1. Introducción

Los motores hidráulicos son componentes críticos en los sistemas hidráulicos, ya que convierten el flujo y la presión del fluido en movimiento rotatorio. Como fuente principal de energía para muchas aplicaciones industriales y móviles, comprender su funcionamiento y tipos es esencial para seleccionar el motor adecuado para sus necesidades.

2. Cómo funciona un sistema hidráulico

Un sistema hidráulico utiliza fluido presurizado para transmitir energía de manera controlada. Las etapas clave incluyen:

1. Suministro de fluido: Una bomba hidráulica extrae aceite de un depósito y lo entrega bajo presión.

2. Generación de presión: Las válvulas y tuberías del sistema regulan la fuerza aplicada, creando la presión útil.

3. Conversión de energía: El motor hidráulico transforma la energía cinética y potencial del fluido en movimiento rotatorio.

4. Control de salida: La velocidad del motor está determinada por el caudal, mientras que el par depende de la presión.

3. ¿Qué es un motor hidráulico?

A menudo llamado actuador rotativo, un motor hidráulico produce una salida rotacional. A diferencia de los cilindros hidráulicos lineales, estos motores convierten la energía del fluido en par y velocidad, operando bidireccionalmente para el movimiento hacia adelante y hacia atrás.

4. Tipos principales de motores hidráulicos

Los motores hidráulicos varían según el diseño interno, cada uno ofrece distintas características de rendimiento:

4.1 Motores de pistones radiales

Diseño: Pistones dispuestos radialmente alrededor de un anillo de levas.

Características:

l   Alto par de arranque a bajas velocidades (LSHT – Bajo par de velocidad alta)

l   Excelente eficiencia y larga vida útil

l   A menudo operan sin caja de cambios debido a la capacidad de baja velocidad

Aplicaciones: Excavadoras, grúas, cabrestantes, mezcladoras de hormigón y máquinas de moldeo por inyección.

Variaciones:

l   Accionamiento por cigüeñal: Diseño de una sola leva con un par de arranque muy alto; caudales de 40 a 5.400 cm³/rev.

l   Anillo de levas multilobulado: Salida suave y alto par; velocidad máxima limitada pero ideal para tareas de servicio pesado y baja velocidad.

l   Otros: Motores de pistones radiales compactos, de doble desplazamiento y de desplazamiento variable.

4.2 Motores de engranajes

Diseño: Dos engranajes engranados reducen la velocidad de salida.

Características:

l   Ligero y compacto

l   Rentable

l   Amplia tolerancia a la viscosidad y rango de temperatura

l   Niveles de ruido más altos que otros tipos

Rango de presión: Presiones de trabajo típicas de 100 a 150 bar; modelos avanzados hasta 250 bar.

Casos de uso: Aplicaciones que requieren un par moderado a velocidades más bajas, como transportadores y pequeños dispositivos de elevación.

4.3 Motores de paletas

Diseño: Las paletas deslizantes en un rotor crean cámaras que se expanden y contraen.

Características:

l   Bajo ruido y mínima pulsación de flujo

l   Buen par a baja velocidad

l   Construcción simple y ligera

l   Fácil montaje vertical

Especificaciones: Desplazamientos de 9 a 214 cm³/rev; presiones de hasta 230 bar; velocidades de 100 a 2.500 rpm; par de hasta 650 Nm.

Aplicaciones comunes: Accionamientos industriales, maquinaria agrícola y extrusión de tornillo.

4.4 Motores de pistones axiales

Diseño: Los pistones en un bloque de cilindros se mueven axialmente contra una placa oscilante o una placa de eje inclinado.

Características:

l   Disponibles como diseños de desplazamiento fijo (cuantitativo) o de desplazamiento variable

l   Alta densidad de potencia y eficiencia

l   Adecuados para sistemas de circuito abierto o cerrado

Principios de funcionamiento:

l   Placa oscilante: Los pistones se mueven alternativamente contra un disco inclinado.

l   Eje inclinado: Los pistones se conectan a una brida de accionamiento en ángulo, ofreciendo un rendimiento robusto.

4.5 Motores trocoidales (engranaje interno)

Diseño: Rotores internos y externos con perfiles trocoidales.

Características:

l   Salida de baja velocidad y alto par

l   Entrega de par suave y continuo

l   Alta relación potencia-peso

l   Excelente durabilidad en entornos hostiles

Aplicaciones: Maquinaria pesada, accionamientos marinos y mesas rotativas.

5. Elección del motor hidráulico adecuado

La selección de un motor óptimo implica evaluar:

l   Requisitos de velocidad: Velocidades de funcionamiento máximas y mínimas.

l   Necesidades de par: Niveles de par máximo y continuo.

l   Desplazamiento y flujo: Coincidencia del desplazamiento del motor con el caudal disponible.

l   Tamaño y peso: Limitaciones de espacio y portabilidad.

l   Límites de ruido: Niveles de sonido operativos aceptables.

l   Mantenimiento: Facilidad de servicio y disponibilidad de piezas.

l   Compatibilidad: Integración con los componentes del sistema existente y el hardware de control.

6. Conclusión

Al comprender los principios de los motores hidráulicos y comparar las características de los diseños de pistones radiales, engranajes, paletas, pistones axiales y trocoidales, puede tomar decisiones informadas para su aplicación específica. La cuidadosa consideración de los requisitos de velocidad, par, tamaño y mantenimiento garantizará un rendimiento fiable y la longevidad en sus sistemas hidráulicos.