¿Qué son las unidades de potencia hidráulica?

¿Qué son las unidades de potencia hidráulica?

Las unidades de potencia hidráulica (a veces denominadas como un paquete de alimentación hidráulico) son un sistema autónomo que generalmente incluye un motor, un depósito de fluido y una bomba. Trabaja para aplicar la presión hidráulica necesaria para accionar motores, cilindros y otras partes complementarias de un sistema hidráulico dado.

¿Cómo funciona un paquete de energía hidráulica?

Un sistema hidráulico emplea líquido cerrado para transferir energía de una fuente a otra, y posteriormente crear movimiento giratorio, movimiento lineal o fuerza. La unidad / paquete de potencia proporciona la potencia necesaria para esta transferencia de líquido.

A diferencia de las bombas estándar, las unidades de potencia hidráulica utilizan redes de presurización de múltiples etapas para mover el líquido, y a menudo incorporan dispositivos de control de temperatura. Las características mecánicas y las especificaciones de una unidad de potencia hidráulica dictan el tipo de proyectos para los cuales puede ser efectivo.

Algunos de los factores importantes que influyen en el rendimiento de una unidad de potencia hidráulica son límites de presión, capacidad de potencia y volumen de reservorio. Además, sus características físicas, que incluyen tamaño, suministro de energía y fuerza de bombeo, también son consideraciones significativas. Para comprender mejor los principios operativos y las características de diseño en una unidad de energía hidráulica, puede ser útil ver los componentes básicos de un modelo estándar utilizado en sistemas hidráulicos industriales.

Paquete de alimentación hidráulica / componentes de diseño de unidad

Una unidad de potencia hidráulica grande y duradera construida para el funcionamiento bajo un rango de condiciones ambientales tendrá numerosas características de diseño distintas de un sistema de bombeo típico. Algunas de las características de diseño estándar incluyen:

• Acumuladores: Estos son contenedores que se pueden unir a los actuadores hidráulicos. Recolectan agua del mecanismo de bombeo y están destinados a construir y mantener la presión de fluidos para complementar el sistema de bombeo del motor.

• Bombas de motor: una unidad de potencia hidráulica puede equiparse con una sola bomba de motor, o múltiples dispositivos cada uno con su propia válvula de acumulador. Con un sistema de bombeo múltiple, generalmente solo uno funciona a la vez.

• Tanques: El tanque es una unidad de almacenamiento diseñada con suficiente volumen para el fluido en las tuberías para drenar en ella. Del mismo modo, el fluido del actuador a veces puede necesitar drenar en el tanque.

• Filtros: un filtro se instala normalmente a lo largo de la parte superior del tanque. Es una unidad de bypass autónoma, con su propio motor, bomba y aparatos de filtrado. Se puede usar para llenar o vaciar el tanque activando una válvula multidireccional. Debido a que son autónomos, los filtros a menudo pueden reemplazarse mientras la unidad de potencia está funcionando.

• Enfriadores y calentadores: Como parte del proceso de regulación de la temperatura, se puede instalar un enfriador de aire cerca o detrás de la unidad de filtro para evitar que las temperaturas aumenten los parámetros operativos anteriores. Del mismo modo, se puede usar un sistema de calefacción, como un calentador a base de aceite, para elevar temperaturas cuando sea necesario.

• Controladores de la unidad de potencia: la unidad del controlador hidráulico es la interfaz del operador que contiene interruptores de alimentación, pantallas y características de monitoreo. Es necesario para instalar e integrar una unidad de energía en un sistema hidráulico, y generalmente se puede encontrar conectado en la unidad de potencia.

Cómo seleccionar motores de alimentación hidráulica

La fuente de alimentación, o el motor principal, asociado con la mayoría de las unidades de potencia hidráulica, es el motor, que generalmente se selecciona en función de su velocidad, nivel de torque y capacidad de potencia. Un motor cuyo tamaño y capacidades complementan, las de la unidad de potencia hidráulica pueden minimizar la energía desperdiciada y aumentar la rentabilidad a largo plazo.

Los criterios para la selección del motor varían según el tipo de fuente de energía que se está empleando. Por ejemplo, un motor eléctrico tiene un par de torsión inicial mucho mayor que su par de operación, pero los motores diesel y alimentados con gasolina tienen una curva más par de torque a velocidad, que ofrece una cantidad de torsión relativamente constante en velocidades de funcionamiento altas y bajas. En consecuencia, un motor de combustión interna puede iniciar una bomba cargada, pero no proporcionar suficiente potencia para llevarlo a la velocidad de operación si no se adapta correctamente con la unidad de potencia hidráulica.

Tamaño del motor

Como regla general, la capacidad de potencia para un motor diesel o gasolina utilizado con ununidad de poder hidráulicodebe ser al menos doble el de un motor eléctrico adecuado para el mismo sistema. Sin embargo, el costo de la electricidad consumido por un motor eléctrico sobre su vida útil operativa generalmente supera el costo del propio motor, lo que hace que sea importante encontrar una unidad de tamaño adecuado que no desperdicie el consumo de energía. Si la presión de bombeo y el flujo de líquido se establecen a una velocidad constante, el tamaño del motor se puede medir de acuerdo con los siguientes parámetros:

• Caballo

• galones por minuto

• Presión, medida en libras por pulgada cuadrada (PSI)

• Eficiencia mecánica de bombeo.

En algunos casos, el sistema hidráulico puede requerir diferentes niveles de presión en varias etapas del proceso de bombeo, lo que significa que la potencia puede calcularse como el cuadrado medio de la raíz (RMS) y un motor más pequeño pueden ser suficientes para el proyecto. Sin embargo, el motor aún debe poder cumplir con el requisito de torque para el nivel de presión más alto en el ciclo. Una vez que se calculan los RMS y el par máximo (incluidos los niveles iniciales y operativos), se pueden referenciar a los gráficos de rendimiento de un fabricante del motor para determinar si el motor es el tamaño necesario.

Poder motor eléctrico

Los motores eléctricos y motores de combustión interna, tales como motores diesel o gasolina, exhiben diferentes características de torque que dictan sus diferentes capacidades de poder. Un motor eléctrico trifásico típico comienza su secuencia de operación girando un rotor. Cuando el rotor se acelera, el nivel de torque cae ligeramente, luego aumenta nuevamente cuando la rotación alcanza una tasa de RPM específica. Esta caída temporal se conoce como \"torque de pull-up,\", mientras que el valor máximo se designa como \"Torque de desglose\".\"Cuando la velocidad del rotor supera el nivel de desglose, el par de torque disminuye de manera abrupta. La curva de torque a velocidad de un motor eléctrico sigue siendo aproximadamente iguales, independientemente de la capacidad de potencia, y generalmente se ejecuta a la velocidad de carga completa, pero por debajo del punto de desglose para reducir el riesgo de estancamiento.

Gasolina y motor de motor diesel.

Los motores de combustión interna tienen una curva de torque a velocidad significativamente diferente con menos fluctuaciones de par. En general, los motores diesel y gasolina tienen que operar a velocidades más altas para lograr el par necesario para alimentar una bomba. Una calificación de caballos de fuerza aproximadamente dos veces y media mayor que la de una contraparte de motor eléctrico se requiere típicamente para que un motor de combustión interna alcance los niveles de torque necesarios para una unidad de potencia hidráulica. Los fabricantes normalmente recomiendan que los motores de gasolina o diesel funcionen continuamente a solo una parte de su potencia máxima nominal para prolongar la vida útil del motor, y mantener el par debajo del nivel máximo a menudo puede mejorar la eficiencia del combustible.

Proceso de operación de unidades de potencia hidráulica.

Cuando una unidad de potencia hidráulica comienza a funcionar, la bomba de engranajes extrae el líquido hidráulico del tanque y lo mueve en un acumulador. Este proceso continúa hasta que la presión dentro del acumulador alcanza un nivel predeterminado, en el que una válvula de carga cambia la acción de bombeo para comenzar a circular el líquido. Esto hace que la bomba libere el líquido a través de una válvula de carga hacia atrás en el tanque a presión mínima. Una válvula de un solo sentido especial impide que fluya fluyendo fuera del acumulador, pero si la presión disminuye mediante una cantidad significativa, la válvula de carga se reactiva y el acumulador se rellena con líquido. Más abajo en la línea, una válvula de presión reducida regula el flujo de aceite que se mueve a los actuadores.

Si el acumulador está equipado con un dispositivo de acariciamiento rápido, se puede conectar a otros acumuladores para permitirles cargar la presión también. A menudo, se incluirá un termostato o ventilador automático para ayudar a aliviar las temperaturas crecientes. Si el fluido en el sistema comienza a sobrecalentarse, un interruptor de temperatura puede apagar la bomba de motor, que también puede ayudar a rellenar el tanque si su nivel de fluido es demasiado bajo. Si la unidad de potencia hidráulica tiene múltiples bombas de motor, un interruptor de flujo puede tenerlos alternados en caso de un suministro de líquido reducido. Los interruptores de presión se pueden usar para regular la presión del acumulador y un sistema de monitoreo puede alertar a los operadores cuando la presión se ha reducido demasiado, elevando el riesgo de falla de la unidad de potencia.