Su equipo de movimiento de tierras depende de una tecnología hidráulica fiable y de alto rendimiento que le proporcione la potencia que necesita para maximizar la productividad en el trabajo. Como propietario de un equipo, sabe que tanto si se trata de una excavadora, una cargadora de ruedas o un manipulador telescópico, todos los equipos pesados necesitan un sistema hidráulico que funcione correctamente y que esté bien mantenido.
Pero, ¿cómo funcionan los sistemas hidráulicos y cuál es la causa principal de sus fallos? ¿Cómo puede prevenir los fallos hidráulicos y garantizar el máximo rendimiento a largo plazo? Nuestra guía de sistemas hidráulicos para maquinaria de construcción cubre todo lo que necesita saber sobre el funcionamiento y el mantenimiento de los componentes hidráulicos de su maquinaria de movimiento de tierras.
Los sistemas hidráulicos son un tipo de diseño mecánico utilizado en la fabricación de equipos para proporcionar elevación, alcance, inclinación y otras funciones que el equipo necesita. Los equipos de construcción utilizan sistemas hidráulicos que no sólo impulsan estas funciones esenciales, sino que lo hacen de una manera precisa, suave y controlada, aumentando la eficiencia y la seguridad en comparación con las alternativas manuales no hidráulicas.
Los sistemas hidráulicos funcionan basándose en el principio de la presión del fluido que fluye a través de un circuito cerrado. La máquina contiene un depósito de aceite hidráulico que se bombea a través de una válvula hacia el cilindro del componente hidráulico que acciona. La presión del fluido que se bombea hacia el cilindro fuerza el movimiento del componente, que inicia la función de elevación o inclinación, en conjunción con otros mecanismos, como actuadores hidráulicos y motores eléctricos.
En esencia, los sistemas hidráulicos funcionan mediante la transferencia de fuerza de un punto a otro a través del movimiento del fluido.
La hidráulica es sólo una forma de suministrar energía a los componentes móviles y muchos se preguntarán por qué la maquinaria pesada confía en la hidráulica y no en la electricidad o la neumática. La respuesta es que un sistema hidráulico es capaz de levantar cargas más pesadas con mayor fuerza, lo cual es clave para entender los sistemas hidráulicos.
Otros sistemas de potencia utilizan diversos componentes mecánicos, como poleas, engranajes o circuitos eléctricos, para conseguir la misma cantidad de potencia para una función concreta. La hidráulica utiliza menos componentes móviles, lo que significa menos probabilidad de errores, desgaste y fallos. La presión del fluido puede accionar cargas más pesadas a una tasa constante de fuerza y par, lo que no es posible con otros sistemas mecánicos que experimentan una tasa decreciente de potencia a medida que aumenta la velocidad.
Los propietarios de maquinaria pesada pueden preguntarse por qué el agua no es un fluido adecuado para los sistemas hidráulicos. Hay varias razones por las que el agua no es el tipo de fluido adecuado para los sistemas hidráulicos, entre ellas:
Es importante que los propietarios de equipos sepan que incluso la presencia de agua en el aceite hidráulico puede dañar los componentes del sistema hidráulico. Por eso debe inspeccionar rutinariamente el aceite hidráulico para asegurarse de que no hay agua acumulada en el interior del depósito.
Los sistemas hidráulicos funcionan con unos pocos componentes clave, cada uno de los cuales desempeña un papel vital en el suministro y la conversión de energía para lograr las funciones de manipulación de cargas. A continuación encontrará una descripción general de los cinco componentes principales del sistema hidráulico de su equipo.
El depósito es lo que contiene el aceite hidráulico. Es un recipiente protector que mantiene el fluido hidráulico fácilmente disponible para su uso por los componentes del sistema hidráulico. El propio depósito está sellado y diseñado para evitar que el fluido hidráulico se contamine con materiales extraños, suciedad y condensación a través de sus filtros.
El depósito también contribuye a alimentar el sistema hidráulico al proporcionar una capacidad de transferencia de calor. Permite que el aire escape a través de una válvula de ventilación antes de que el fluido pase a la bomba. Los filtros de depósito están diseñados para ser sustituidos periódicamente, normalmente cuando la capacidad de retención de suciedad alcanza el 80%.
La bomba es el componente del sistema hidráulico que convierte la energía mecánica en energía hidráulica. Genera potencia en función de su capacidad para vencer la presión del fluido inducida por la carga de peso.
Una bomba hidráulica contiene una entrada y una salida. Mediante un motor mecánico o eléctrico, la bomba crea un vacío cuando su entrada fuerza el líquido hidráulico desde el depósito a la línea de entrada, luego a través de la bomba y finalmente por la salida al sistema hidráulico.
En los equipos de movimiento de tierras, como los sistemas hidráulicos de las excavadoras, el tipo de bomba utilizado es una bomba de caudal variable. Esto permite variar el caudal de fluido bombeado en cualquier revolución del eje de la bomba. El desplazamiento variable proporciona un mayor control sobre la cantidad de potencia necesaria para la manipulación de la carga.
Dependiendo de los intervalos de mantenimiento del fabricante, las bombas hidráulicas de los equipos pueden durar entre 10 y 15 mil horas de funcionamiento antes de su sustitución o de la necesidad de reconstruirlas.
Las válvulas controlan la dirección del flujo de aceite hidráulico. Ayudan a arrancar, parar o dirigir el fluido hidráulico en función de la potencia necesaria para manejar la carga. Las válvulas se clasifican según su función y pueden ser de control direccional, de control de presión o de control de caudal. Los sistemas hidráulicos complejos emplean una serie de válvulas para garantizar una eficacia óptima en la regulación de la presión.
La capacidad de las válvulas para controlar el flujo de fluido hidráulico es esencial para regular la cantidad de presión a través de las líneas hidráulicas. Un funcionamiento incorrecto de las válvulas puede provocar fugas o reventones en los conductos. Por eso debe asegurarse de que sus válvulas se ajusten rutinariamente cada vez que su equipo sufra un cambio de fluido. Hacerlo puede ayudar a que sus válvulas duren toda la vida útil del equipo.
Los actuadores hidráulicos son el componente móvil del sistema hidráulico que activa la elevación. Una vez que alcanza un determinado nivel de presión, el actuador utiliza la presión del fluido para convertirla en energía mecánica, accionando el cilindro que realiza la función de elevación o manipulación de la carga. El actuador de un sistema hidráulico en equipos de movimiento de tierras se mueve linealmente, aunque otros actuadores pueden proporcionar movimientos rotatorios u oscilatorios.
Los actuadores constan de un cilindro, un pistón, un vástago y una junta. Es posible que la junta deba sustituirse con el tiempo, pero los componentes principales del actuador deberían durar si se mantienen adecuadamente. El mayor riesgo de este componente es una fuga del cilindro hidráulico, que se produce cuando la junta se desgasta o el cilindro o el vástago se agrietan. Dependiendo del origen del daño, es posible que tenga que invertir en la reparación del vástago del cilindro hidráulico o en una reconstrucción completa del cilindro hidráulico.
Un regulador de presión es un mecanismo de control que regula cómo se mantiene la presión del fluido hidráulico en todo el sistema. El regulador de presión ayuda a garantizar que se libera la cantidad adecuada de fluido del depósito para alcanzar el nivel de presión deseado. Si la presión del fluido alcanza un determinado umbral, el regulador de presión garantiza que el exceso de fluido vuelva al depósito hasta que el nivel de presión descienda de nuevo.
Los reguladores de presión mantienen los valores de presión de salida en un nivel determinado para minimizar la fluctuación de los niveles de presión en todo el sistema. También conocido como válvula de alivio, un regulador de presión en un sistema hidráulico puede ser reparado o sustituido, dependiendo del problema. Un regulador de presión con un mantenimiento adecuado puede durar toda la vida útil del equipo.
Los fallos del sistema hidráulico pueden variar desde un fallo de degradación reparable hasta un fallo catastrófico repentino, dependiendo de la causa. Algunas de las causas comunes de los fallos de los sistemas hidráulicos son:
De las causas anteriores de fallos del sistema hidráulico, la principal es la contaminación del fluido. Los contaminantes, incluidos el aire y el agua, entran en el sistema y desgastan la bomba y otros componentes del sistema hidráulico con el paso del tiempo. Si no se filtran adecuadamente, los contaminantes se acumulan y provocan un fallo del sistema. Cambiar el filtro del fluido hidráulico con regularidad es una práctica clave en el mantenimiento de un sistema hidráulico.
Los sistemas hidráulicos de los equipos de movimiento de tierras tienen un mantenimiento específico y mantenimiento que todos los propietarios deben conocer. Desde limpiezas e inspecciones rutinarias hasta pruebas y cambios de fluidos, pasando por reparaciones y sustituciones de piezas, el mantenimiento de los sistemas hidráulicos puede ser complejo y requerir conocimientos técnicos.
A continuación se indican los aspectos básicos del mantenimiento de un sistema hidráulico que puede utilizar como lista de comprobación del mantenimiento del sistema hidráulico.
Mantener limpios los componentes del sistema hidráulico es fundamental para que las piezas funcionen correctamente y reducir el desgaste. Los componentes limpios son menos propensos a la oxidación y el desgaste, lo que significa que serán menos susceptibles de desarrollar grietas y abrasiones que conduzcan a un fallo prematuro. Es esencial mantener un programa de limpieza constante de estos componentes para evitar la contaminación.
Los sistemas hidráulicos de los equipos de movimiento de tierras están muy expuestos a entornos difíciles y pueden acumular suciedad, residuos y polvo fácilmente en las mangueras, las válvulas y el depósito. Asegúrese de que su equipo se somete a un mantenimiento de mangueras hidráulicas para evitar que se desgasten debido a la acumulación de contaminantes. También puede enjuagar y limpiar rutinariamente su depósito de fluido hidráulico para eliminar el agua.
El fluido hidráulico es la savia de su equipo, por lo que es vital comprobar periódicamente la calidad y los niveles de fluido como parte de los hábitos de mantenimiento preventivo. Cuando realice el mantenimiento de su fluido hidráulico, tenga en cuenta algunos de los siguientes puntos de la lista de comprobación:
Uno de los mayores riesgos de los sistemas hidráulicos es la aparición de puntos calientes que pueden provocar el sobrecalentamiento del sistema. El fluido hidráulico que circula por las bombas y los conductos se calienta, por lo que es importante comprobar periódicamente la temperatura del sistema.
Los equipos llevan incorporado un termómetro que los operarios pueden vigilar para asegurarse de que no supera un determinado umbral recomendado por el fabricante. Sin embargo, una temperatura total del sistema puede no identificar puntos calientes concretos. Para hacerse una idea del riesgo de fluctuaciones de temperatura, utilice un termómetro de infrarrojos manual para comprobar si hay zonas localizadas con temperaturas extremas. Las válvulas y los motores de accionamiento eléctrico son dos fuentes principales de puntos calientes que pueden explorarse manualmente.
Las inspecciones visuales deben formar parte de su lista de comprobación diaria de mantenimiento del sistema hidráulico. Las inspecciones previas y posteriores al funcionamiento garantizan la detección inmediata de cualquier problema antes de que se convierta en un problema catastrófico. Cuando realice sus inspecciones, asegúrese de revisar estas tres categorías de componentes clave de su sistema hidráulico:
Siga el programa de mantenimiento del fabricante para asegurarse de que sustituye las piezas antes de que fallen. Algunas de las piezas más comunes que deben sustituirse en el sistema hidráulico de los equipos de movimiento de tierras son:
Cuando sustituya piezas de su equipo, asegúrese siempre de utilizar piezas originales del fabricante para garantizar la validez de la garantía y la longevidad de su equipo. Para los equipos Cat® de movimiento de tierras, consulte siempre a un técnico certificado Cat para asegurarse de que está adquiriendo piezas hidráulicas originales Cat originales Cat.
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