Conoce los motores hidráulicos

Introducción

El propósito de este artículo es profundizar en el tema motores hidráulicos, su funcionamiento, los diferentes tipos que existen, así como sus principales ventajas y desventajas.

¿Qué es un motor hidráulico?

A diferencia de la bomba hidráulica, el motor hidráulico es un componente mecánico que convierte la energía hidráulica (flujo y presión) en energía rotativa mecánica (torque y velocidad). Es el actuador hidráulico responsable de generador de torsión a cierta velocidad de rotación.

Símbolo del motor hidráulico en circuitos hidráulicos.

¿Para qué sirve un motor hidráulico?

Es el componente hidráulico que proporciona torque a cierta velocidad de rotación. Se pueden utilizar para reemplazar el trabajo manual o en lugares donde un motor eléctrico no es viable debido a la falta de energía eléctrica disponible o porque son áreas de trabajo húmedas.

Se utilizan en una multitud de aplicaciones diferentes: winches, cortadores de césped, cortaplatos, mezcladores, máquinas de perforación, agitadores, martillos hidráulicos, maquinaria de inyección de plástico, y muchos más agrícola, industrial, náutico, aplicaciones de pesca, etc.

Funcionamiento del motor hidráulico.

Para que un motor hidráulico funcione, debe recibir un flujo de fluido hidráulico que empuja contra los engranajes, pistones o furgonetas del motor para hacer mover el eje de salida del motor. En tales condiciones, el eje del motor girará y generará torque.

El par generado por el motor dependerá del desplazamiento del motor y la caída de presión en el motor. Cuanto mayor sea el desplazamiento, mayor será el par. Cuanto mayor sea la caída de presión en el motor (con el mismo desplazamiento), mayor será el par rotacional generado.

La velocidad del motor dependerá del flujo y desplazamiento del motor. Cuanto mayor sea el flujo, mayor será la velocidad. Cuanto mayor sea el desplazamiento (con el mismo flujo), menor será la velocidad.

¿Cómo elegir un motor hidráulico?

La selección del motor hidráulico dependerá de una serie de variables crucialmente importantes:

• Torque requerido por la aplicación.
• Velocidad de rotación solicitada por la máquina.
• Presiones radiales / axiales que estarán en el eje del motor.
• Flujo y presión disponibles.

Sobre la base de todas estas variables básicas, se calculará el desplazamiento del motor necesario y el tipo de motor. Una vez que se elija el modelo del motor, debe verificarse que el flujo de aceite que alcanzará el motor y la presión disponible será suficiente para obtener la velocidad de rotación y el par necesario.

Tipos de motores hidráulicos.

Los motores hidráulicos se pueden clasificar según sus características de construcción:

• Motores hidráulicos orbitales.
• Motores hidráulicos de engranaje externo.
• Motores hidráulicos con engranajes internos.
• Motores hidráulicos Piston (axial o radial).

Motores hidráulicos orbitales.

Los motores hidráulicos de tipo orbital se caracterizan por ser desplazamiento fijo y tener un diseño preparado para proporcionar un par alto. Para un desplazamiento del motor dado, se determinará su velocidad de rotación, entre otras variables, por el flujo de aceite hidráulico que llega al motor. Cuanto mayor sea el flujo, más rápido girará el eje del motor hidráulico.

Imagen de motores hidráulicos orbitales. Se utilizan en todo tipo de maquinaria móvil e industrial.

El diseño constructivo de motores orbitales se basa en el tipo de engranajes internos. Se compone de un par de engranajes donde hay un engranaje externo fijo y el engranaje giratorio es el interior (también llamado "estrella" o "orbitrol") que gira dentro del engranaje fijo.

En cuanto al diseño del engranaje externo (fijo), hay básicamente 2 tipos:

• Tipo "Gerotor": el engranaje es plano. Ver imagen:

In Sauer Danfoss (ahora blanco para la pequeña gama de motores y Danfoss para la mayor gama de motores), el motor tipo gerotor está en su OML, OMM, OMP (OMPX), y DH rangos.


• "Geroller" tipo: el engranaje tiene rodillos. Ver la siguiente imagen:

In Sauer Danfoss, el motor tipo geroller está en su OMR (OMRX), DS, OMH, OMEW, OMS, OMT, OMV y TMT rangos.

Para cubrir todas las necesidades del mercado, hay numerosas variantes y opciones en este tipo de motores:

• Motores con piezas resistentes a la corrosión (por ejemplo, aplicaciones cercanas al mar).
• Motores con sello de polvo en su eje (sweepers).
• Motores tipo rueda.
• Motores con rodamientos de agujas (applicaciones donde hay inicios/stops con alta frecuencia, existencia de vibraciones en el eje, carga radial estática alta, etc.
• Versión especial para filtraciones internas muy bajas.
• Versión corta tipo motor especial para engranajes o reductores que ya tienen sus rodamientos para absorber fuerzas axiales y radiales.
• Motores con freno integrado.
• Motores con tacómetro.
• Motores con sensor de velocidad incorporado.

Motores hidráulicos de engranaje externo.

El diseño de motores hidráulicos con engranajes externos consiste en 2 engranajes rectos idénticos (o helicoidales) que giran interconectados dentro de un cuerpo.

También se llaman motores hidráulicos de pinión o engranaje. Este tipo de componente hidráulico, debido a su diseño compacto, robustez y precio económico, se utiliza en todo tipo de maquinaria hidráulica.

La gama de opciones dentro de este tipo de motores es muy amplia:

• Motores de engranaje con cuerpo de aluminio o cuerpo de hierro / tallo (cast).
• Motores hidráulicos unidireccionales (rotación izquierda o derecha mirando el eje) o motores reversibles/bidireccionales (disponibles con drenaje externo interno o posterior, lateral o frontal) que pueden girar su eje en ambas direcciones.
• Múltiples tipos de eje (conical, estilizado, cilíndrico, etc.).
• Disponible con todo tipo de monturas delanteras: brida europea ( flange italiano), brida SAE-A, brida SAE-AA, brida SAE-B, brida SAE-C, tipo Bosch, etc.
• Conexión hidráulica al motor por hilo BSPP (GAS), hilo UNF-SAE, para brida tipo Dowty, brida tipo SAE, etc.
• Dependiendo de la compatibilidad del fluido hidráulico que se utilizará en el sistema o de la temperatura de trabajo máxima/mínimo, el motor hidráulico de pinión también se puede configurar según el tipo de material en los sellos internos y en el sello del eje: NBR, FKM, Viton, etc.
• Válvulas integradas en el motor: el motor se puede configurar con o sin válvula de alivio de presión integrada, con válvula anti-cavitación, con válvula de sensor de carga LS, con válvula de circunvalación eléctrica, con válvula regulador de flujo, etc.

Motores hidráulicos de engranaje externo y cuerpo de aluminio.

Dependiendo del desplazamiento y tamaño del motor, se dividen según la siguiente nomenclatura:

• Grupo 0.
• Grupo 1.
• Grupo 2.
• Grupo 3.
• Grupo 3.5.
• Grupo 4.

Motores hidráulicos de engranaje externo y cuerpo de hierro fundido.

Se utilizan en situaciones donde los motores de aluminio están al límite de su diseño ya sea debido al tipo de aplicación, el ciclo de trabajo, o las duras condiciones exigidas durante el ciclo.

Como motores con un cuerpo de aluminio, los que tienen un cuerpo de hierro fundido están disponibles en numerosas configuraciones y tamaños según su desplazamiento, su tipo de eje de accionamiento, fijaciones y puertos, válvulas integradas, sellos Buna o Viton, drenaje interno/externo, etc.

Motores hidráulicos.

Los motores hidráulicos de vana consisten en un rotor que contiene furgonetas, que gira dentro de una cavidad en forma de cicloidal. En la mayoría de los modelos de motores de vana hidráulica, las cámaras de entrada / salida se oponen diametralmente, por lo que el rotor está equilibrado hidráulicamente. De esta manera, los rodamientos no sufren excesivamente de cargas hidráulicas y permiten una larga duración.

Imagen de motores de vana hidráulica. Se utilizan en maquinaria agrícola y en maquinaria móvil o industrial.

Motores de pistón hidráulicos.

Dependiendo de la configuración y el diseño, los motores de pistón hidráulico pueden dividirse en 2 tipos:

También pueden dividirse en motores con desplazamiento fijo o variable.

Motores hidráulicos de pistón axial.

Generalmente se componen de un cierto número de cilindros que mueven un cierto derrame cerebral en un de manera recíproca dentro de un bloque de cilindros (también llamado barril). Dependiendo de la inclinación de la placa que contiene las cabezas del pistón, el desplazamiento será mayor o menor. Si la inclinación está en un ángulo de 0 grados, la carrera del pistón y el desplazamiento del pistón también serán 0, por lo que el flujo será igual a 0.

In desplazamiento constante motores de pistón, este inclinación ya está definida en un determinado ángulo que no puede ser variado. Sin embargo, en motores con un flujo variable sistema, este inclinación puede ser variada dependiendo del tipo de control o comando que contenga la bomba.

Los motores hidráulicos del pistón axial se caracterizan por su robustez y resistencia y por una amplia gama de opciones disponibles para su control de desplazamiento. Por lo tanto, se utilizan en aplicaciones de presión media/alta que requieren un ciclo de trabajo exigente y controlado, tanto para maquinaria móvil como para aplicaciones industriales hidráulicas.

Motores hidráulicos de pistón radial.

Los motores de pistón radial tienen pistones colocados simétricamente alrededor del eje en una dirección radial, y cada pistón se mueve recíprocamente dentro de su cilindro correspondiente.

Los motores hidráulicos de pistón radial están disponibles tanto en flujo fijo como variable y están diseñados específicamente para aplicaciones industriales o móviles donde, en algún momento del ciclo, se requiere un par muy alto a una velocidad relativamente baja.

Discos finales.

Unidades finales, también llamadas motores de viaje, se componen básicamente de un motor hidráulico acoplado a un sistema de engranaje planetario que actúa como un reductor.

La unidad final permite la transmisión de la potencia hidráulica de la máquina en forma de par directamente a la ruedas de la máquina móvil. El motor hidráulico recibe el flujo de aceite generado por la bomba hidráulica, y su eje gira a cierta velocidad con su par correspondiente.

Cuando el par se transmite mecánicamente al reductor, reduce la velocidad de salida y aumenta el par que alcanza la rueda. La relación de reducción de velocidad y el aumento correspondiente del par dependerá de la ratio de transmisión del reductor en su sistema de engranaje.

En las unidades finales, el motor hidráulico suele ser del pistón orbital o axial/radial tipo.

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