El bloqueo hidráulico evita el movimiento accidental y la caída de cargas

Los circuitos hidráulicos y neumáticos contienen válvulas de retención y control de carga;Cada uno mantiene la carga aplicada en su lugar y controla la velocidad de su movimiento. Cuando funcionan según lo previsto, aumentan la seguridad y el control de los circuitos. Estas válvulas son la base y la primera línea de defensa para la seguridad del mantenimiento de la carga: son una parte importante del diseño del circuito.

Pero muchos requisitos críticos de circuito de rendimiento y seguridad requieren que estas válvulas por sí solas no puedan proporcionar un nivel de seguridad. Cuando se usa solo, la válvula y el resto del circuito hidráulico o neumático están restringidos. Si la válvula es el único medio de seguridad, cualquier mal funcionamiento o atasco de la válvula, la válvula de retención paralela, la manguera o el accesorio, incluso una fuga en el sello del actuador, puede provocar un movimiento de carga no planificado e inseguro. Por lo general, estas válvulas no se pueden eliminar. En su lugar, deben complementarse para obtener el nivel de seguridad requerido.

opción de bloqueo

Existen diferentes opciones de bloqueo mecánico complementarias y parámetros importantes a la hora de elegir cuál utilizar: requisitos de potencia;Espacio disponible;presión operativa;entorno operativo;necesitan estar bloqueados en cualquier posición en la carrera, o solo en una posición fija;Y el bloqueo automático o manual es mejor. Estos parámetros determinan las opciones disponibles.

Las cerraduras de última generación aseguran el vástago del actuador en cualquier parte de la carrera. Son bloqueos de «eliminación de potencia» que bloquean instantáneamente la palanca cuando se elimina o se pierde la presión de entrada (potencia). Estos bloqueos generalmente tienen un resorte o contienen un segundo cilindro hidráulico o neumático más pequeño que se asienta en la parte superior de la tapa del extremo de la varilla del actuador principal como un collar o una «cabeza» montable. Se monta un candado alrededor de la varilla y se sujeta a la varilla para evitar el movimiento.

Estas cerraduras son baratas, comunes y efectivas dentro de las limitaciones de su diseño. Están diseñados para evitar fallas y, en algunos diseños, se debe quitar la carga y mover el actuador en una dirección específica para liberar el bloqueo.

Estos candados listos para usar vienen en tamaños de palanca comunes y pueden ser hidráulicos o neumáticos. Deben ser confiables y reutilizables, y operar sin requisitos excesivos de mantenimiento o reemplazo. Tienden a estar limitados a presiones de cilindro de 2500 psi o menos, por lo que no se pueden usar para aplicaciones de alta carga o presiones de trabajo más altas.

Los bloqueos de interferencia integrados en los cilindros hidráulicos brindan el más alto nivel de seguridad cuando se desconecta la energía. Cumplen con las demandas de carga y presiones de trabajo más altas y se bloquean instantáneamente en cualquier posición sin desviarse. Eliminan la necesidad de otros componentes en el circuito de alimentación que pueden causar fallas, incluidos los sellos de los cilindros y el propio fluido. Solo utilizan una función de bloqueo integrada, bloque de cilindros y varilla por seguridad. Esto significa que el cilindro tiene puntos mínimos de falla de los componentes y modos de falla que pueden conducir a un movimiento o falla de la carga no controlada y no planificada.

Estos diseños son las opciones de bloqueo más sólidas y pueden bloquearse en cualquier parte de la barra. También proporcionan cero contragolpe y alta rigidez cuando es necesario. Se pueden bloquear o desbloquear al instante y no hay desgaste de los componentes. Como bloqueos positivos, se bloquean al retirarlos hidráulicamente, lo que elimina el riesgo de pérdida de presión accidental por cualquier motivo.

Un sistema de bloqueo que cumple con la mayoría de los criterios de diseño es Bear-Loc de York Precision Machining Hydraulic. Incluye una sección suplementaria unida al extremo de la culata. El sistema cuenta con un manguito que crea una sujeción por interferencia/bloqueo por fricción;Esto mantiene la varilla en cualquier etapa de la carrera cuando se elimina la presión hidráulica. El manguito tiene puertos de bloqueo y desbloqueo de presión de fluido en el extremo del manguito que forman parte del circuito hidráulico.

El diseño Bear-Loc utiliza la expansión elástica de una manga de metal bajo presión. Cuando se aplica presión hidráulica, el manguito se expande radialmente, aflojando el ajuste de interferencia en la varilla y proporcionando suficiente espacio para que se mueva con poca resistencia. La eliminación de la presión hidráulica de cualquier forma hace que el manguito enganche inmediatamente su ajuste de interferencia en la varilla y la sujete. El manguito está revestido con un material que evita que el revestimiento de la varilla se degrade durante la vida útil de la varilla.

Bear-Loc bloquea o desbloquea instantáneamente simplemente activando o desactivando la energía del sistema, sin quitar la carga ni despresurizar el cilindro para desbloquear. La capacidad de bloqueo de este dispositivo depende de varios factores, principalmente la presión de trabajo, el diámetro de la varilla y la longitud disponible del manguito.

Bear-Locs lleva la seguridad al siguiente nivel porque están integrados en el cilindro. Funcionan en la mayoría de las condiciones, incluso bajo el agua (dulce o salada) y otros entornos de alta presión que degradarían o destruirían cualquier otro componente del sistema. No obstante, el control de carga sigue siendo el mismo y no hay riesgos de seguridad. El movimiento se produce «desbloqueado», por lo que hay poco desgaste. Bear-Locs se han utilizado durante años, incluso décadas, cuando se utilizan de acuerdo con las especificaciones del fabricante.

Estas cerraduras tienen tolerancias estrictas, generalmente se personalizan para operar de 2000 a 5000 psi bajo cargas de 8,8 a 4 millones de psi y pueden manejar diámetros de varilla de 1 a 25 pulgadas.

El valor de esta tecnología radica en su diseño absolutamente a prueba de fallas, sin depender de subsistemas o circuitos auxiliares para garantizar la seguridad. Estos diseños son ventajosos en cualquier diseño que use cilindros hidráulicos que deban tener una operación a prueba de fallas.

A menudo se pregunta si Bear-Loc puede actuar como un freno de palanca para reducir la velocidad o detenerlos como parte de una operación regular. Se pueden utilizar para paradas de emergencia, pero no para uso rutinario. Es importante tener en cuenta que este artículo no trata sobre los frenos de cilindro o de varilla. Bloquear no es lo mismo que parar, probablemente debería ser manejado por la válvula de retención de carga.

Tomar decisiones de diseño involucra el rendimiento del sistema de pesaje, la seguridad, el costo, el cronograma, la confiabilidad y los costos del ciclo de vida de la máquina. Hay muchas consideraciones ya que la seguridad está diseñada en los sistemas hidráulicos y neumáticos para satisfacer las necesidades de este proyecto. Si bien el rendimiento tiene un precio, también le brinda tranquilidad, un funcionamiento uniforme y menos desperdicio.

Bloqueo hidráulico en acción

Las compuertas de flujo de agua, operadas por cilindros hidráulicos, son esenciales para evitar inundaciones y controlar el flujo de agua a las turbinas eléctricas para que sigan funcionando sin daños. Cuando se apaga o se pierde la energía, el bloqueo hidráulico puede mantener la puerta en cualquier posición deteniéndose en cualquier lugar a lo largo del recorrido del actuador. Luego, cuando se restablece la energía, puede moverse en cualquier dirección: la puerta se abre o se cierra. Esto garantiza la seguridad y evita daños a la propiedad.

A continuación se muestra un diagrama esquemático del control de dos compuertas con esclusas hidráulicas, una compuerta superior instalada en la parte superior de la base de la presa y una compuerta levadiza vertical con ruedas.

Las áreas con líneas discontinuas rojas contienen componentes en los que se basa el sistema para bloquear la carga en su lugar o evitar que se desplace cuando está bloqueada. En estas ilustraciones, la cerradura elimina el circuito hidráulico y la fuente de alimentación de la ecuación de bloqueo y seguridad de la carga. Sostiene la carga incluso si el fluido hidráulico está completamente drenado y alguno o todos los sellos del cilindro están dañados o faltan. Solo se requiere el cilindro, la varilla y la cerradura para mantener la cerradura. Al retirar la fuente de alimentación, se activa el sistema de bloqueo;Restaurar la energía lo desbloqueará y lo ejecutará nuevamente.

David Bickford es el ingeniero principal Hidráulica de mecanizado de precisión de York .

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