Conceptos de hidráulica proporcional

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Autor: Ing. M. Eduardo Soto S. CONCEPTOS DE HIDRÁULICA PROPORCIONAL

La tecnología del control proporcional ha evolucionado, cada vez las máquinas con sistemas hidráulicos incorporan esta tecnología por lo que es importante ubicarla en el contexto general de la hidráulica, analizar sus ventajas y desventajas así como conocer su funcionamiento y sus principales componentes, por lo que losobjetivos de este capítulo son:     Ubicar la hidráulica proporcional en el contexto general de la hidráulica. Comparar: hidráulica proporcional, electrohidráulica y hidráulica con servo válvulas Desarrollar conceptos ligados al control proporcional. Mostrar y explicar el funcionamiento de los principales componentes de un sistema de control proporcional.

2.1 HIDRÁULICA PROPORCIONAL 2.1.1HISTORIA La hidráulica proporcional se desarrolló, como una adaptación industrial de las servo válvulas. Las servoválvulas se utilizaron como elementos del control en los aviones en la Segunda Guerra Mundial. La principal característica de las servoválvulas es la precisión mecánica y su control electrónico en lazo cerrado, lo que va unido a un mayor costo y por lo tanto se utiliza en aplicacionesmuy puntuales. Las válvulas proporcionales son la versión industrial de las servoválvulas; sin la extrema precisión mecánica, con menores márgenes de precisión, con menos elementos de regulación, pero adaptadas a las necesidades de los sistemas industriales, con características que producen ventajas técnicas importantes,

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mejores respuestas y ahorro energético dentro de márgenes económicosque cada vez se hacen mas rentables. En la actualidad las máquinas incrementan el uso de la hidráulica proporcional, el control alrededor de ellas evoluciona y se desarrollan infinitas aplicaciones por lo que es imprescindible el entendimiento y manejo de esta tecnología.

2.1.2 UBICACIÓN DE LA HIDRÁULICA PROPORCIONAL La hidráulica proporcional es una técnica de control de válvulas continuas, congrandes ventajas con respecto a la hidráulica de mando discreto o electrohidráulica; pero también con menor precisión que las respuestas obtenidas con las servo válvulas (Fig. 2.1).

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO AL DESPLAZAMIENTO

DISCRETO

CONTINUO

PROPORCIONAL A B A B

SERVOVÁLVULA A B

a
P

o
T

b

a
P

o
T

b

a
P

o
T

b

ELECTROHIDRÁULICA

HIDRÁULICAPROPORCIONAL

SERVOHIDRÁULICA

Fig. 2.1: Ubicación de la hidráulica proporcional en el contexto de la hidráulica.

2.1.3 VENTAJAS Las principales ventajas de la utilización de válvulas proporcionales son:  Mejoramiento de calidad y productividad a través del control continúo de fuerzas, torques, velocidad o posición.     No generan picos de presión. Se pueden controlar procesos deaceleración y de retardo. Mejor control de grandes cargas. Se necesitan menor cantidad de componentes hidráulicos.

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2.1.4 DESVENTAJAS Dentro de las desventajas que presenta el control proporcional tenemos:  Sumar un control electrónico hace mas complicada la tarea de mantenimiento de un equipo.  Necesita de personal mejor entrenado en su mantenimiento. Es necesario un equipo de diagnostico defallas el cual debe considerar sensores, lectores de campo o computadores personales entre otros.

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2.2 CONTROL DISCRETO: La técnica del control discreto es la tecnología del control de electroválvulas. Esta tecnología abarca componentes de control eléctricos y componentes hidráulicos. Sus características fundamentales son:  Las electroválvulas son válvulas de conmutación. Su solenoide tienesolo dos posiciones: accionado y no accionado (ON – OFF).    El elemento de mando es un pulsador o un relé auxiliar. La energía de alimentación al solenoide es tensión: U (alterna o continua). El elemento de potencia es un relé. A continuación se describe el funcionamiento de un sistema electrohidráulico típico el cual consta de: diagrama de velocidades, plano eléctrico y plano hidráulico (Fig....