Soluciones Expertas para Fallos en Cilindros Hidráulicos

Los cilindros hidráulicos son una parte vital de tantos tipos diferentes de maquinaria en una amplia variedad de industrias, y cuando fallan, los resultados pueden variar desde molestos a peligrosos. Es importante entender la naturaleza del fallo del cilindro hidráulico, incluyendo qué lo causa y cómo abordarlo mejor una vez que ocurre.

Cilindros Hidráulicos

Los cilindros hidráulicos (a los que puede ver referidos como motores hidráulicos lineales) son actuadores hidráulicos usados para lograr movimiento lineal aprovechando la transferencia eficiente de fuerza a través de un fluido hidráulico virtualmente incompresible. Se pueden encontrar en casi todas las industrias, desde máquinas masivas de movimiento de tierras como palas hidráulicas hasta la industria aeroespacial donde se encuentran en aeronaves y equipos de apoyo en tierra. Los cilindros hidráulicos son normalmente un componente crítico de cualquier sistema en el que se encuentran, lo que significa que su fallo puede llevar a tiempo de inactividad problemático. Por eso es importante entender qué causa el fallo de los cilindros hidráulicos y qué se puede hacer para prevenir estos fallos.

Componentes en un Cilindro Hidráulico

Los componentes más importantes en un cilindro hidráulico incluyen el cuerpo o camisa (que encierra la mayoría de las partes), la varilla del pistón (que es la parte que la mayoría ve), el pistón (que transfiere movimiento a la varilla del pistón), el tapón del cilindro, la cabeza del cilindro, y una variedad de sellos y rodamientos. El fallo de cualquiera de estas partes afectará al cilindro hidráulico en su conjunto.

Ataque Químico

Los cilindros hidráulicos a menudo se usan en entornos donde pueden entrar en contacto con materiales corrosivos. Cuando tal entorno está presente, suele ser el sello del cilindro el que se ve afectado primero (dependiendo del tipo de material del que está hecho el sello). Si se encuentran signos de un ataque químico en el sello, entonces el sello no solo necesita ser reemplazado sino que necesita ser reemplazado con un material de sello compatible con los químicos corrosivos en el entorno de trabajo. Si está comprando un nuevo sistema de cilindro hidráulico, sería prudente contactar al fabricante sobre posibles problemas químicos con los sellos.

Fluido Hidráulico Contaminado

El fluido hidráulico contaminado puede tomar dos formas problemáticas en cilindros hidráulicos: contaminación con aire o agua, y contaminación por partículas. La presencia de aire o agua en el fluido hidráulico afectará el rendimiento del cilindro, afectando las cargas que puede manejar y la potencia de la carrera. Por otro lado, la contaminación por partículas puede destruir sellos y llevar a otros problemas críticos. La mayoría de la contaminación por partículas toma la forma de partículas abrasivas, y una vez que esas partículas se encuentran atrapadas entre la superficie de la varilla del pistón y el sello de la varilla, el sello se dañará y comenzará a fugar. La mayoría de la contaminación se introduce en un sello hidráulico a través de un sello limpiador (wiper) defectuoso, pero también puede introducirse durante mantenimiento y reparación si no se siguen procedimientos limpios.

Corrosión Dentro del Cuerpo

Si se permite el acceso de agua dentro del cilindro hidráulico, puede causar corrosión interna dentro del cuerpo. Este tipo de daño es difícil de reparar y a menudo implica el reemplazo de las partes afectadas. La mejor manera de prevenir este tipo de daño es prevenir la entrada de agua, que a menudo ocurre como resultado de sellos dañados. Por otro lado, tal daño también podría ser una señal de que el cilindro no es del tipo apropiado para el entorno en el que se está usando.

Rodamientos Oculares Dañados

El rodamiento ocular fallará bajo una de dos circunstancias: (1) cuando el cilindro es sometido a una carga por encima de su especificación o (2) cuando el cilindro está sujeto a un impacto repentino o carga de choque. Si una carga excede la carga especificada para un cilindro, algo va a fallar y generalmente será el rodamiento ocular.

Rodamientos de Varilla y Varillas de Pistón Dañados

La causa de rodamientos de varilla dañados y varillas de pistón dobladas es usualmente una alineación incorrecta entre el cilindro y la carga pero también puede ser causada por cargar el cilindro hidráulico más allá de la carga para la que está especificado. Cuando la alineación no es correcta, habrá una carga lateral o flexión inducida que los rodamientos de varilla no están diseñados para soportar.

Varillas y Cuerpos Abollados

El cuerpo o la varilla del cilindro hidráulico pueden abollarse lo suficiente como para causar problemas de rendimiento y necesitar su reemplazo. Este tipo de daño es usualmente el resultado de impacto con otro equipo u objeto muy pesado. Generalmente se manifiesta cuando la varilla no puede extenderse o retraerse completamente (es decir, el cilindro no puede completar su carrera completa). Intentar seguir usando un cilindro con varilla o cuerpo abollado causará daño a otros componentes, incluyendo rodamientos y sellos.

Desgaste Excesivo

La mayoría de los casos de desgaste excesivo se remontan a la desalineación de la varilla y el cilindro. Cuando estos dos componentes no están alineados correctamente, habrá fuerzas adicionales inducidas que son perpendiculares al movimiento de la varilla, conocidas como carga de empuje o carga lateral. Estas fuerzas eventualmente llevan a rodamientos, pistones, varillas y cuerpos dañados.

Temperaturas Extremas

Otra causa mayor de fallo de cilindro hidráulico es la temperatura de operación extrema, tanto demasiado fría como demasiado caliente. Cuando las temperaturas de operación son demasiado altas, puede llevar a fallo prematuro de los sellos. Además, a altas temperaturas, la capacidad de un fluido para lubricar adecuadamente partes críticas también puede convertirse en un problema y llevar a desgaste prematuro y eficiencia significativamente reducida. Esto a menudo se ve con rodamientos que fallan demasiado pronto. Las temperaturas excesivas también pueden acelerar la degradación natural del fluido hidráulico y lubricantes.

Por otro lado, si las temperaturas de operación son demasiado bajas, el lubricante y el fluido hidráulico se volverán demasiado espesos para funcionar correctamente y puede resultar daño al cilindro hidráulico. Las temperaturas frías también pueden causar que los materiales de los sellos se comporten de manera frágil, llevando a grietas en los lados. Si los sellos están siendo afectados por temperaturas extremas, el sello afectado debe ser reemplazado con uno hecho de un material compatible con las temperaturas de operación.

Si el fluido hidráulico y los lubricantes están siendo afectados adversamente por las temperaturas de operación, entonces se debe usar otro tipo que esté clasificado para las temperaturas de operación esperadas.

Sello Extruido

Otro problema mayor que puede ocurrir con cilindros hidráulicos es la extrusión del sello, que usualmente ocurre entre el cuerpo y la cabeza o tapón. A medida que el labio del sello comienza a sobresalir en el espacio de extrusión, experimentará desgaste extremo. Piezas del labio del sello pueden desprenderse, introduciendo contaminación en el sistema y llevando a un sello que fuga. Cuando hay evidencia de que un sello ha comenzado a sobresalir en el espacio de extrusión, entonces un tipo diferente de material de sello o geometría de sello se vuelve necesario.

Sello que Fuga

La causa más común de fallo de cilindro hidráulico son los sellos que fugan, que no solo permiten que fluidos críticos salgan del sistema (incluyendo lubricantes) sino que permiten que contaminantes dañinos (agua, aire y partículas) entren en el cilindro hidráulico. La mayoría de las causas de fallo de sellos son el uso de sello de tamaño incorrecto, holguras inapropiadas entre el sello y la superficie, corrosión del sello, desgaste excesivo por contaminación de fluido abrasiva, mala alineación entre el sello de varilla y la varilla, e instalación incorrecta. Sin embargo, tenga en cuenta que los sellos inevitablemente se desgastarán con el tiempo y llegarán a un punto en que deben ser reemplazados.

Conclusión

La mayoría de los fallos de cilindros hidráulicos son el resultado de problemas relacionados con los sellos (incluyendo fugas, contaminación y extrusión), rodamientos (incluyendo rodamiento de varilla y rodamiento ocular) y abolladuras en la varilla o cuerpo. Las causas más comunes de fallo de cilindro hidráulico son desalineaciones, temperaturas extremas, desgaste normal o excesivo, ataques químicos, corrosión y contaminación hidráulica. El secreto para prevenir la mayoría de estos fallos es bastante simple: mantenimiento preventivo regular. Por ejemplo, el análisis de fluido puede revelar una serie de problemas (p. ej., contaminación por aire o agua, contaminación por partículas, corrosión, ataque químico y degradación por temperatura). La inspección visual puede revelar la presencia de desalineación, sellos que fugan, corrosión y varillas y cuerpos abollados.

MAC Hydraulics

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