b Cavitación electrohidráu 1 Verifique si hay seña lica en la válvula les electrónicas errá-
2. Reemplace partes da ñadas o la válvula com-
pleta.
REDUCIENDO EL NIVEL DE DECIBELES EN LA UNIDAD DE POTENCIA.
Escuchar la unidad de potencia lo ayudará a localizar el problema o causa del incremento del nivel de ruido. Pero la meta debe ser reducir el nivel y prevenir que el problema recurra.
Hay tres maneras de reducir el nivel de ruido en una unidad de potencia, ellas son: Baja generación
Aislamiento Amortiguación
BAJANDO LA GENERACION D E R U I D O D E S D E E L FABRICANTE
Como se menciona anteriormente, la mejor forma de reducir el nivel de ruido es haciendo un buen diseño. Para lograr esto, el fabricante debe:
1. Seleccionar componentes silenciosos. En otras palabras, seleccionar componentes que estén diseñados para tener una baja salida de decibeles.
2. Usar motores eléctricos abiertos cuando sea posible para
eliminar el ruido del ventilador. Los fabricantes algo han mejorado en esto, usando ventiladores de plástico, etc. 3. Seleccionar 1200 RPM como velocidad de trabajo en lugar de 1800 RPM.
4. Seleccionar las tuberías o conductos de tal manera que la velocidad del aceite dentro esté en menos de 15 pies/ segundo, para líneas de presión, 4 pies/seg. en succión, y 8 pies/seg. en líneas de retorno.
5. Seleccione apropiadamente los componentes para evitar la generación de calor y ruido. (si se requieren 5 GPM, no use una bomba de 8 GPM para desperdiciar 3 GPM a alta presión hacia el tanque).
6. Use válvulas de control estables para eliminar las vibraciones y el campaneo.
7. Especifique un aceite de buena calidad con aditivo antiespumante para evitar la formación de aire en el sistema.
8. Evite el uso de controles de flujo mientras sea posible para reducir la generación de calor y ruido en el sistema. 9. Diseñe apropiadamente el tamaño del tanque para permitir que el aire atrapado en el aceite se pueda escapar. Separe lo mas que pueda las líneas de succión de las de retorno con bafles deflectores.
10. Colóquele sobrecarga a la bomba cuando sea posible, y si es el caso no sobrepase el valor de vacío máximo en la succión, el cual lo especifica el fabricante.
AISLANDO EL RUIDO
Una vez que la unidad de potencia ha sido fabricada correctamente para reducir el ruido a un nivel mínimo, eliminación adicional se podría necesitar. Esto debe ser acompañado de aislamiento.
AREA DE RUIDO
COMO CURAR O
REVISAR R E D U C C I O N
POTENCIAL
A c o p l e bomba-motor Coloque
espaciadores, verifique alineación
1 - 2 dbA
hasta .003" T.I.R o menos.
Ruido del acople Cambie por uno de elemento de caucho. 1-2dbA Vibración motor eléctrico Verifique desbalanceo dinámico. 1-2 dbA Ruido en motor eléctrico Rellene las ranuras dl rotor con epóxico inerte. 1-2 dbA
O reemplace el motor por otro que ya lo tenga. Motor eléctrico(campaneo) Lubrique o reemplace los rodamientos. 1-3 dbA ventilador(ruido de viento) Reemplace ventilador metálico por otro de plástico 1-2 dbA ventilador(ruido sirena) Agregue espaciadores para mayor distancia entre 1-2 dbA
las aspas y el motor o la cubierta.
ventilador TEFC Apriete los tornillos flojos. 1-3 dbA Tubería y racores Cambie por tubería flexible o por manguera. selec- 3-12dbA (ruido y vibración) cione la presión adecuada.
Tubería y racores Estabilice con soportes a las distancias adecuadas. 1-3 dbA (Golpeteo)
Base de bomba-motor Instale una base de por lo menos 1" de grueso, 2-4 dbA (Vibración) Agregue aislantes de caucho.
Tanque de aceite Agregue aislantes de caucho a la base del motor. 2-3 dbA (zumbido)
AMORTIGUANDO EL RUIDO
El uso de manguera en vez de tubería en la descarga de la bomba ayuda a bajar el golpe y el ruido. Además, hay que 'amarrar' o sujetar las tuberías al piso o a las paredes para que no vibren y produzcan ruido, en lo posible que tengan aislamiento de caucho.
válvulas. Algunas de las mas populares son: Centro cerrado, centro abierto, centro tandem etc. En centro abierto, los puertos P,T,A y B estan interconectados. En centro cerrado, los puertos P, T, A y B están todos cerrados. En centro tandem, los puertos P, T, están conectados, y los puertos A y B están cerrados.
ACT U ADO RE S E N L AS VALVULAS DIRECCIONALES
Los spools(carretes) de las válvulas direccionales pueden ser posicionados en 2 o mas posiciones por actuación manual, mecánica, eléctrica, presión de aire, o presión hidráulica.
Una válvula direccional de 2 posiciones usa un actuador, mientras que una de 3 usa 2. En el primer caso, el actuador cambia la posición y la devuelve un resorte, en la segunda, la posición normal es la central y cada actuador cambia a su posición, cuando el
actuador descansa, un resorte lo devuelve a la posición central, lo cual quiere decir que ésta válvula tiene dos resortes. ACTUADORES ELECTRICOS
Mas conocidos como solenoides, tienen dos tipos diferentes, los de armadura de aire o secos y los de armadura húmeda. En la actualidad, son mas populares las de armadura húmeda.
Un solenoide es un aparato electromecánico que convierte la energía eléctrica en mecánica lineal y movimiento. Su contraparte hidráulica es el cilindro hidráulico.
ARMADURA DE AIRE
Uno de los dos tipos mas populares, son de diseño viejo. Basicamente son un electromagneto hecho de una parte móvil en forma de T , una
ESPACIO GRANDE ARMADURA PARCIALMENTE FUERA DE LA BOBINA ARMADURA DENTRO DE LA BOBINA CORRIENTE CIRCULANDO SIN CORRIENTE CIRCULANDO
bobina y una armadura en forma de C. ARMADURA HUMEDA
La aceptación de este tipo de solenoide va en aumento porque es confiable y por la eliminación de los empaques que debe llevar el push pin del diseño anterior, que tendía desgastarse y a fugar. Consiste de una bobina, carcaza rectangular, pin de empuje, armadura y tubo. La bobina es rodeada por la carcaza rectangular y los dos están fundidos en plástico. En la unidad encapsulada en plástico, hay un hueco a lo largo de la bobina, el tubo ajusta en ese hueco y es atornillado al cuerpo de la válvula. Dentro del tubo está la armadura o pieza movil del solenoide el cual va sumergido en el aceite del propio sistema. Por ésto se llama de armadura húmeda.
Cuando la bobina es conectada a la corriente eléctrica, se crea un campo magnético el cual es amplificado por la carcaza rectangular y por la armadura, de tal forma que la armadura es empujada hacia la izquierda (en la figura), la armadura se correrá hasta que se cierra el paso (large gap).
Como la corriente que se usa generalmente es alterna, esto produciría lo que se llama en ingles HUM o vibración por el cambio de polaridad a 60 HZ. Para contrarestar esto, se usan las bobinas de sombra que son unas bobinas de alambre que se colocan en la armadura. El campo magnético de la bobina principal genera una corriente en la de sombra que se opone a la corriente de la principal haciendo que la armadura se quede en la posición cerrando el campo (large gap).
Otro fenómeno importante para notar, es que cuando se energiza una bobina la corriente que consume la bobina es mas alta que cuando la armadura llega a su posición actuada. Esto se debe a que cuando se conecta la bobina con el voltaje, la armadura está separada de la carcaza y el campo magnético no tiene mucha fuerza, en la medida que la armadura se va moviendo, se va cerrando el GAP y la corriente va disminuyendo hasta que alcanza el mínimo cuando se cierra en la posición extrema.
Esta es la condición que deteriora una bobina cuando el carrete está trabado, que la bobina trabaja con una corriente demasiado alta que la puede quemar.
En laa punta opuesta del solenoide se coloca un pin de accionamiento manual, para poder actuar la válvula sin energía.
BLOQUEO DE UN SOLENOIDE
Un spool de una válvula que se traba bloqueará la armadura de un solenoide evitando que se pueda cerrar, como resultado tendremos un solenoide que recibe una alta corriente de arranque continuamente. Como el solenoide es incapaz de disipar el calor generado bajo estas condiciones, la bobina se quemará irremediablemente.
Aunque mucho flujo pasando a traves de la válvula puede trabar el spool, la causa mas frecuente de esta falla es la interferencia mecánica. Los spools se pueden trabar por partículas metálicas, mugre, pedazos de cinta de teflón, la oxidación. Por otro lado, un carrete se puede trabar por que
en el montaje de la válvula los tornillos quedaron mal apretados (disparejos), lo mismo que si la superficie de montaje no es completamente plana.
En válvulas direccionales de tres posiciones los dos solenoides pueden energizarse simultaneamente, lo cual implica que uno de ellos se asentará completamente y el otro no y por lotanto el último se quemará. Generalmente, esto sucede porque el circuito eléctrico que maneja la máquina falla.
BAJO VOLTAJE
Cuando la linea de alimentación de voltaje se cae a valores menores a 103 VAC para una bobina de 120 VAC, el solenoide hace menos fuerza y depronto no es suficiente para mover la armadura del solenoide dentro del tiempo de diseño original. La corriente de arranque es mantenida durante tiempos mayores de lo normal y como la capacidad de enfriamiento es la misma, la bobina se quemará. Si alguien oye la bobina haciendo ruido o sunbando y apaga la máquina, se salvará la bobina.
Para efectos prácticos es mejor medir el voltaje directamente en la bobina, porque si se mide lejos es posible que el valor sea bueno pero puede haber caidas de voltaje en el camino a la bobina. El problema de bajo voltaje puede ser que suceda a determinadas horas del día
cuando la demanda de energía es máxima, si el tiempo qque dura el bajo voltaje es larga, es mejor usar reguladores de voltaje para proteger las bobinas de la máquina.
Cuando un solenoide del tipo intermitente es ciclado muy rápido, no hay suficiente tiempo para disipar el calor generado por el alto consumo de corriente y se puede producir la falla del solenoide.
Si los contactos del enchufe en la bobina están malos y no conducen bién la corriente pueden generarse bajas de voltaje en la bobina, los cuales la quemarán. Otra causa de falla es la de chispas que saltan entre los contactos y tierra cuando le caen sustancias semiconductoras o liquidos raros por cualquier motivo. Algunos fluidos como los esteres de fosfato pueden producir chispazos en las bobinas, si no hay compatibilidad entre la bobina y el material de la bobina.
CONSEJOS GENERALES
Cuando se reemplaza un solenoide, esté seguro de que el reemplazo sea del valor correcto de voltaje y frecuencia y que es para la válvula adecuada. Los fabricantes de válvulas usan diferentes longitudes de pines de empuje. Uno corto puede evitar que el carrete llegue a su posición y uno largo puede bloquear la armadura en una posición semi cerrada lo cual hará que la bobina se queme.
Cuando vaya a quitar un carrete trabado, no lo golpee, se puede doblar y empeora el problema, es mejor usar solventes hasta que afloje. Untele aceite nuevo al carrete cuando reensamble para que entre suave y asegurese que coloca la punta adecuada primero (en carretes no simétricos).
Las válvulas direccionales actuadas por solenoide tienen sus limitaciones, cuando son usadas en ambientes húmedos o a prueba de explosión, los solenoides comunes no funcionan bién. Las agencias OSHA, U/L, FM etc, certifican cuando un solenoide puede ser usado en esos ambientes.
Por su baja capacidad de fuerza los solenoides solo se pueden usar directamente sobre el carrete en los tamaños mas pequeños de montaje, 1/4" (3-10 GPM) y 3/8" (10-20 GPM). En los tamaños de 1/2" (40 GPM), 3/4" (80 GPM) y 1 1/4" (160 GPM) son actuados por presión piloto.
VALVULAS DIRECCIONALES ELECTROHIDRAULICAS
Con el correr de los años, una cada vez mayor necesidad de alta velocidad de respuesta, tiempos de reacción mas
ALTA CORRIENTE
cortos, y mejores caracteristicas de flujo, han llegado. El uso de válvulas direccionales con flujo variable han sido la respuesta a estos interrogantes. LLámense válvulas proporcionales o servos. Cual usar ? pues, depende de lo sofisticado del diseño.
Son varias las diferencias entre las válvulas proporcionales y las servo. La velocidad de respuesta de la válvula, la condición de la posición central, la histéresis, repetibilidad, y threshold de la válvula y los requerimientos de filtración
de la válvula.
La respuesta es designada para válvulas proporcionales como el tiempo que se tarda la válvula en alcanzar el máximo flujo para una señal de entrada electrica instantánea. Cuando se discute la respuesta de la servo válvula se refiere a la respuesta frecuencial. La frecuencia de la señal de entrada a la cual la salida de caudal se baja a 70.7% de su flujo a muy baja frecuencia ( en el orden de 0.1 Hz) con una señal senoidal de amplitud constante de entrada.
La respuesta de una válvula proporcional vs válvula servo es 2-10 Hz vs 10-300 Hz respectivamente. Hoy en día ya existen válvulas proporcionales inclusive mas rápidas.
La condición central del spool principal en las proporcionales compardas con las servos es notable.
Las válvulas servo son criticamente mecanizadas, el ancho y la posición de los bordes del spool y los puertos del cuerpo. En otras palabras, el spool y el cuerpo de la
válvula están igualadas para producir un contacto linea a linea a menudo hecho a mano, lo cual aumenta su costo en gran proporción.
Las válvulas proporcionales son diseñadas de tal manera que el spool y los cuerpos son intercambiables. Como resultado se tiene un overlap de 10-30% del recorrido total. Este overlap crea lo que se conoce como zona muerta.
En cuanto a los requerimientos de filtración, de los dos tipos de válvula podemos decir lo siguiente: La contaminación es el enemigo número uno de todos los sistemas hidráulicos, especialmente de las servos. Por sus bajas tolerancias, normalmente se requieren 3
micrones. Las proporcionales son menos exigentes pero requieren 10 micrones. Algunas muy especiales requieren una filtración mejor.
Una válvula proporcional operada por piloto típica consiste de una válvula piloto, bloque adaptador, malla filtrante, regulador de presión interior, cuerpo principal y spool y un sensor de posición llamado LVDT (linear variable differential transformer). Otro estilo de válvula usa solenoides proporcionales para operar el carrete principal directamente con un LVDT acoplado a él para proveer una señal de retroalimentación.
Una válvula servo consiste básicamente de conjunto magnético, conjunto de armadura, bobina, barilla de retroalimentación, y spool principal. La válvula se divide en
dos etapas, la primera y la segunda.
Hay tres tipos de valvula de primera etapa (piloto) Flapper-nozzel, jet pipe y jet diverter. El orificio mínimo para la del primer tipo es de 0.0015". La segunda tiene 0.008" y la última de 0.020".
La condición de centro de la segunda etapa varía dependiendo de los requerimientos del sistema y del fabricante. La mejor condición es la de linea-linea.
La condición linea-linea es la condición ideal de ganancia de flujo, cuando la salida de flujo al cilindro es 0 para el spool en el centro y se incrementa inmediatamente con el movimiento del spool.
La válvula servo en su 1a sección crea un diferencial de presión que es aplicada en los extremos del spool principal en la 2a sección que crea un movimiento en él. En orden de localizar el spool en una posición que es proporcional a la señal eléctrica de comando, una barra-resorte conecta la armadura de la 1a etapa con el spool de la 2a.
SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE LAS VALVULAS DIRECCIONALES
Basicamente, todas las válvulas direccionales actúan de similar manera. Esto es , son operadas por solenoide, manuales, pilotadas o conbinación de esas. Por tal razón, los problemas son similares.