¿Cómo funcionan los hidráulicos?

Muchas personas han escuchado el término hidráulico en relación con sus autos o algún otro tipo de vehículo o maquinaria, pero la mayoría de las personas tienen muy poca idea de cómo funcionan realmente el hidráulico. Pueden tener un vago concepto de agua que se usa para hacer algo, pero eso es todo. Los hidráulicos son en realidad muy interesantes en la forma en que usan agua para hacer lo que hacen.

¿Qué son los hidráulicos?

El hidráulico puede ser un término utilizado para el estudio de líquidos y cómo funcionan los líquidos, pero la mayoría de las personas piensan en su uso en ingeniería cuando escuchan el término. Los sistemas hidráulicos funcionan utilizando un fluido presurizado para alimentar un motor. Estas prensas hidráulicas colocan presión sobre una pequeña cantidad de líquido para generar una gran cantidad de energía.

Aquí hay una idea básica de un sistema hidráulico: el agua en un sistema contenida tiene presión de un lado. Esa presión lo fuerza contra un pistón en el otro lado del contenedor. Esto transfiere la energía en el pistón, obligándola hacia arriba para levantar algo. Debido a que la presión sobre el agua no se deja que fluya hacia atrás, el pistón nunca puede moverse de la manera opuesta a menos que se libere esa presión. Esto significa que sea lo que el pistón esté levantando es seguro hasta que el operador del sistema le permita ser liberado. Por ejemplo, si los pistones elevan las puntas de las carretillas elevadoras, permanecerían planteadas hasta que se liberó la presión hidráulica.

Joseph Bramah, Padre de Hidráulica

A fines del siglo XVIII, el mecánico y el ingeniero británico, Joseph Bramah, comenzaron a trabajar en aplicaciones prácticas de la Ley de Pascal, un principio desarrollado por el Matemático Francés Blaise Pascal. Esta ley establece que si la presión se aplica a un fluido que se limita en un espacio pequeño, esa presión se transmitirá a través del líquido en cada dirección sin disminuir. Cuando llega a los bordes del espacio confinado, la presión actuará contra ese espacio en ángulos rectos. Básicamente, una fuerza que actúa sobre un área pequeña puede generar una fuerza proporcionalmente más grande en un área más grande.

Ejemplo:Una presión de 100 libras, que se aplica a un espacio de 10 pulgadas cuadradas generará una presión de 10 libras por pulgada cuadrada. Dado que un cuadrado de 10 por 10 en realidad tiene 100 pulgadas cuadradas, la prensa puede soportar hasta 1,000 libras en total.

Esto puede no tener sentido a la mayoría de las personas, sino a Bramah, tenía potencial como un nuevo tipo de prensa. En 1795, su investigación pagó, y él patentó la primera prensa hidráulica. La prensa de Bramah, como se conoce hoy, se hizo ampliamente exitosa.

Partes de un sistema hidráulico.

Los sistemas hidráulicos están formados por cuatro componentes principales. Estos componentes contienen el líquido, apliquen la presión y convierten la energía generada en energía mecánica para uso práctico.

El depósito: Aquí es donde se lleva a cabo el líquido. El reservorio también transfiere el calor en el sistema hidráulico y ayuda a eliminar el aire y los diferentes tipos de humedad del fluido almacenado.

La bomba:La bomba es responsable de mover la energía mecánica en el sistema. Lo hace moviendo el fluido en el depósito. Hay una serie de diferentes tipos de bombas hidráulicas disponibles, y cada una obra de forma ligeramente diferente. Sin embargo, todas las bombas funcionan en el mismo principio básico de los fluidos móviles a través de la presión. Algunos de estos tipos de bombas incluyen bombas de engranajes, bombas de pistón y bombas de paletas.

Válvulas:Las válvulas en el sistema se utilizan para iniciar y detener el sistema y directamente donde se mueve el fluido. Las válvulas contienen una serie de correos o poppetas. Pueden ser accionados a través de métodos eléctricos, manuales, hidráulicos, neumáticos o mecánicos.

Actuadores:Estos dispositivos toman la energía hidráulica generada y lo cambian de nuevo a la energía mecánica para su uso. Esto se puede hacer de varias maneras diferentes. El sistema puede usar un motor hidráulico para generar movimiento giratorio, o podría hacerse utilizando un cilindro hidráulico para crear un movimiento lineal. También hay algunos tipos diferentes de actuadores que se utilizan para funciones específicas.

¿Qué fluidos se utilizan en sistemas hidráulicos?

Algunas personas asumen que un sistema hidráulico usa agua, y eso puede haber sido cierto en un momento. Sin embargo, hay otros fluidos que funcionan mucho mejor porque, además de transmitir energía, también lubrican el sistema y se autolorcan. Aquí están algunos de los diferentes tipos de fluidos hidráulicos utilizados hoy:

·Fluidos a base de agua: estos fluidos son muy resistentes al fuego. Sin embargo, tienen que ser observados de cerca porque no proporcionan tanta lubricación como otros tipos de líquidos. También pueden evaporarse a altas temperaturas.

·Fluidos a base de petróleo: estos fluidos son los más populares hoy en día. En realidad, se pueden personalizar al sistema agregando diferentes aditivos. Por ejemplo, estos fluidos pueden modificarse para incluir inhibidores de la oxidación y oxidación, agentes antideslizantes, agentes anticorrosivos y agentes de presión extrema. También son bastante baratos, también.

·FLUIDOS SINTÉTICOS: Finalmente, hay lubricantes hechos por el hombre que también son muy útiles en sistemas de alta temperatura y alta presión. También pueden ser resistentes al fuego y ayudar a lubricar el sistema. Sin embargo, los fluidos sintéticos son artificiales y pueden contener sustancias tóxicas. También suelen ser más caros que otros tipos de fluidos hidráulicos.

Aplicaciones de sistemas hidráulicos.

Vemos hidráulicos en uso todos los días, aunque la mayoría de las personas no se dan cuenta. Aquí hay algunos ejemplos de cómo este sistema se pone en uso a diario:

Coches y otros vehículos:

El uso más importante de la hidráulica en los automóviles es en sistemas de frenos hidráulicos. Estos sistemas utilizan el líquido de frenos para transferir la presión sobre una almohadilla de frenado, que luego presiona hacia el eje y detiene el movimiento del vehículo.

Algunos vehículos también cuentan con suspensión hidráulica. Este tipo de suspensión levanta el auto del grupo para que el viaje sea mucho más suave y cómodo para el conductor.

·¿Qué son los frenos hidráulicos, una breve descripción de cómo funcionan?

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Carretillas elevadoras:

Los hidráulicos se utilizan en carretillas elevadoras para levantar las puntas de carga hacia arriba del suelo y mantener la carga en el aire mientras se mueve la carretilla elevadora. El sistema hidráulico en una carretilla elevadora se ha descrito como el corazón del vehículo, y eso es cierto: el sistema de elevación hidráulico hace la mayor parte del trabajo, y sin ella, el vehículo no podrá mover paletas.

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Equipo de la NASA:

La NASA hace uso del hidráulico de un par de maneras diferentes. Estos sistemas se pueden utilizar como unidades de potencia auxiliares en los transbordadores espaciales y otros vehículos diseñados para dejar la órbita de la Tierra. Los transbordadores utilizan tres sistemas hidráulicos independientes independientes para servir como generadores de energía de respaldo. Los hidráulicos también se utilizaron en el tren de aterrizaje para mover el equipo hacia arriba en el cuerpo de la lanzadera después del despegue y extenderlo cuando aterrizan.

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Equipos de construcción:

En equipos de construcción y otra maquinaria pesada, se pueden usar hidráulicos para levantar, presionar o dividir los sistemas. Los excavadores, los divisores de troncos y las grúas hacen uso de hidráulicos para operar. Estos vehículos a menudo tienen grandes cucharadas u otras partes que toman una cantidad considerable de poder para operar y serían más caras y serían difíciles de poder que no era para hidráulica.

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Conclusión:

El equipo hidráulico se usa con mayor frecuencia para levantar o mover cargas pesadas ya que es bastante bajo costo, pero puede generar mucho poder. A pesar de que la idea detrás de la hidráulica es muy simple y de varios cientos de años, porque funciona tan bien, los ingenieros solo han podido mejorar algunos de los componentes de un sistema hidráulico en lugar de reemplazar completamente con algo nuevo.