2.1.1.- Relaciona las causas probables de falla en componentes electrohidráulicos, con la
sintomatología descrita en la operación de los circuitos electrohidráulicos.
El mantenimiento en los componentes hidráulicos está siempre presente, las
fallas relacionadas con la alta presión a la que están expuestos pueden producir graves
consecuencias en el circuito hidráulico de cualquier máquina o vehículo motorizado. Por el
alto desgaste y el constante trabajo y un historial frecuente de averías del circuito
hidráulico se dará a conocer una lista con las fallas más conocidas.
El circuito seleccionado consta de una central motriz hidráulica formada por varios
componentes que generan la presión suficiente para el trabajo de este. Estos
componentes son motor eléctrico, tanque de aceite hidráulico, válvula reguladora de
presión, filtro y manómetro.
Central motriz
La central motriz es la causante de inicio de la fuerza que el pistón transformara en
energía mecánica, esta central consta de un motor eléctrico, bomba hidráulica, filtro
hidráulico, manómetro y tanque recipiente del fluido de trabajo.
Operación lenta
Perdidas de potencia y operaciones lentas pueden estar relacionadas directamente a la
elección del aceite hidráulico incorrecto por algunas de sus características de espesores
requeridos, otras de las falencias relacionadas a la falla pueden ser la contaminación
excesiva con partículas externas y filtro sucios. otrás causas de la operación lenta se
puede relacionar al desgaste de la bomba y del motor eléctrico.
Ruido y vibraciones anormales
Los ruidos y vibraciones anormales son un real problema muy común en cualquier
sistema hidráulico, donde el nivel de aceite no es el adecuado, para esto se debe hacer
una comprobación visual de la cantidad de fluido. Relacionado a este problema la
presencia de aceite espumosos indica la existencia de cavitación en el sistema problema
que genera rápidamente costos y daños internos
Sin flujo de aceite
La falta de caudal es un problema considerado uno de los más grave en un sistema
hidráulico. Las causas principales serán la obstrucción de filtros sucios donde el primer
paso para solucionar esta falla es detectar donde se detiene el flujo de aceite. Se revisara
la bomba hidráulica, acoples con roturas, configuración de rotación de las bomba y la
transmisión.
Válvula reguladora de presión
Estas válvulas están diseñadas y procesos de alta calidad, naturalmente si son marcas
reconocidas en el mercado los datos de las fallas frecuentes de esta válvula serán
importantes para el personal calificado en futuras mantenciones.
Roturas o desgaste en el muelle: la válvula reguladora funciona solo cuando está
trabajando con
presiones excesivas. Si este es el caso, la falla estará relacionado
con el desgaste del muelle o un posible agrupamiento.
Falta de presión: se presenta cuando el orificio equilibrador este tapado por sólidos.
Otra razón podría ser el embolo esta agripado o hay una anchura. Otra posible causa son
el muelle agripado, asiento y cono en mal estado o con desgaste.
Sobrecalentamiento: un posible sobre calentamiento del sistema sucede por un amala
elección del aceite por alta viscosidad, constante trabajo por presión de descarga y fugas.
Electroválvula Cetop 3, 4/2 reacción resorte
La electroválvula contiene partes propensas a fallar, los síntomas son pérdidas de
fluido durante la operación que alcanzara un daño de cierto nivel, esto afectara a
un mal funcionamiento o falle totalmente.
La bobina esta dañada
Una de las fallas más comunes es la quema de electroimán, por lo general esta
falla sucede por la mala cálida del componente que tiene un procesamiento
deficiente del núcleo y los diámetros de los cables es demasiado pequeño donde
se sobrecalientan fácilmente. Mientras tanto en la bobina pueden aparecer fallas,
pero vinculadas a razones ambientales
Desgaste del diámetro interior del carrete de la válvula
Ocurre lo mismo con el desgaste del orificio en la caja de la válvula. los contaminantes
provenientes en el aceite agravan el desgaste del carrete de la electroválvula. Dicho
desgaste no puede evitarse por completo. Para prolongar la vida útil del componente se
deberá mantener en excelentes condiciones de funcionamiento, de severa mantener el
aceite hidráulico limpio verificando su condición regularmente.
Problemas poco comunes
Aunque suelen no ocurrir la electroválvula puede presentar otras falencias como el voltaje,
inestabilidad de corriente, grandes fluctuaciones de choque y agotamiento.
manómetros
los manómetros tienen fallas que pueden atribuirse a varias razones como por ejemplo
vibraciones mecánicas.
Signos visibles de vibraciones mecánicas
Limaduras / polvo de metal como un halo, dentro del medidor procedente del desgaste del
piñón de los segmentos del engranaje
Riesgos por vibraciones mecánicas
•
Desgaste de los componentes internos
•
Perdidas de precisión/ funcionalidad
•
Fallo de sistema s de presión
Signos de pulsación
•
Aleteo de indicador
•
Indicador suelto o en casos extremos rotos
Riesgos de la pulsación
•
Dificultad para obtener lecturas precisas
•
Desgaste de los componentes internos
•
Perdidas de presión/funcionalidad
•
Fallo de sistemas de presión
Cilindro doble efecto
El cilindro hidráulico almacena en su interior el vástago que transmite la fuerza del pistón
y también es la conexión entre el cilindro y la máquina. La elección de un buen vástago se
debe tener en cuenta potenciales de falla que pueden ocurrir o corto o largo plazo.
Rayones en el vástago y daño de sello
Los rayones rara vez afectan la resistencia del cilindro en particular si estos rayones son
superficiales o poca profundas, a no ser que estas estén acompañadas de abolladuras
pueden rozar contra el limpiador del vástago y el sello. La elección de vástagos de acero
templado por inducción es buena para evitar abolladuras. Vástagos cromados endurecen
aún más la superficie interior del acero del vástago
Endurecimiento
Con el paso del tiempo el sello tiende a solidificarse y secarse convirtiéndose en un
elemento duro y clavadizo por exposición a altas temperaturas del ambiente y
movimientos constantes del vástago sin descanso
erosión
comúnmente se presentas desgaste en los sellos por el movimiento de natural del
vástago de un lado a otro, por la acumulación de presión atrapada debajo del mismo que
lo empuja Asia el cuerpo del cilindro. Aparte la elección de fluidos incompatibles con el
cilindro elegido es causante de averías, para minimizar riesgos se debe tener en cuenta el
material de los sellos y el fluido hidráulico sean compatibles.
Errores de instalación
es posible que los sellos queden desalineados por un amala instalación del cilindro en el
comienzo de la operación, esto provoca escape de aceite hidráulico por los sellos esto,
con el tiempo, llevara al cilindro a una inactividad absoluta.
Mangueras hidráulicas
Las fallas más comunes de las mangueras pueden ser fácilmente evitables tomando las
precauciones adecuadas
Erosión en el tubo
Este tipo de erosiones causa fugas prominentes inclusos fugas extremas. Esta erosión es
causada por una fuerte velocidad de partículas contaminantes en el fluido
Compatibilidad de fluidos
Si el aceite hidráulico viene contaminado además de fugas externas en el sistema puede
ser probable que la manguera sufra deterioro y se hinche.
Radio mínimo de curvatura
Los desgarros en las curvaturas presentes en el exterior de la manguera son causados
Por los ensambles que no alcanzan un radio mínimo de curvatura dificultando el recorrido
del fluido. Si la curvatura es exagerada la manguera podría doblarse.
Ensambles incorrectos
La contaminación en el fluido como ya se ha visto en fallas anteriores, se hacen presentes
en casi todo el sistema hidráulico, sobre todo en los ensambles metálicos de las
mangueras. Pude albergarse en el interior un cúmulo de contaminación, además estos
restos son abrasivos cusan pequeñas fracturas en el tubo interior y en el ensamble.
2.1.2.- Inspecciona visualmente los circuitos electrohidráulicos, en función de la búsqueda
de fallas en sus componentes.
Inspección en busca de fallas
Al comienzo de la inspección del del circuito hidráulico, comenzaremos con la red
eléctrica conectada a la central motriz del circuito, buscando bajas de tensión o corriente
excesiva, con un multímetro marca FLUKE, el equipo no arrojo indicios de falta de voltaje
en la red y los parámetros de tensión están dentro de la norma correspondiente.
Con lo siguiente, el turno fue para la central del sistema hidráulico, compuesta por un
motor de eléctrico de 1,5HP marca SIEMENS, una bomba hidráulica conectada al tanque
de aceite hidráulico. Lo primero fue el análisis del aceite hidráulico por inspección visual,
se encontraron restos de oxidación o contaminación por un agente externo, esto debe ser
causa de algún problema a corto plazo o probablemente ya debe estar condicionando
algún elemento del sistema hidráulico. rápidamente se dio paso al análisis de viscosidad,
con el MONITOR DE PROVADOR DE VISCOCIDAD marca MOBIL. Se recogió una
muestra del interior del tanque para comprobar el estado del aceite, junto con una
muestra de aceite nuevo, los dos se calentaron alrededor de los 50º C y se comprobó la
velocidad del aceite del tanque, el resultado fue una velocidad idéntica al aceite nuevo
dando como resultado un buen estado del aceite, aunque como ya mencionamos con
contaminación de solidos circulando en uso del sistema hidráulico.
El siguiente paso fue corroborar la flexibilidad y el estado de las
mangueras hidráulicas que, por su uso a altas presiones, estos componentes están bajo
fuerte trabajo de presión, también se hiso una inspección visual de sus conectores
(macho y hembras) buscando algún rastro de oxidación o fracturas en su en su estructura
metálica por mal uso o golpes indebidos ya sea por diferentes motivos (golpes filtraciones
por mala instalación). Los resultados de la inspección dieron como aceptable el estado de
las mangueras hidráulicas al revidar reportes de mantenimientos anteriores, las presiones
del aceite han estado siempre dentro de los parámetros de trabajo ideales. Estos informes
aseguran que puedan a un futuro a corto plazo puedan existir filtraciones de fluido.
A continuación de esto se verifico el estado de las válvulas de presión, válvulas de
distribución y la electroválvula, del sistema hidráulico, en este caso se dio con una falla.
Falla en la electroválvula cetop3, 4/2
Para comenzar, el funcionamiento de la electroválvula consta de lo siguiente: este
componente tiene la capacidad de dar inicio, o generar un cambio del fluido hidráulico
atreves de una señal eléctrica. Comúnmente se utiliza en la industria para el manejo de
cilindros(actuadores) o de motores para ambos sentidos. Se programa dependiendo del
número de posiciones posibles y de vías o conexiones del puerto o el tipo de centro en el
caso de ser de 3 posiciones.
La electroválvula se activa eléctricamente a través de un solenoide, esta puede ser
con resorte o con enclavamiento y otras poseen accionamiento para pruebas. Poseen dos
cables de los cuales uno va conectada un programador. Las conexiones están bajo norma
industrial estas y se nombran según el tamaño de la válvula que va a depender del trabajo
de transmisión de flujo. Esta norma es CETOP/DG. estas electroválvulas se destacan por
las siguientes características: el cuerpo exterior esta hecho de acero al carbono, trabajan
con presiones de hasta 320br, trabajan con caudales de 90l/min y los voltajes de la bobina
varían entre 12 o 24 V y 24, 110, 220, VAC.
falla
La falla que se detectó ya iniciado el proceso de análisis y búsquedas de averías
comenzando con la central motriz pasando por las mangueras hasta llegar a la zona delas
válvulas, se encontró que la electroválvula direccional no estaba trabajando de forma
normal afectando de forma leve el movimiento del cilindro hidráulico este puede suponer
que el aceite contaminado con partículas sólidas del exterior puede ser la causa de tal
desperfecto, por lo cual, se decidió retirar la electroválvula para revisión e ir descartando
posibilidades en otras zonas del el sistema general.
Herramientas de uso
Para el análisis y mantenimiento del sistema hidráulicos usaran una lista de múltiples
herramientas para facilitar la tarea de montaje y desmontaje.
Tipo de herramientas
Herramientas manuales
Por unidad
2Alicates universal
2Alicate de cortante
2Alicate de puntas
1Juego de Destornilladores punta philips
1Juego de Destornilladores punta paleta
1Juego Llaves inglesas (de punta)
1Juego de dados milimétricos
3Llave sthilson
3Llaves ajustables
1Juego de Llaves Allen
1Juego de Llaves torx
2Sierra de mano para metal
2cutters
Taladros, sierra sable, esmeril angular
Herramientas eléctricas
Extensiones eléctricas, focos de iluminación
Kit portátil de presión
Medidores de flujo
Cámaras infrarrojas
Multímetro (tester)
Herramientas de uso especifico
Caja de prueba de válvula servo/proporcional
Monitor de viscosidad de aceite
Para comenzar con el desmontaje del componente de deben tener en cuenta una
serie de precauciones para no tener accidentes relacionados a la parte eléctrica y las
altas presiones del fluido.
1. se usarán los elementos de protección personal como guantes y zapatos
dieléctricos.
2. El entorno de trabajo debe estar libres de escombros y humedad.
3. Se retirarán cualquier recipiente o rice que contenga líquidos inflamables
4. Se desconectarán las mangueras con extremo cuidado ya que en su interior
pueden albergar altas presiones direccionando bruscamente las conexiones
provocando heridas y golpes graves.
5. Para que lo anterior no ocurra se debe asegura que el embolo este introducido en
el cilindro hidráulico. Realizar pruebas iniciales para determinar el estado del
sistema hidráulico.
Precaución
Temperatura de fluido
Consultar las características técnicas del rango de temperatura que corresponda a cada
modelo de válvula. este rango dependerá del material de obturación a emplear, así como
el aislamiento de la bobina, la fuente de alimentación etc.
1-. Por ningún motivo tratar de desmontar en sistema electrohidráulico
y los equipos hasta confirmar si es seguro realizar dicha tarea
•
Las tareas de mantenimiento e inspección del sistema se deberán realizar cuan
allá una confirmación real de los controles de bloqueo.
•
Cuando se de inicio al desmontaje se deberá confirmar los requisitos de seguridad
mencionados tal cual en el párrafo anterior. Corte eléctrico y la presión del fluido
debe estar controlada.
•
Antes de iniciar el encendido del sistema electrohidráulico, tome las medidas de
seguridad necesarias con el fin de evitar desconexiones bruscas y el movimiento
repentino del cilindro.
2-. Si la válvula estará sometida a entornos no mencionados en el
manual de usuario, ponerse en contacto con el fabricante.
•
Trabajos en ambientes y entornos que sobrepasen las especificaciones dictadas
en el manual o si el componente se encuentra en la intemperie.
•
Si el componente va a ser usado en instalaciones de energía atómica, sistemas
férreos navegación aérea, equipos para alimentos, circuitos de paradas de
emergencia, sistemas de imprenta, sistemas de seguridad.
•
Aplicaciones que necesiten de un informe y análisis especial de seguridad donde
pueda existir la posibilidad de que afecte de forma negativa a los seres vivos o las
propiedades.
Desconexión y desmontaje de la electroválvula.
1. Las mangueras deberán desconectarse se deberán desconectar cuidadosamente
y limpiando cualquier resto aceite con la finalidad de mantener limpia la válvula y el
procedimiento.
2. En el momento de la desconexión de mangueras en los acoplamientos metálicos,
se deberá ser minucioso para evitar cualquier contacto con el suelo o lugares que
contengan contaminación como polvo o restos metálicos
3. Se requiere poner atención en el momento de desconexión de entrada y salida de
la electroválvula, en caso de la válvula con 3 conexiones, el indicador {P} se usa
para indicar la entrada de la manguera al igual que {A} por donde sale y {R} por
donde se produce el escape.
4. Para desmontar la bobina se de tener en cuenta en torque de apriete de la misma
para verificar que un anterior montaje adecuado.
5. Verificar que los acoples de la electroválvula no contengan fugas.
6. Si fuera necesario, desmontar el conjunto de la bobina durante el trabajo de
desconexión de mangueras hidráulicas. Este se desmonta soltando el retén
correspondiente. Cundo se termine el proceso de desacople, volver a colocar el
retén.
7. El acople de acero de la manguera no debe tocar el suelo, ya que pude producirse
corrosión electrolítica.
Reparación y mantenimiento
Verificación del voltaje de la válvula
Antes de desinstalar la válvula, Con un voltímetro(tester) en la opción CA, se
utilizará para corroborar el voltaje y verificar que las terminales tengan el voltaje
indicado. se colocará las sondas del voltímetro en las terminales y los cables
conectores de la válvula, con el voltímetro activo el dispositivo debe tener unos
24-28 V CA.
Ya una vez teniendo la electroválvula en fuera del sistema hidráulico, damos
comienzo la revisión y reemplazo de componentes dañados de la misma, se
deberá limpiar cada parte que contenga polvo y suciedad y encontrar si el aceite
contaminado logro afectar el funcionamiento de la válvula direccional cetop 3.
1. Revisando la bobina para verificar si existen grietas en a la encapsulación. en
lugares donde existe humedad, puede penetrar en la bobina provocando fallas en
la válvula.
2. Buscando daños o corrosión en las conexiones de la bobina. Nunca debe
activarse una bobina de corriente alterna si no está instalada como corresponde
en el vástago o el manguito. Si aparece una corriente de interrupción alta la bobina
puede quemarse.
3. Cuando saque la bobina de la válvula, aparecerá un recipiente de presión. La
funda cuenta con funciones para aceptar herramientas de extracción, idealmente
una llave de punta. Es importante no retirar la funda sujetándola a su tubo pues
puede dañarse.
4. Cuando el manguito de la válvula este afuera, llegaremos a los componentes del
interior donde se encuentran el embolo con un sello, el resorte de retorno, el
maguito, una junta teórica y el cuerpo de la válvula. se buscarán daños y
reemplazarlos si la ocasión lo amerita.
5. Se revisarán los sellos si poseen algún signo de hinchazón, gritas o deterioro, se
inspeccionará el resorte en busca de bobinas rotas o desgastadas. Ya sea el
orificio del cuerpo, la parte superior del embolo y el interior de la manga pueden
mostrar signos de daño.
6. Para finalizar, cuando se hallan remplazado todas las piezas necesarias y con una
limpieza exhaustiva eliminar todo rastro de suciedad proveniente del aceite, se
montará el recipiente a presión siguiendo las instrucciones del fabricante
instalando nuevamente la bobina.
Al termino de arme de la válvula se instalará. Procurara de manera
importante, no conectar a la alimentación hasta verificar que todas las piezas han
sido colocadas de forma correcta.
Conclusión de la falla
Al instalar de nuevo la electroválvula a su sitio y poner en marcha el circuito, se
logró comprobar que la válvula funcionaba correctamente, devolviendo al cilindro
hidráulico el funcionamiento correspondiente a su uso.
Se logro identificar la raíz de la falla de la válvula, fue la
contaminación de solidos del aceite hidráulico proveniente del exterior. Para que
esto no vuelva a ocurrir, se investigó a través de los operarios y según ellos el
lugar está muy expuesto a suciedad y poca limpieza. para solucionar este
problema, se cambiará todo el aceite del tanque por un aceite nuevo de la marca
IBERLINC-HMD 68 es un aceite mejorado de mineral parafínico con aditivos
detergentes, anticorrosivos, y antioxidantes -anti desgastantes.
propiedades del aceite
•
cumple con las normas ISO/TR 3498 categoría HM, DIN 51524
•
su característica principal detergente puede absorber el agua conservando
sus propiedades de fluido hidráulico.
•
Sus aditivos detergentes permiten suspender en suspensión todas aquellas
impurezas que puedan caer en el aceite.
•
Además de poseer aditivos anti desgastantes – anticorrosivos, una elevada
estabilidad térmica y resistencia a la oxidación, así como una gran
resistencia a la hidrolisis lo que le otorga una elevada vida
2.1.3.- Mide los parámetros de funcionamiento de los componentes
electrohidráulicos,
Medición de La Presión del sistema hidráulico
La presión es el resultado de una fuerza aplicada en una superficie.
Esta presión se expresa en bar (El bar es una unidad de presión). 1 bar = 1.02 kg/cm² = 1
daN.
Así, una presión de 1 bar (o 1kg/ cm²) es el resultado de una fuerza de 1kg aplicado en
una superficie de 1 cm²) (Fig. 10).
En aplicación, la presión se mide con un manómetro. El más utilizado es el manómetro a
tubo de Bourdon. Este tipo de aparato está calibrado en bar o en PSI (medida inglesa). 70
bar = 1000 PSI
La presión está en función de la dimensión de cilindro
Consideramos dos cilindros, el segundo tiene una sección más pequeña que el primero,
ponemos una carga idéntica sobre los dos cilindros. Se constata una presión más elevada
en el cilindro de pequeña sección
La presión está relacionada con la fuerza y la sección
Medición de voltaje resistencia y corriente de un circuito hidráulico
Las mediciones del voltaje se usan con la ayuda de un voltímetro, la resistencia es medida con un
óhmetro y la corriente es medida con un amperímetro. Este grupo de dispositivos vienen por
separado, pero también se puede conseguir en un aparato llamado multímetro
A continuación, se darán los pasos de la mediciones eléctricas de los componentes del sistema
electrohidráulico.
1. Para medir el voltaje de los componentes, se conectara el voltímetro o multímetro a
través de las terminales del componentes como se muestra a continuación en la figura,
después se activara la fuente de alimentación.
2. Para medir la resistencia de un componente, en este caso nos aseguraremos de
desconectar la fuente d de alimentación de la red eléctrica, seguido se desconectará el
componente del circuito. Esto requiere desconectar uno o más conexiones del circuito.
Conectaremos el óhmetro o multímetro colocado en modo óhmetro a través de los
terminales del componente como se muestra en la figura siguiente. El óhmetro tiene su
propia batería interna que entrega una corriente para evaluar la resistencia del
componente.
3. Para medir la corriente que fluye por el componente, deberemos asegurar de que la
fuente de alimentación este desactivada, después conecte el amperímetro o multímetro
colocado en modo amperímetro en serie con el componente, como se muestra en la
figura anterior, después de la medición activaremos la fuente de laimentacion.
Medición de temperatura de sistema hidráulico
La temperatura del aceite hidráulico por encima de los 180 ºF o los 82ºC aceleran la
degradación del aceite y dañan la mayoría de los componentes con los que se fabrican
los sellos. En medida se debe evitar el trabajo de cualquier sistema hidráulico por encima
de los 180 ºF (82 ºC). la temperatura de un aceite es demasiado alta cuando la viscosidad
cae por debajo del valor optimo.
Temperatura de Nivelación». Generalmente esta temperatura es de 54º Centígrados o
130º Fahrenheit. Los sistemas hidráulicos trabajan óptimamente a esta temperatura.20
abr 2015.
Para mantenerse dentro del rango de viscosidad requerido, use el grado recomendado de
aceite hidráulico que se indica en la tabla de aceite y temperatura de las unidades de
potencia hidráulica.
La temperatura del aceite de monitoreara a través Indicador De Temperatura De Aceite
Nivel.
Caudal
El desplazamiento del volumen de aceite determina la velocidad del
actuador. Luego: “Si un actuador pistón o motor está lento es porque
no le llega suficiente caudal y no porque le falte presión “.
• La RAPIDEZ CON QUE SE TRANSMITE LA SEÑAL ES DE:
• Como se observa los caudales y las áreas determinan la velocidad del
fluido. Estas velocidades del fluido están limitadas por las pérdidas de
energía que causan debido al rozamiento entre el fluido mismo y el
rozamiento con las tuberías por lo que se recomienda las siguientes
velocidades máximas en las tuberías de Sistemas Hidráulicos.
Podemos determinar poder determinar el caudal en sistema hidráulico es especifico la
bomba, se necesita un recipiente graduado y un reloj o cronometro. Para esto podremos
analizar con una aplicación practica el caudal L/MIN
Datos técnicos tomados en el circuito hidráulico.
Electroválvula direccional cetop 3 4/2
Datos técnicos:
- Accionamiento eléctrico solenoide 24 Vdc
- centrado por resortes
- cables eléctricos equipados con conectores banana de 4 mm (incluidos)
- presión máxima de funcionamiento: 210 bar
- caudal nominal: 20 lpm
- temperatura de funcionamiento: -10 a 70 °C
- accesorios de conexión rápida sin fugas
- corriente máxima de funcionamiento: 10 A a 16 A
Válvula limitadora de presión
Datos técnicos:
- piloto interno
- rango de presión de funcionamiento: de 3 a 60 bar
- caudal máximo: 30 lpm
- temperatura de funcionamiento: -10 a 70 °C
Manómetro
Datos técnicos:
- manómetro con amortiguación de glicerina
- Conexión inferior 1/4”
- escala métrica de 0 a 100 bar
- Escala inglesa de 0 a 1400 PSI
- Clase de precisión del 1%
- montado en bloque con dos accesorios de conexión rápida a prueba de fugas