¿Qué es un Actuador Hidráulico?
Los actuadores hidráulicos son dispositivos que convierten las fuerzas del fluido en energía cinética mecánica. Estos actuadores pueden generar movimientos tanto lineales como rotacionales.
En el caso de los movimientos lineales, se utilizan cilindros hidráulicos, que proporcionan movimientos hacia adelante y hacia atrás. En cambio, los movimientos rotacionales se clasifican en movimientos rotativos y oscilantes. Los motores hidráulicos son ideales para aplicaciones que requieren movimiento rotativo, mientras que los actuadores rotativos son más adecuados para aplicaciones que necesitan movimiento oscilante.
Aunque también existen actuadores similares para equipos neumáticos, los actuadores hidráulicos presentan ventajas significativas. Proporcionan mayor potencia, velocidad, precisión y durabilidad en comparación con sus contrapartes neumáticas. Esto los convierte en una elección preferida para aplicaciones donde se requiere un alto rendimiento y resistencia a condiciones rigurosas.
Usos de los Actuadores Hidráulicos
Los actuadores hidráulicos se utilizan en maquinaria de construcción como excavadoras hidráulicas y grúas. Como pueden generar grandes cantidades de potencia, también se utilizan en maquinaria industrial como vehículos, aviones y carretillas elevadoras, y en máquinas-herramienta como tornos y fresadoras.
La unidad hidráulica es la fuente de presión generada en el aceite hidráulico que mueve los actuadores hidráulicos. La bomba hidráulica, el motor o el motor eléctrico que hace girar la bomba y el depósito de aceite que almacena el aceite hidráulico forman parte de una unidad.
Para accionar la dirección de movimiento de un actuador hidráulicos, como avance/retroceso o rotación derecha/izquierda, es necesario conmutar el flujo de aceite hidráulico mediante electroválvulas o válvulas manuales. También se requiere para ajustar la velocidad de movimiento una válvula de mariposa para controlar el flujo de fluido hidráulico.
Los sistemas anteriores son las funciones mínimas necesarias para hacer funcionar un actuador hidráulicos.
Principio de los Actuadores Hidráulicos
La potencia de un actuador hidráulicos es transmitida por el aceite hidráulico en un circuito hidráulico cerrado en un sistema hidráulico. El empuje de un cilindro hidráulico puede calcularse mediante el área de recepción de presión × presión del cilindro hidráulico.
Al diseñar un sistema, primero se determina el empuje que debe generarse y, a continuación, se calcula el área de recepción de presión en función de la presión que puede generar la bomba hidráulica y se determina el diámetro interior del cilindro. El motor hidráulico genera un par de giro debido a la entrada de aceite hidráulico, que es proporcional al volumen de empuje del motor hidráulico.
Tipos de Actuadores Hidráulicos
1. Cilindros Hidráulicos
Los cilindros hidráulicos pueden ser de simple efecto o de doble efecto.
Tipo de Simple Efecto
En los tipos de simple efecto, el aceite hidráulico se aplica sólo en la dirección en la que el cilindro va a trabajar en su movimiento alternativo. Como la presión se aplica sólo en una dirección, el empuje se genera sólo en un lado, y se requiere una fuerza externa, como un muelle, para mover el cilindro en la dirección de retorno.
Tipo de Doble Efecto
Los cilindros de doble efecto pueden utilizarse para movimientos alternativos. Debido a la estructura del cilindro, el área sensible a la presión cuando se extiende es mayor que el área sensible a la presión cuando se retrae, por lo que el sistema hidráulico debe diseñarse teniendo en cuenta la diferencia de presión.
Los cilindros hidráulicos pueden montarse de diferentes formas, pero el método de montaje depende del tipo de movimiento para el que se vaya a utilizar la máquina.
2. Motores Hidráulicos
Los motores hidráulicos incluyen motores de pistones, motores de engranajes y motores de paletas. Los tipos de motores oscilantes son los de paletas simples y los de paletas dobles.
El tipo de doble paleta puede proporcionar el doble de par de rotación que el tipo de paleta simple, pero el tipo de doble paleta tiene un ángulo de rotación menor.
¿Cómo Seleccionar los Actuadores Hidráulicos?
Al seleccionar cilindros hidráulicos, es fundamental tener en cuenta el empuje requerido y la presión del aceite hidráulico. Pero otro factor esencial es comprobar la fuerza que el propio cilindro hidráulico puede soportar, asegurándose de que sea capaz de soportar la presión del aceite hidráulico y de resistir pandeos u otras fuerzas físicas que puedan actuar sobre él.
De manera similar, al seleccionar motores hidráulicos, se debe considerar el par necesario para el movimiento deseado. También es crucial verificar la resistencia a la presión del motor, así como especificar un caudal máximo. Si es necesario, se pueden incorporar válvulas reguladoras de caudal en el sistema hidráulico para ajustar el caudal y asegurar un funcionamiento óptimo del motor.
Además de los movimientos lineales y rotativos, es posible obtener movimientos más complejos al combinar estos dos tipos de movimiento. Esto permite lograr una mayor variedad de aplicaciones y ajustar el rendimiento del actuador hidráulico según las necesidades específicas del sistema. En resumen, la selección adecuada de cilindros y motores hidráulicos es esencial para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente en las aplicaciones hidráulicas.