Por qué alta presión significa alto mantenimiento

En la mayoría de las aplicaciones hidráulicas, existen básicamente dos formas de lograr la salida de potencia deseada: flujo alto a presión (relativamente) baja;y bajo caudal a alta presión. Esto se debe a que la potencia es un producto del flujo y la presión. Aumente la presión y puede reducir proporcionalmente el flujo y aún así obtener la misma potencia de salida. Por ejemplo, 100 l/min a 200 bar equivalen a la misma potencia de salida de 50 l/min a 400 bar.

Mayor presión significa mayor fuerza y ​​torsión de componentes más pequeños. Y debido al menor desplazamiento de estos componentes, se pueden lograr velocidades más altas con flujos más pequeños. Un flujo más pequeño significa que las tuberías, las válvulas e incluso los tanques se pueden hacer más pequeños; tenga en cuenta que la antigua regla general para el tamaño del tanque (que se ignora en gran medida en estos días) es de 3 a 5 veces el flujo de la bomba/min.

Por lo tanto, la densidad de potencia de los componentes individuales y de todo el sistema aumenta con el aumento de la presión. Pero las presiones operativas más altas tienen una serie de desventajas:

  • La disipación de calor inherente del sistema es menor porque el tanque tiene menos área de superficie (menor volumen), menos tuberías y componentes. En otras palabras, un sistema de alta presión de igual potencia y eficiencia requiere un intercambiador de calor más grande.
  • Los cambios más grandes en el volumen de fluido (compresión) a presiones más altas significan una rigidez del sistema reducida y una respuesta dinámica más pobre.
  • Las presiones máximas más altas y una mayor transferencia de energía para una masa dada dan como resultado niveles de ruido más altos.
  • Las cargas más pesadas en los cojinetes y las superficies deslizantes causan un mayor potencial de fricción y desgaste, así como daños más severos por la carga, la cavitación y los microdiésel debido a relaciones de compresión más altas.

Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones, las ventajas de presiones operativas más altas superan las desventajas. Es por eso que hemos visto aumentar la presión de trabajo promedio de los equipos hidráulicos durante décadas. Pero obviamente, trae algunos problemas de diseño. Aquí hay algunos que me vienen a la mente:

  • Construcción de manguera más pesada, es decir, líneas menos flexibles, radios de curvatura más largos y posibles accesorios y métodos de montaje especiales.
  • Cuerpos de válvulas, actuadores, bombas, tuberías más pesados, o utilizan materiales más exóticos y costosos en su construcción.
  • Se requieren materiales de sellado más avanzados, nuevos diseños de ranuras y tolerancias más estrictas para garantizar que la integridad del sello no se vea comprometida.
  • Mayor enfoque en la configuración del recipiente, la selección de conductores y la colocación de componentes para acomodar componentes que resuenan con más energía y emiten niveles de presión de sonido más altos.

Además de estos problemas de ruido y resistencia del material, considere cómo el aumento del estrés operativo afectará la confiabilidad. Sabemos que la fuerza en un sistema hidráulico es el producto de la presión y el área. Entonces, cuando aumenta la presión de trabajo, también lo hace la carga en la superficie lubricada.

La viscosidad del aceite y la resistencia de la película son fundamentales para mantener la lubricación completa de la película entre contactos muy cargados. He llegado a creer que el aceite es el componente más importante de cualquier sistema hidráulico. Pero este será sin duda el caso de las máquinas que funcionan a presiones más altas. La selección y el mantenimiento del aceite son críticos para una confiabilidad óptima.

Asimismo, el control de la contaminación será más importante que nunca. Porque cuanto más pesada es la carga sobre los contactos lubricados, más susceptibles son a desgastarse y dañarse debido a la contaminación por agua y partículas.

Cuestiones como el tamaño del tanque, la capacidad de refrigeración instalada, la filtración, el control de la contaminación y las recomendaciones de aceite serán más importantes para los diseñadores de máquinas que en la actualidad. Y los errores u omisiones en la etapa de diseño tendrán un impacto más significativo en la confiabilidad del dispositivo.

Para los usuarios de equipos hidráulicos cuyas prácticas de mantenimiento son inmaduras o inexistentes, los costos operativos de sus equipos hidráulicos solo aumentarán. Las tasas de fallas prematuras pueden ser más altas debido a problemas de temperatura, degradación del aceite, lubricación y contaminación. En otras palabras, la falta de mantenimiento proactivo será más cara que nunca. Y descubra otros seis errores costosos que querrá asegurarse de evitar con equipos hidráulicos, Obtenga «Seis errores costosos que cometen la mayoría de los usuarios de sistemas hidráulicos… ¡y cómo evitarlos!»Disponible para descarga gratuita aquí .

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