¿Cómo funciona el sistema hidráulico de una excavadora?

Introducción

Las excavadoras son potentes máquinas utilizadas habitualmente en los sectores de la construcción y la minería. Uno de los componentes críticos que permiten a estas máquinas realizar diversas tareas es el sistema hidráulico. Esta entrada del blog profundizará en los entresijos del funcionamiento del sistema hidráulico de una excavadora.

Conceptos básicos de los sistemas hidráulicos

Los sistemas hidráulicos funcionan basándose en la Ley de Pascal, que establece que la presión aplicada a un fluido confinado se transmite por igual en todas las direcciones. Este principio es fundamental para convertir la energía mecánica en energía hidráulica, lo que permite a las excavadoras realizar tareas pesadas con precisión y eficiencia.

Componentes del sistema hidráulico de una excavadora

El sistema hidráulico de una excavadora consta de varios componentes clave, cada uno de los cuales desempeña un papel crucial en su funcionamiento. Estos componentes incluyen:

• Bomba hidráulica: Es el corazón del sistema, responsable de convertir la energía mecánica en energía hidráulica mediante la presurización del fluido hidráulico.
• Fluido hidráulico: A menudo denominado aceite hidráulico, este fluido transmite la potencia a todo el sistema.
• Cilindros hidráulicos: Estos actuadores convierten la energía hidráulica en energía mecánica, lo que permite el movimiento.
• Motores hidráulicos: Estos motores accionan las distintas funciones de la máquina, como la rotación de la cabina y el movimiento de las orugas.
• Válvulas de control: Estas válvulas regulan el caudal de fluido hidráulico, garantizando un control preciso de los movimientos de la máquina.

Cada uno de estos componentes trabaja al unísono para garantizar el funcionamiento eficaz de la excavadora, permitiéndole elevar, excavar y mover materiales de forma efectiva.

Cómo acciona el sistema la bomba hidráulica de la excavadora

La bomba hidráulica es la principal fuente de energía del sistema hidráulico de una excavadora. Extrae fluido hidráulico del depósito y lo presuriza, creando un flujo de fluido que impulsa todo el sistema.

Tipos de bombas hidráulicas

Hay varios tipos de bombas hidráulicas que se utilizan en las excavadoras, como las bombas de engranajes, las bombas de paletas y las bombas de pistones. Cada tipo tiene sus propias ventajas y se selecciona en función de los requisitos específicos de la excavadora.

• Bombas de engranajes: Son sencillas, robustas y rentables, por lo que resultan adecuadas para las excavadoras más pequeñas.
• Bombas de paletas: Estas bombas ofrecen un mayor rendimiento y suelen utilizarse en excavadoras de tamaño medio.
• Bombas de pistón: Conocidas por su alta presión y eficiencia, las bombas de pistón se utilizan habitualmente en grandes excavadoras y aplicaciones de trabajo pesado.

Funcionamiento de la bomba hidráulica

Cuando el motor de la excavadora está en marcha, acciona la bomba hidráulica, haciendo que extraiga fluido hidráulico del depósito. La bomba presuriza el fluido y lo envía a través de los conductos hidráulicos del sistema. Este fluido presurizado se dirige entonces a los distintos cilindros y motores hidráulicos, iniciando el movimiento.

El papel del fluido hidráulico en la transmisión de potencia

El fluido hidráulico desempeña un papel fundamental en el funcionamiento del sistema hidráulico de una excavadora. Sirve como medio de transmisión de potencia y también desempeña otras funciones vitales.

Propiedades del fluido hidráulico

El fluido hidráulico debe poseer propiedades específicas para garantizar el funcionamiento eficaz del sistema. Estas propiedades incluyen:

• Viscosidad: El fluido debe tener la viscosidad adecuada para fluir fácilmente a través del sistema y, al mismo tiempo, proporcionar una lubricación adecuada.
• Estabilidad térmica: El fluido debe ser capaz de mantener sus propiedades a temperaturas variables, garantizando un rendimiento constante.
• Propiedades antidesgaste: El fluido hidráulico debe contener aditivos que reduzcan el desgaste de los componentes del sistema, prolongando su vida útil.
• Resistencia a la corrosión: El fluido debe evitar la corrosión de los componentes metálicos del sistema, garantizando su durabilidad.

Funciones del fluido hidráulico

Además de transmitir potencia, el fluido hidráulico desempeña otras funciones esenciales, entre ellas:

• Lubricación: Lubrica las piezas móviles del sistema hidráulico, reduciendo la fricción y el desgaste.
• Refrigeración: El fluido absorbe y disipa el calor generado durante el funcionamiento del sistema, evitando el sobrecalentamiento.
• Eliminación de la contaminación: El fluido hidráulico aleja los contaminantes de los componentes críticos, evitando daños y garantizando un funcionamiento sin problemas.

Al desempeñar estas funciones, el fluido hidráulico garantiza el funcionamiento fiable y eficaz del sistema hidráulico de la excavadora.

Cilindros hidráulicos: Convertir la energía hidráulica en movimiento mecánico

Los cilindros hidráulicos son un componente crucial del sistema hidráulico de la excavadora, responsables de convertir la energía hidráulica en movimiento mecánico. Permiten a la excavadora realizar tareas como levantar, excavar y empujar.

Tipos de cilindros hidráulicos

Existen varios tipos de cilindros hidráulicos utilizados en excavadoras, cada uno diseñado para aplicaciones específicas. Entre ellos se incluyen:

• Cilindros de simple efecto: Estos cilindros ejercen fuerza en una sola dirección y se utilizan normalmente para aplicaciones de elevación o empuje.
• Cilindros de doble efecto: Estos cilindros ejercen fuerza en ambas direcciones, lo que permite un movimiento y un control más versátiles.
• Cilindros telescópicos: Estos cilindros constan de múltiples etapas que se extienden y retraen, proporcionando un mayor alcance a la vez que mantienen la compacidad.

Funcionamiento de los cilindros hidráulicos

Los cilindros hidráulicos constan de un cilindro, un pistón y un vástago. Cuando se introduce fluido hidráulico a presión en el cilindro, éste empuja el pistón, haciendo que el vástago se extienda o se retraiga. Este movimiento se traduce en la acción mecánica necesaria para las diversas tareas de la excavadora.

Por ejemplo, cuando el operador activa la válvula de control para elevar la pluma, el fluido presurizado se dirige al cilindro de la pluma, haciendo que se extienda y eleve la pluma. A la inversa, cuando el operador quiere bajar la pluma, la válvula de control dirige el fluido al lado opuesto del cilindro, haciendo que se retraiga y baje la pluma.

Motores Hidráulicos: Accionamiento de las funciones de la excavadora

Los motores hidráulicos son componentes esenciales del sistema hidráulico de la excavadora, responsables de accionar diversas funciones como la rotación de la cabina y el movimiento de las orugas.

Tipos de motores hidráulicos

Existen varios tipos de motores hidráulicos utilizados en las excavadoras, como los motores de engranajes, los motores de paletas y los motores de pistones. Cada tipo tiene sus propias ventajas y se selecciona en función de los requisitos específicos de la excavadora.

• Motorreductores: Estos motores son sencillos, robustos y rentables, por lo que resultan adecuados para las excavadoras más pequeñas.
• Motores de paletas: Estos motores ofrecen un mayor rendimiento y suelen utilizarse en excavadoras de tamaño medio.
• Motores de pistón: Conocidos por su alta presión y eficiencia, los motores de pistón se utilizan habitualmente en grandes excavadoras y aplicaciones de trabajo pesado.

Funcionamiento de los motores hidráulicos

Los motores hidráulicos convierten la energía hidráulica en energía mecánica utilizando fluido hidráulico a presión. Cuando el fluido presurizado se dirige al motor, hace que los componentes internos del motor se muevan, generando un movimiento de rotación. Este movimiento se utiliza para accionar las distintas funciones de la excavadora.

Por ejemplo, cuando el operador acciona la válvula de control para hacer girar la cabina, el fluido presurizado se dirige al motor hidráulico responsable de la rotación de la cabina. El motor convierte la energía hidráulica en movimiento de rotación, provocando el giro de la cabina.

Válvulas de control: Regulación del caudal de fluido hidráulico

Las válvulas de control son componentes críticos del sistema hidráulico de la excavadora, responsables de regular el caudal de fluido hidráulico y garantizar un control preciso de los movimientos de la máquina.

Tipos de válvulas de control

Existen varios tipos de válvulas de control que se utilizan en las excavadoras:

• Válvulas de control direccional: Estas válvulas controlan la dirección del flujo de fluido, determinando el movimiento de los cilindros y motores hidráulicos.
• Válvulas de alivio de presión: Estas válvulas protegen el sistema de una presión excesiva desviando el fluido cuando la presión supera un límite predeterminado.
• Válvulas reguladoras de caudal: Estas válvulas regulan el caudal de fluido hidráulico, garantizando un movimiento suave y controlado.

Funcionamiento de las válvulas de control

Las válvulas de control funcionan abriendo y cerrando conductos dentro del sistema hidráulico, dirigiendo el flujo de fluido presurizado a los componentes deseados. El operador utiliza las palancas de control o joysticks en la cabina para activar las válvulas de control, iniciando el movimiento deseado.

Por ejemplo, cuando el operador desea extender la pluma, mueve la palanca de control, haciendo que la válvula de control direccional abra el paso para que el fluido presurizado fluya hacia el cilindro de la pluma. Esta acción extiende el cilindro, elevando la pluma. Cuando el operador desea bajar la pluma, mueve la palanca de control en la dirección opuesta, haciendo que la válvula de control direccional abra el paso para que el fluido fluya fuera del cilindro, bajando la pluma.

Al regular el caudal de fluido hidráulico, las válvulas de control garantizan un control preciso y exacto de los movimientos de la excavadora, lo que permite al operador realizar las tareas con eficacia y precisión.

Mantenimiento y resolución de problemas de los sistemas hidráulicos de las excavadoras

El mantenimiento adecuado y la localización oportuna de averías son esenciales para garantizar el funcionamiento fiable y eficiente del sistema hidráulico de una excavadora. Un mantenimiento regular ayuda a prevenir fallos en el sistema y prolonga la vida útil de los componentes.

Consejos de mantenimiento para sistemas hidráulicos

1. Revisiones periódicas de líquidos: Controle periódicamente los niveles y la calidad del fluido hidráulico. Asegúrese de que el fluido esté limpio y libre de contaminantes. Sustituya el fluido según las recomendaciones del fabricante.
2. Sustitución del filtro: Sustituya periódicamente los filtros hidráulicos para evitar que entren contaminantes en el sistema y dañen los componentes.
3. Inspeccionar mangueras y juntas: Inspeccione regularmente las mangueras hidráulicas y los sellos para detectar signos de desgaste, fugas o daños. Sustituya rápidamente cualquier componente desgastado o dañado.
4. Supervisar la presión del sistema: Compruebe regularmente la presión del sistema para asegurarse de que se encuentra dentro del rango recomendado. Una presión alta o baja puede indicar posibles problemas que deben solucionarse.
5. Lubricar las piezas móviles: Asegúrese de que todas las piezas móviles estén adecuadamente lubricadas para reducir la fricción y el desgaste.

Resolución de problemas comunes del sistema hidráulico

1. Niveles bajos de líquido hidráulico: Los niveles bajos de líquido pueden hacer que el sistema pierda presión y eficacia. Compruebe si hay fugas y reponga el líquido según sea necesario.
2. Fluido contaminado: El fluido contaminado puede dañar los componentes y reducir el rendimiento del sistema. Sustituya el fluido y los filtros si detecta contaminación.
3. Fugas en mangueras o juntas: Las fugas en mangueras o juntas pueden provocar una pérdida de presión y de fluido. Sustituya inmediatamente cualquier manguera o junta dañada.
4. Válvulas de control defectuosas: Las válvulas de control defectuosas pueden causar movimientos erráticos o que no responden. Inspeccione y repare o sustituya las válvulas de control según sea necesario.
5. Sobrecalentamiento: El sobrecalentamiento puede deberse a temperaturas excesivas de los fluidos o a una refrigeración inadecuada. Compruebe el sistema de refrigeración y asegúrese de que los niveles y el caudal de fluido son correctos.

Siguiendo estos consejos de mantenimiento y abordando los problemas comunes con prontitud, puede garantizar el funcionamiento fiable y eficiente del sistema hidráulico de su excavadora.

Conclusión

El sistema hidráulico de la excavadora es un componente complejo y vital que permite a la máquina realizar diversas tareas con precisión y eficacia. Comprender el funcionamiento de la bomba hidráulica, el fluido, los cilindros, los motores y las válvulas de control es esencial para mantener y solucionar los problemas del sistema con eficacia. Siguiendo las prácticas de mantenimiento adecuadas y abordando los problemas con prontitud, puede garantizar la longevidad y fiabilidad del sistema hidráulico de su excavadora, lo que le permitirá rendir al máximo en el lugar de trabajo.