOS CON CIRCUITOS EN PARALELO Y EN SERIE
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C. R. D. INGENIERIA
SIMBOLOGIA DE UN COMANDO HIDRAULICO DE 4 CUERPOS
C. R. D. INGENIERIA
ACCIONAMIENTOS DE LAS VALVULAS DIRECCIONALES
C. R. D. INGENIERIA
FUNCIONAMIENTO DE UN SOLENOIDE DE UNA
ELECTROVALVULA HIDRAULICA
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de una bobina de alambre ,
se genera un campo magnético. Este campo magnético atrae al embolo y
lo lleva dentro de la bobina.
Al moverse el embolo, entra en contacto con un pasador de empuje,
desplazando el vástago de la válvula direccional hacia un extremo.
Válvulas de 3
cámaras
Solenoide DC Solenoide AC
Resorte Resorte
Pulsador de
emergencia Pulsador de
emergencia
Válvulas Direccionales
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• Comando Directo • NFPA D03 / CETOP 03:
– Caudal máximo admitido: hasta 80 L /min
– Presión de operación: 350 bar
• NFPA D05 / CETOP 05: – Caudal máximo admitido: hasta 120 L /min
– Presión de operación: 320 bar (limitada debido a la sección de los tornillos de fijación)
Válvulas Direccionales
TAMAÑO NOMINAL
• Pilotadas Hidráulicamente • NFPA D07 / CETOP 07:
– Caudal máximo admitido: hasta 240 L /min
• NFPA D08 / CETOP 08: – Caudal máximo admitido: hasta 500 L /min
• NFPA D10 / CETOP 10: – Caudal máximo admitido: hasta 1.100 L /min
• PRESIÓN MÁXIMA DE OPERACIÓN : 350 bar
Válvulas Direccionales
TAMAÑO NOMINAL
C. R. D. INGENIERIA
FUNCIONAMIENTO DE
UNA VALVULA
DIRECCIONAL PILOTADA
En las válvulas grandes, la fuerza
requerida para desplazar la
corredera (spool) es muy elevada
por lo tanto la mayoría de las
válvulas direccionales de gran
caudal son accionadas mediante
una presión de pilotaje aplicada
en cualquiera de los extremos de
la corredera
Válvula con mando electrohidráulico, centrado por resortes
ETAPA
PILOTO
ETAPA
PRINCIPA
L
RESORTE
CÁMARA DE
MANDO
CORREDERA CONDUCTO
DE PILOTAJE
INTERNO
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C. R. D. INGENIERIA
VALVULAS DIRECCIONALES
PILOTADAS
C. R. D. INGENIERIA
VALVULAS DIRECCIONALES PILOTADAS
C. R. D. INGENIERIA C. R. D. INGENIERIA
VALVULA DIRECCIONAL
BOMBA HIDRAULICA
VALVULA DE ALIVIO
DEPOSITO
ACTUADOR O CILINDRO
COMPONENTES
DE UN CIRCUITO
HIDRAULICO BASICO
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C. R. D. INGENIERIA
VALVULAS REGULADORAS DE PRESION HIDRAULICA
CLASIFICACION
1) Válvulas limitadoras de presión o
de alivio.
2) Válvulas reductoras de presión
3) Válvulas de secuencia
4) Válvulas de contrabalanceo
5) Válvulas de frenado
6) Válvulas de descarga
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA LIMITADORA DE PRESION
Estas válvulas consisten en un obturador mantenido en su asiento, en
el cuerpo de la válvula, mediante un resorte.
Cuando la presión de entrada es insuficiente para vencer la fuerza del
resorte la válvula permanece cerrada.
Cuando se alcanza la presión de apertura el obturador es desplazado
de su asiento permitiendo el paso de aceite al tanque ,manteniendo la
presión en el fluido.
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA LIMITADORA
DE PRESION DE ACCION
DIRECTA
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA LIMITADORA
DE PRESION DE ACCION
DIRECTA
En estas válvulas la
presión actúa en dirección
opuesta a la tensión de un
resorte la cual es variable
ya que posee un tornillo de
ajuste, permitiéndole a la
válvula ajustarse para que
se abra a cualquier presión
comprendida dentro de su
intervalo de ajuste
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C. R. D. INGENIERIA
VALVULA LIMITADORA DE PRESION DE ACCION DIRECTA
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA LIMITADORA
DE PRESION DE ACCION
PILOTADA
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA LIMITADORA DE PRESION DE ACCION PILOTADA
Esta válvula funciona en dos etapas. La etapa piloto contiene una
válvula limitadora de presión y un obturador, mantenido en su asiento
mediante un resorte ajustable.
Los orificios están mecanizados en el cuerpo de la válvula y la
derivación del caudal al tanque se consigue mediante una corredera
equilibrada hidráulicamente
La presión en la entrada, que actúa bajo el pistón, esta presente
también en su parte superior gracias a un pequeño orificio practicado
en el mismo pistón.
Cuando la presión alcanza el taraje del resorte, el obturador se separa
de su asiento descargando el exceso de caudal por el interior del pistón
compensador, limitando la presión en la cámara superior. Como el
caudal hacia la cámara superior se restringe por el orificio pequeño, el
aumento de presión en la cámara inferior desequilibra las fuerzas
hidráulicas elevando la corredera ,descargando el caudal al tanque.
C. R. D. INGENIERIA
FUNCIONAMIENTO DE
UNA VALVULA
LIMITADORA DE PRESION
DE ACCION PILOTADA
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C. R. D. INGENIERIA
VALVULA LIMITADORA DE PRESION PILOTADA
C. R. D. INGENIERIA
ESQUEMA PILOTAJE
VALVULA LIMITADORA DE
PRESION
C. R. D. INGENIERIA
CONTROL REMOTO DE LA
PRESION DE UN CIRCUITO
( VENTING)
Las válvulas de seguridad o
limitadoras de presión que
son de accionamiento
pilotado, pueden ser
controladas remotamente a
través de un orificio situado
en la tapa superior, enfrente
del obturador.
Cuando este orificio se lo
comunica con el tanque, la
corredera se levanta
enviando el caudal de la
bomba a tanque.
C. R. D. INGENIERIA
CIRCUITO HIDRAULICO DE TRES PRESIONES
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C. R. D. INGENIERIA
CIRCUITO HIDRAULICO CON
VALVULA LIMITADORA DE
PRESION
C. R. D. INGENIERIA
C. R. D. INGENIERIA
VALVULA DIRECCIONAL
BOMBA HIDRAULICA
VALVULA DE ALIVIO
DEPOSITO
ACTUADOR O CILINDRO
COMPONENTES
DE UN CIRCUITO
HIDRAULICO BASICO
C. R. D. INGENIERIA
ACTUADORES
HIDRAULICOS
CILINDRO HIDRAULICO
MOTOR HIDRAULICO
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C. R. D. INGENIERIA
CILINDROS HIDRAULICOS
Los cilindros hidráulicos transforman la energía hidráulica en mecánica
lineal, la que se aplica a un objeto para realizar trabajo
C. R. D. INGENIERIA
CILINDRO HIDRAULICO DE SIMPLE EFECTO
Los cilindros de simple efecto poseen solo una cámara para el ingreso
de fluido, ejerciendo fuerza en un solo sentido, efectuándose el retorno
bien mecánicamente o por el peso propio del pistón y la carga.
C. R. D. INGENIERIA
Actuadores: Cilindros Hidráulicos
Telescopicos
Los cilindros telescopicos
se utilizan cuando su
longitud comprimida tiene
que ser menor que la que se
obtiene con un cilindro
Standard
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C. R. D. INGENIERIA
CILINDRO HIDRAULICO DE DOBLE EFECTO
Los cilindros doble efecto son accionados por el fluido hidráulico en
ambos sentidos lo que significa que puede ejercer fuerza en cualquiera
de los dos sentidos del movimiento.
C. R. D. INGENIERIA
CILINDRO HIDRAULICO DOBLE EFECTO
El cilindro hidráulico consiste en un tubo calibrado (1), con
tapas en los extremos (2) y un pistón móvil (3) que esta fijo al
vástago (4)
El cuerpo del cilindro esta provisto en un extremo, de un orificio
de entrada por el que ingresa el fluido al interior del tubo y en el
otro extremo de un orificio de salida del fluido.
1
2 2
3 4
C. R. D. INGENIERIA
AMORTIGUAMIENTO DE
CILINDROS HIDRAULICOS
Los amortiguadores se
utilizan para disminuir la
velocidad del pistón en el
final de la carrera, evitando
de esta manera que el pistón
golpee repetidas veces
sobre las tapas extremas.
Durante la fracción final de
la carrera el aceite
desplazado descarga a
través de un orificio
ajustable.
C. R. D. INGENIERIA
SELLOS DE ESTANQUEIDAD DE LOS CILINDROS HIDRAULICOS
En los cilindros hidráulicos para mantener la estanqueidad entre las dos
cámaras del cilindro y entre la cámara del cilindro delantera con el
vástago se utilizan empaquetaduras o sellos de poliuretano. Además en
el buje delantero existe un sello limpia vástago para evitar el ingreso de
suciedad al interior del cilindro
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C. R. D. INGENIERIA
SELLOS DE ESTANQUEIDAD PARA CILINDROS HIDRAULICOS
C. R. D. INGENIERIA
FORMAS CONSTRUCTIVAS DE LOS CILINDROS HIDRAULICOS
C. R. D. INGENIERIA
CORTE DE CILINDROS TELESCOPICOS
C. R. D. INGENIERIA
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C. R. D. INGENIERIA
MOTORES HIDRAULICOS
Un motor hidráulico convierte la energía del
fluido en energía mecánica.
Los motores tienen la misma apariencia y
tamaño que una bomba hidráulica, de hecho
muchos dispositivos pueden usarse como
bomba o motor hidráulico.
Los motores hidráulicos no impulsan el
fluido como lo hace una bomba, sino que
son impulsados por el fluido, desarrollando
un par torsor y un movimiento continuo de
rotación.
C. R. D. INGENIERIA
MOTORES HIDRAULICOS
La simbología de un motor hidráulico es un circulo con un triangulo, o
dos, donde el vértice se dibuja hacia adentro, esto indica que recibe
caudal para originar el movimiento.
C. R. D. INGENIERIA
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE PALETAS
d
F
PAR TORSOR= F ( fuerza) x d ( distancia)
F = Presión x Área
C. R. D. INGENIERIA
MOTOR HIDRAULICO A PALETAS NO EQUILIBRADO
En un motor a paletas el par se desarrolla por la presión que actúa
sobre las superficies de las paletas rectangulares las cuales entran y
salen de unas ranuras practicadas en un rotor acoplado al eje de
accionamiento
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C. R. D. INGENIERIA
MOTOR HIDRAULICO A PALETAS EQUILIBRADO HIDRAULICAMENTE
En los motores equilibrados las cargas laterales que se producen son
opuestas y se neutralizan mutuamente
C. R. D. INGENIERIA
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR A ENGRANAJES
Un motor a engranajes
desarrolla un par
debido a la presión
aplicada sobre la
superficie de los
dientes de los
engranajes
F F F
d d
PAR TORSOR = F x d
C. R. D. INGENIERIA
MOTORES A ENGRANAJES
C. R. D. INGENIERIA
MOTOR HIDRAULICO GEROTOR
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C. R. D. INGENIERIA
MOTOR ORBITAL CON
VALVULAS DE DISCO
1 - Rotor gerotor
2 - Rodillos
3 - Distribuidor
4 – Plato auxiliar
5 – Eje distribuidor
6 – Eje de transmisión
7 – Eje de salida
4
C. R. D. INGENIERIA
MOTOR HIDRAULICO
A PISTONES RADIALES
C. R. D. INGENIERIA
PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO DE
UN MOTOR HIDRAULICO
A PISTONES AXIALES DE
EJE RECTO
C. R. D. INGENIERIA
PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO DE UN
MOTOR HIDRAULICO A
PISTONES AXIALES DE
EJE INCLINADO
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C. R. D. INGENIERIA
PRESION
AREA
F FUERZA
Ft fuerza tangencial
Fn fuerza normal
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE PISTONES
AXIALES
La presión de aceite multiplicada por el área del pistón del motor genera
una fuerza F , la cual se descompone en el plato inclinado en una fuerza
normal al plato Fn y en una fuerza tangencial Ft
A mayor ángulo de inclinación del plato, mayor es la fuerza tangencial Ft,
y mayor es la carrera del pistón lo que genera un mayor desplazamiento
del motor MAYOR DESPLAZAMIENTO= MAYOR TORQUE
C. R. D. INGENIERIA
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE PISTONES
AXIALES
La fuerza tangencial Ft multiplicada por la distancia comprendida entre
el centro del pistón y el eje del motor, genera el par torsor o torque del
motor hidráulico
Ft fuerza tangencial
R radio
TORQUE = Ft x R ( Nm )
C. R. D. INGENIERIA
CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES HIDRAULICOS
DESPLAZAMIENTO: Es la cantidad de fluido que requiere el motor
para dar una revolución y se expresa en cm3/ rev
también se lo llama cilindrada
Existe una relación entre el desplazamiento o cilindrada del motor
el caudal de aceite que ingresa y las revoluciones de giro del eje
del motor
CAUDAL ( lpm) = CILINDRADA (cm3/rev) x RPM / 1000
RPM MAXIMA : Son las revoluciones máximas a las que puede girar
un motor sin que tenga problemas de cavitacion y
falta de lubricación ( dato del fabricante )
C. R. D. INGENIERIA
CAUDAL DE ACEITE NECESARIO
EN UN MOTOR HIDRAULICO
Ejemplo
Datos:
Cilindrada motor: 100 cm3/rev.
Número de vueltas: 220 RPM
Caudal:220 x 100 / 1000= 22 lpm
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CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES HIDRAULICOS
PAR TORSOR O TORQUE:El concepto de par en un motor es igual
al de fuerza en un cilindro hidráulico. En un
motor cuanto mayor sea la presión o mayor
sea la cilindrada, mayor será el torque
generado en el eje del motor.
TORQUE (kgm)= PRESION (Kg/cm2) x CILINDRADA (cm3/rev) / 628
El par desarrollado por un motor hidráulico se expresa en Kgm o Nm
1 Kgm = 9,81 Nm
Algunos fabricantes de motores indican en los catálogos el torque
especifico = torque del motor a una presión de 1 bar
TORQUE ESPECIFICO (Nm / bar) = TORQUE (Nm) / PRESION (bar)
C. R. D. INGENIERIA
CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES HIDRAULICOS
POTENCIA ENTREGADA: La potencia que entrega un motor hidráulico
en el eje esta relacionada con el torque y las
RPM a la que esta girando según la expresión:
POTENCIA (HP) = TORQUE (Kgm) x n (RPM) / 716,2
También podemos calcular la potencia de un
Motor hidráulico conociendo el caudal de
Aceite que ingresa al mismo y la presión
Que se genera a la entrada con la expresión:
POTENCIA (HP) = PRESION (Kg/cm2) x CAUDAL (lpm) / 450
C. R. D. INGENIERIA
CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES HIDRAULICOS
PRESION NOMINAL : Es la presión máxima que puede trabajar un
motor hidráulico en forma continua sin que
se produzca ninguna rotura y este valor va a
depender de la forma constructiva, de la
cilindrada y del fabricante del motor. A mayor
cilindrada menor es la presión a la que puede
trabajar el motor hidráulico
RPM MINIMAS : Es importante tener en cuenta la velocidad mínima
del eje al seleccionar el motor dado que no todos los
motores trabajan con velocidad uniforme a bajas rpm
a torque pleno, debido a su bajo rendimiento mecánico
C. R. D. INGENIERIA
Torque vs rpm de un motor orbital
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C. R. D. INGENIERIA
Torque vs rpm de motor a pistones radiales
C. R. D. INGENIERIA
CARACTERISTICAS
TECNICAS DE MOTOR
DE PISTONES RADIALES
C. R. D. INGENIERIA C. R. D. INGENIERIA
MOTOR HIDRAULICO DE
PISTONES AXIALES DE
DESPLAZAMIENTO
VARIABLE
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C. R. D. INGENIERIA
MOTOR HIDRAULICO A PISTONES DE DESPLAZAMIENTO VARIABLE
C. R. D. INGENIERIA