MOTOR HIDRÁULICO
Objeto del motor hidráulico
El motor hidráulico debe entregar un par motor por el eje de salida de fuerza. Para ello, en él se convierte la energía hidráulica en energía mecánica. La energía necesaria al efecto la suministra el líquido a presión.
Es un actuador que convierte presión hidráulica y flujo en un par de torsión y un desplazamiento angular, es decir una rotación o giro.
Los motores hidráulicos realizan un trabajo mecánico en forma de movimiento giratoria ejerciendo una fuerza en el eje de salida. su funcionamiento es pues inverso al de las bombas hidráulicas.
Se emplean sobre todo porque entregan un par muy grande a velocidades de giro pequeñas en comparación con los motores eléctricos.
Principio de funcionamiento del motor hidráulico
Funcionamiento de un motor de engranajes.
Funcionamiento de un motor de pistones axiales
El modelo del motor de émbolos axiales con disco inclinado funciona con un plano inclinado fijo (disco inclinado (3) y el émbolo axial (1) desplazable en un tambor giratorio (2).
La fuerza F el modelo representado como pesa se descompone en una fuerza Fn que actúa perpendicular al plano inclinado y en una fuerza tangencial Ft.
La fuerza Ft actúa a la distancia del radio r del centro del modelo y produce, con ello un momento de giro Md = Ft x r
El tambor obliga al émbolo a deslizarse por el plano inclinado en una vía circular. Al mismo tiempo, el tambor se pone en movimiento de rotación.
Del eje de salida de fuerza, firmemente sujeto al tambor, puede tornarse un momento de giro. Para conseguir en dicho eje (2) un momento de giro lo más alto posible y un giro uniforme, en el tambor [3] hay dispuestos varios émbolos axiales.
Al llegar uno de los émbolos axiales, por el efecto de la pesa, al punto muerto inferior (1), hay que retirar de nuevo la pesa y colocarla sobre el émbolo siguiente. Así, el giro es continuo.
El sentido de giro puede invertirse de un modo muy sencillo, convirtiendo la zona de retorno en zona de presión y está en zona de retorno. Ello puede demostrarse fácilmente cambiando correspondientemente de lugar la pesa.
En el apartado «Funcionamiento» se describe la forma en que se soluciona el problema constructivo: Efecto continuo de la fuerza sólo sobre un determinado émbolo axial.
Actividad :
Tipos de Motores hidráulicos
http://www.hidraulicacalvet.com/motores.html
Motor de émbolos axiales con disco inclinado
Construcción
El motor de émbolos axiales con disco inclinado consta de los siguientes componentes :(1) Cuerpo , (2) Tambor , (3) Embolo axial , (4) Eje de salida de fuerza, (5) Cojinete del eje , (6) Disco de mando, (7) Disco inclinado y juntas no dibujadas .
El número de émbolos axiales en el tambor puede elegirse de modo opcional. Para que el motor funcione deben ser, empero, por lo menos 3. Cuantos más émbolos tenga el motor hidráulico, tanto más uniforme será su mo¬vimiento de rotación.
Por las pérdidas que se producen por fugas en los émbolos axiales y entre el disco de mando y el tambor, el líquido a presión pasa continuamente a la cámara del cuerpo del motor. Este líquido ha de evacuarse por una tubería de fuga, de tal manera que el cuerpo esté siempre lleno. Si se vaciara, podría entrar aire en el sistema hidráulico.
Funcionamiento
Para separar la entrada de la salida se necesita un disco de mando (3) . A lo largo de éste se desliza el tambor rotatorio con sus cilindros. Para obtener el momento de giro necesario es necesario que varios émbolos axiales actúen en conjunto. Ello es posible gracias a la configuración uniforme de una zona de presión (4) en el disco de mando. Gracias a estas aberturas reniformes, en el motor hidráu¬lico representado reciben el líquido a presión 4 de los 9 émbolos axiales. Otros 4 están comunicados con el depósito y el noveno se encuentra en el punto muerto inferior (1)
En todo momento se dispone, pues, de un momento de giro efectivo, con el objeto de garantizar también el giro uniforme del eje de salida de fuerza aunque sea sometido a carga.
Después de pasar la zona de presión y la llamada “zona de recubrimiento (2)” en el punto muerto inferior (uno de los émbolos axiales queda separada del lado de presión y también del de retorno), los émbolos axiales pasan por el movimiento de giro a la «zona de retorno», que es también una abertura reniforme en el disco de mando. Por ésta, el líquido regresa al depósito.
Consideraciones sobre el montaje de motores hidráulicos.
El motor hidráulico funciona de modo contrario al de la bomba hidráulica. La bomba recibe energía mecánica (momento eje giro) por un eje de accionamiento y, transformándola en energía hidráulica, la transmite al sistema hidráulico; el motor hidráulico, en cambio, recibe energía hidráulica y la transmite transformada un forma de energía mecánica (momento de giro).
Esto significa que el motor hidráulico puede convertirse también en bomba, a saber, si al eje de salida de fuerza se aplica un momento de giro. Esto ocurre cuando el motor pone en movimiento de rotación grandes masas y se cierran las tuberías de alimentación y salida con una válvula distribuidora 4/3. El volante trata de arrastrar al motor. Entonces sucede lo siguiente:
El motor hidráulico desplaza el líquido todavía existente contra la válvula distribuidora 4/3 que está cerrada la presión aumenta de tal manera que podría destruir los elementos hidráulicos empalmados a esta parte del sistema.
Ello se remedia montando una válvula limitadora de presión (6c); que frena el motor junto con el volante (la fuerza de frenado puede ajustarse) y que determina el momento de giro máximo que debe transmitirse para que el motor gire en dirección contraria.
El motor hidráulico produce, en el tubería de alimentación cerrada, una depresión que puede producir daños de material (los llama¬dos daños por cavitación 1. Ello se remedia montando una tubería de aspiración posterior, empalmada a través de una válvula antirretorno (7a).
La válvula antirretorno (8) facilita la aspiración posterior y al mismo tiempo somete al aceite que sale del motor a una presión previa, puesto que no se abre hasta alcanzar una presión de (150... 300 kPa (1.5... 3 bar). Ello es necesario para que los émbolos axiales estén unidos positivamente a su superficie de rodadura y el motor marche más tranquilo.
“1 cavitación (latín), llamada también formación de vacíos o cavidades. El proceso de cavilación puede presentarse en materiales que conducen líquidos de rápida circulación. Por la gran velocidad, la presión baja por debajo de la de vaporización. Allí, el líquido se evapora y se forma una cavidad. Detrás de la cavidad, en los sitios de presión creciente, el líquido se lanza de nuevo contra la pared. Los golpes producen con el tiempo corrosiones porosas en el material. “
En nuestro caso, se puede modificar el número de revoluciones montando una válvula de estrangulación y antirretorno (4a) en la tubería de alimentación, entre la válvula distribuidora 4/3 y el motor hidráulico.
Se trata entonces de una regulación del caudal de entrada con presión previa en el retorno (contrarretenida).
Se puede invertir el sentido de giro, completando los elementos dispuestos en la figura ® de forma simétrica.
El esquema para este servicio se obtiene completando el circuito con el grupo de accionamiento, la válvula limitadora de presión y los manómetros.
Actividad: Simula en el software Fluid sim H el circuito descrito en el video “SIMULACIÓN DEL CIRCUITO DE UN MOTOR HIDRÁULICO” en el enlace https://youtu.be/hiOGN7Vh4Jg
Aplicación
Los motores hidráulicos se utilizan, según su construcción y ejecución, en todos los ramos de la industria. Así, por ejemplo, se emplean para accionar vehículos de todo tipo (sector móvil, como accionamientos de rodillos, en plantas siderúrgicas y de laminado, en la construcción de maquinaria pesada y de prensas, así como accionamiento del husillo en máquinas de moldeo por inyección y a presión y como elementos de accionamiento para toda clase de movimientos rotatorios en la construcción naviera.
Símbolo según ISO 1219
El símbolo de los motores hidráulicos son círculos con triángulos, pero al contrario de las bombas hidráulicas, el triangulo apunta hacia dentro para indicar que el aceite fluye con dirección al motor.
Se utiliza un triangulo para los motores no reversibles y dos para los reversibles y cuando colocamos una flecha que cruza a un motor corresponde a un motor de velocidad variable.
Motor hidráulico con volumen de desplaza¬miento constante y dos sentidos de circulación (direcciones de giro) y tuberías de fuga.
Actividad: Buscar en la Web y analizar el siguiente Video FESTO “CILINDROS Y MOTORES HIDRÁULICOS” http://www.youtube.com/watch?v=bNj5VqdgcqM
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Actividad: Instalar y estudiar el curso virtual de hidráulica “Curso Virtual EH y EN “
Actividad: Buscar en la Web y analizar el siguiente Video Simulación con Fluid Sim H http://www.youtube.com/watch?v=aTaNb5UWJSo
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