¿Qué es un cilindro hidráulico?

¿Qué son los cilindros hidráulicos? Los cilindros hidráulicos están por todas partes a nuestro alrededor, los vemos en nuestra vida diaria todo el tiempo sin siquiera darnos cuenta si no prestamos atención específicamente: en excavadoras, camiones, carretillas elevadoras, tractores, plataformas aéreas, equipos de minería, lo que sea. El cilindro hidráulico es uno de los cuatro componentes principales de un sistema hidráulico, mientras que el sistema hidráulico es una tecnología en la que se utiliza fluido, más comúnmente aceite hidráulico, para mover energía de un motor a un actuador: más comúnmente, un cilindro hidráulico.

El cilindro hidráulico es una parte del sistema hidráulico de una máquina. Dicho en pocas palabras, el cilindro hidráulico es un actuador hidráulico que crea un movimiento lineal al convertir la energía hidráulica de nuevo en un movimiento mecánico. El cilindro hidráulico se puede comparar con un músculo; con el sistema hidráulico de la máquina, crea el movimiento, por lo que es como un músculo.

En la transmisión hidráulica, el medio es líquido, generalmente aceite, del cual también estamos hablando de este texto. El concepto básico de la hidráulica es que cuando la máquina de potencia gira la bomba, se forma un flujo volumétrico (el volumen de líquido que pasa a través de la sección transversal por unidad de tiempo, que es la unidad en el SI es m3/s). La presión del sistema hidráulico está determinada por la carga que se produce con el cilindro o la válvula que luego resiste el flujo del flujo de líquido causado por la bomba hidráulica.

La presión se extiende uniformemente a todas las direcciones en el sistema y afecta uniformemente a todas las superficies de espacios cerrados del sistema hidráulico; este efecto se llama ley de Pascal.

Por lo tanto, la presión se genera cuando la fuerza afecta a la superficie del elemento. Cuando la fuerza se divide con el área, obtenemos la presión de la siguiente manera:

p = F / A

(donde: F = fuerza, A = área, p = presión = pascal )

Por lo tanto, la energía hidráulica del cilindro se transforma de nuevo en un movimiento mecánico. Cuando la presión llega a la cámara A, la varilla empuja hacia afuera y, por lo tanto, la fuerza empuja hacia afuera (F = p x A1). Como contra movimiento en un cilindro de doble efecto a medida que la presión llega a la cámara B, la varilla retrocede y también la fuerza retrocede (F = p x A2)

Ejemplo de ilustración: sección transversal ilustrada de un cilindro hidráulico de doble efecto.

Cilindro hidráulico de efecto simple o de doble efecto?

Hay cilindros hidráulicos de efecto simple y doble efecto. Como se puede deducir del nombre, los cilindros de acción simple solo funcionan en una dirección; la hidráulica mueve la varilla a una dirección y el movimiento contrario ocurre por sí mismo o por una estructura mecánica o por una carga externa. En un cilindro de efecto simple, es posible que no haya un pistón en absoluto, solo un vástago de pistón y el efecto de presión de aceite en el área transversal del vástago del pistón que hace que se mueva hacia afuera. Una carretilla elevadora es un ejemplo en el que se utilizan cilindros hidráulicos de efecto simple.

Los cilindros hidráulicos de doble efecto funcionan en dos direcciones; el cilindro se mueve en dos direcciones con sistema hidráulico como hacia adelante y hacia atrás o hacia afuera y hacia adentro. El pistón separa la cámara y, a medida que la presión de aceite afecta al pistón, el pistón mueve la varilla, los efectos de aceite hacia la parte delantera o trasera del pistón (ejemplo, ilustración 2), cuando la varilla del cilindro se mueve en ambas direcciones. Los cilindros de doble efecto se utilizan, por ejemplo, en los brazos de la excavadora; el gallinero de la excavadora debe moverse de un lado a otro y estos dos movimientos requieren una gran cantidad de fuerza.

La estructura de un cilindro hidráulico de doble efecto se ilustra en la siguiente imagen:

La misión de los sellos es mantener el aceite en el lugar correcto; en el caso de un cilindro hidráulico, el aceite debe permanecer en las cámaras correctas. Hay diferentes tipos de sellos. Por ejemplo, se coloca una junta tórica u otro tipo de sello a presión en una ranura: a medida que el aceite fluye, la presión del aceite empuja el sello al otro extremo de la ranura y el sello se comprime y presiona las superficies de sellado y evita que el aceite se escape. Todos los sellos de presión funcionan con el mismo principio. Una junta tórica es el sello más simple que hay en un cilindro hidráulico.

Se pueden integrar varias funciones hidráulicas en los cilindros hidráulicos. Por ejemplo, los componentes hidráulicos, incluidas las válvulas de flujo, control de carga o presión, se pueden integrar en el cilindro.

También se pueden integrar diferentes tipos de sensores en el cilindro; diferentes tipos de sensores de posición y presión pueden indicar la fatiga a la que se enfrenta el cilindro y también proporcionan información exacta sobre la presión dentro del cilindro. De acuerdo con la información de posición, se puede calcular la velocidad del cilindro, mientras que el sensor de presión proporciona información sobre la fuerza del cilindro. Si hay sensores integrados en el cilindro, con la tecnología LEO de Hydroline, es posible calcular la experiencia del cilindro y compararla con la vida útil teórica del cilindro. Más información sobre LEO aquí.

-Toni Huttunen, Gerente de Diseño, Hydroline