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CONEXIONES Y MANGUERAS 1

SISTEMAS HIDRÁULICOS

HIDRAULICAS

ELEMENTO PARA LA TRANSMISIÓN DE ENERGIA HIDRAULICA

ACTUADORES TUBERÍA Y/O MANGUERA MOTOR

TUBERÍA Y/O MANGUERA VÁLVULAS Y/O MANDOS

BOMBA

CILINDRO

MOTOR GENERACION CONVERSION DE ENERGÍA MECÁNICA O ELÉCTRICA EN ENERGÍA HIDRÁULICA

TRANSMISIÓN ENERGÍA HIDRAULICA

DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA

TRANSMISIÓN ENERGÍA HIDRAULICA

CONVERSION DE ENERGIA HIDRAULICA

A UN PUNTO REMOTO

CONTROL

A UN PUNTO REMOTO

EN ENERGIA MECÁNICA

CONEXIONES HIDRAULICAS Son uniones herméticas que permiten conectar o acoplar una línea de fluido hidráulico

hacia

otro

componente hidráulico.

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CONEXIONES HIDRAULICAS

SELLO

Para una buena conexión hidráulica tendremos en cuenta dos elementos básicos existentes:

Es la acción de junta que se



SELLO

Sistema Hidráulico de Poder, es



TERMINAL : Rosca, Brida.

que debe estar libre de fugas.

realiza entre terminales para evitar las fugas. Una

característica

de

un

SELLO

SELLO 

Esto se logra por el uso adecuado del sello elegido.

RECUERDE : Compatibilidad de los terminales roscados

Buena elección de éstos de acuerdo al uso



El sello no produce fugas, sino la selección y/o instalación inadecuada.

SISTEMA LIBRE DE FUGAS

TIPOS DE SELLO

Sello a través de la ROSCA

Analicemos los tipos Sello más comunes:

de

Sello a través de la ROSCA Sello a través de un ASIENTO Sello a través de un O’RING

Se caracteriza por que uno de los elementos roscados (macho y/o hembra), tiene que tener una geometría cónica. Se produce el sello cuando los filetes de las roscas se ajustan entre ellos.

2

Sello a través de la ROSCA

Sello a través de la ROSCA NPT

Este sello tiene la ventaja que un ligero giro puede evitar una fuga. Por otro lado la seguridad de este tipo de sello depende de que tan perfectas estén formadas las roscas.

Sello a través de la ROSCA

HEMBRA

MACHO

Sello a través de la ROSCA

HEMBRA NPT MACHO NPT

Sello

Sello a través de un ASIENTO Se caracterizan por tener un sello metal con metal en un asiento formado por un ángulo determinado, entre el elemento macho y el elemento hembra.

Sello a través de un ASIENTO Este tipo de Sello se presenta en: 

JIC 37°



SAE 45°



NPS



BSP, entre otros.

3

Sello a través de un ASIENTO En los terminales JIC tanto

Sello a través de un ASIENTO JIC 37°

el macho como la hembra un

asiento 37°

presentan

unirse se produce el sello

Sello a través de un ASIENTO

37°

cónico de 37º donde al

Sello a través de un ASIENTO

HEMBRA JIC MACHO JIC

Sello

Sello a través de un ASIENTO La mayoría de las fugas en este tipo de Sello en el asiento son causadas por :  El asiento mal fabricado (por ejemplo ángulos del macho y la hembra no iguales).  Irregularidades en la cara de la superficie del asiento.  Falta de ajuste en la unión.

Sello a través de un ASIENTO Verifique siempre la compatibilidad entre el ángulo del asiento macho y el asiento hembra. Recuerde que no necesario usar teflón.

es

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Sello a través de un O’RING Este es el tipo de sello más recomendado para un control óptimo y evitar fugas en los sistemas hidráulicos de alta y extrema presión.

Sello a través de un O’RING Se presentan en las conexiones:  Asiento

Plano

 Bridas

Code 61 y Code 62

 Bridas

tipo CAT y DCAT

 O’ring

Boss

 Métricos

Light y Heavy,

entre otros.

Sello a través de un O’RING O'RING

MACHO ASIENTO PLANO

Sello a través de un O’RING Se caracterizan por llevar un O’Ring (Junta Tórica), el cual es el encargado de producir el sello.

Sello a través de un O’RING El Sello en el tipo Asiento Plano se produce entre el O’ring del macho y la cara plana de la hembra. Estos tipos de sellos son los más eficientes en trabajos a alta y extrema presión.

Sello a través de un O’RING HEMBRA MACHO ASIENTO PLANO ASIENTO PLANO

HEMBRA GIRATORIA ASIENTO PLANO

Sello

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Sello a través de un O’RING En el tipo Brida, el conector hembra (puerto) posee un orificio central sin rosca y cuatro orificios para pernos. El macho posee una cabeza de brida con un alojamiento para el O’Ring.

Sello a través de un O’RING

Sello a través de un O’RING PUERTO Sello

BRIDA

Sello a través de un O’RING El sello se produce cuando se comprime la cabeza de la brida que tiene el O’ring contra la superficie plana que rodea al puerto.

Sello a través de un O’RING

CONEXIONES HIDRAULICAS

TERMINALES ROSCA - BRIDA

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TERMINALES

TIPOS DE ROSCA

ROSCA - BRIDA : Es el

Las principales roscas

elemento de sujeción

del

que se utilizan en los

acople que permite la fijación

sistemas hidráulicos de

en una conexión.

potencia son:

TIPOS DE ROSCA - BRIDA

CUADRO DE ROSCAS

ROSCA NPT - NPS ROSCA JIC DE 37º - UNF ROSCA O’RING BOSS - UNF ROSCA SAE 45º ROSCA ASIENTO PLANO ROSCA BSP ROSCA METRICA 24º: LIGHT Y HEAVY BRIDA: CODE 61, 62, CAT Y D-CAT

TAMAÑO RAYAL DASH

TAMAÑO RAYAL DASH

Es la nomenclatura internacional que se utiliza para indicar la medida de los terminales de una conexión hidráulica así como para indicar el diámetro interior de una manguera.

Dicho sistema expresa las medidas en dieciseisavos de pulgada. ( - 4 = ¼”; - 5 = 5/16” ....- 32 = 2” ) . Por ejemplo un puerto - 4 es de 4/16 de pulg. o de 1/4”.

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TAMAÑO RAYAL DASH Tabla de Tamaños Rayales Rayal

Pulg

Rayal

Pulg

Rayal

Pulg

-2

1/8

-6

3/8

- 16

1

-3

3 / 16

-8

1/2

- 20

11/4

-4

1/4

- 10

5/8

- 24

11/2

-5

5 / 16

- 12

3/4

- 32

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JUNTAS TÓRICAS O-RING

O-RING Los O-RING, son empaques muy utilizados en aplicaciones hidráulicas y neumáticas dada su eficiencia, bajo costo y sencillez de diseño del alojamiento. Su nombre técnico es junta tórica.

O-RING La correcta elección del O-RING dependerá del tipo de fluido, la temperatura de trabajo, la presión y el tipo de servicio al que se someterá. Los componentes mas empleados son el Nitrilo, el Viton y la Silicona.

O-RING La identificación de los O-RING se determina por su diámetro interior y su sección transversal.

W

Di

W = SECCIÓN TRANSVERSAL Di = DIÁMETRO INTERIOR

O-RING Al utilizar el O-RING en un trabajo dinámico será necesario un aplastamiento entre el 8 y el 20%, y para el estático el aplastamiento será del 12 al 25%. Las ventajas de utilizar este tipo de empaque, radican en aliviar parcialmente las vibraciones, su falla es generalmente gradual, requieren de poco espacio y son económicas.

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SELLADORES DE ROSCAS

SELLADORES DE ROSCAS

Son selladores anaeróbicos que evitan las fugas de gases y líquidos en las uniones de tuberías. Estos selladores son muy eficientes en uniones donde el sistema está sometido a vibraciones, presiones y cambios de temperatura.

SELLADORES DE ROSCAS 



Ventajas: - Lubrican durante el montaje. - Sellan hasta el valor límite de rotura de la tubería.

TIPOS DE CONEXION HIDRAULICA

Desventajas: - Temperatura máxima de trabajo 200ºC. - Diámetro máximo de trabajo 80mm.

TIPOS DE CONEXIONES Podemos clasificar a las conexiones hidráulicas en dos tipos: 

Conectores



Adaptadores

CONECTORES HIDRAULICOS

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CONECTORES HIDRAULICOS Se

conoce

accesorios

así

a

los

capaces

de

CONECTORES HIDRAULICOS Existen dos tipos comunes de conectores hidráulicos :

conectar herméticamente la manguera hidráulica , a cualquier otro componente

CONECTORES PRENSABLES CONECTORES REUSABLES

del circuito hidráulico.

CONECTORES PRENSABLES  Son aquellos que solo se

CONECTORES PRENSABLES PREARMADO

pueden ensamblar una sola vez, son permanentes.

DOS PIEZAS

 Requieren de un equipo de

ensamble.  Son más seguros, confiables

y económicos.

CONECTORES PRENSABLES

CONECTORES PRENSABLES

1.- PREARMADO ; Donde la férrula viene engrapada de forma permanente a la espiga.

CONECTOR PREARMADO

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CONECTORES PRENSABLES

CONECTORES PRENSABLES

2.- DOS PIEZAS : Donde la espiga y la férrula son independientes entre sí.

CONECTORES REUSABLES

DOS PIEZAS

CONECTORES REUSABLES Espiga

Son aquellos conectores que pueden ser utilizados más de una vez y se instalan empleando herramientas básicas.

Férrula

Conector Reusable

CONECTORES REUSABLES Espiga Ensamble

ADAPTADORES HIDRAULICOS

Férrula

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ADAPTADORES

ADAPTADORES

Se les conoce así a los

Se

presentan

en

diversos

accesorios

combinaciones

de

roscas,

capaces

de

facilitar la instalación y

formas y tamaños; pueden ser

orientación en una línea

rectos, curvos, tees, crucetas,

de transmisión hidráulica.

según sea la condición donde se requiera usar.

ADAPTADORES

ADAPTADORES Pueden usarse en siguientes condiciones:

Se clasifican en :  Rectos

 Crucetas

 A 45º

 Bushing

 A 90º

 Reductor

 Tees

 Tapones

ADAPTADORES  Para cambiar a una configuración diferente de rosca.

las

 Para facilitar la conexión del puerto y la instalación de la manguera.

ADAPTADORES  Para pasar diámetro a otro.

de

un

12

ADAPTADORES

ADAPTADORES

 Para facilitar el flujo en diferentes direcciones.

Lectura de Tees y Cruces: Para mayor facilidad al momento de seleccionar un adaptador de este tipo se seguirá la secuencia mostrada en el gráfico.

ADAPTADORES

3

3 2

1

2

1 4

MANGUERAS HIDRAULICAS

TEE CRUZ

Construcción de la Manguera

Construcción de la Manguera

Los principales elementos de una manguera Tubo interior

Tubo interior Nitrilo (NBR), Neoprene (CR) Características :

Refuerzo

Resistencia al fluído, resistencia a los impulsos (vida útil)

Refuerzos :

Fibras textiles y alambre de acero Resistencia a la presión y a los impulsos

Cubierta intermedia

Cubierta intermedia : Nitrilo (NBR) Características : Adhesión y protección entre los refuerzos

Cubierta de la manguera : Caucho Sintético Características : Protección contra las condiciones atmosféricas, ozono, rayos UV y condiciones externas de trabajo

Cubierta de la manguera

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Selección de una Manguera Para una buena selecciòn de una manguera se deberá tomar en cuenta las siguientes caracteristicas: - Tamaño o diámetro

Tipos de Manguera Dentro de los tipos más comunes de mangueras podemos encontrar los siguientes: Especificación Estándar

Construcción ( tipo de Refuerzo )

SAE 100 R1S DIN EN 853 1SN

Una malla de refuerzo de acero

SAE 100 R2S DIN EN 853 2SN

Dos mallas de refuerzo de acero

- Material o Fluido a transportar

2SN-K

Dos mallas de refuerzo de acero

- Presión de trabajo

SAE 100 R4

Un espiral helicoidal de acero

- Temperatura - Aplicación o uso

- Extremos o terminales

Preparación de la Manguera

Tipos de Manguera Especificación Estándar SAE 100 R5 SAE 100 R12

Construcción (tipo de refuerzo) Una malla de refuerzo de acero Cuatro mallas espiraladas de acero 

SAE 100 R13 SAE 100 R15

Hasta Ø 1” cuatro mallas espiraladas  A partir de Ø 1 ¼” seis mallas espiraladas

DIN EN 856 4SP

Cuatro mallas espiraladas de acero

DIN EN 856 4SH

Cuatro mallas espiraladas de acero

Preparación de la Manguera

DROP

Preparación de la Manguera

CUT – OFF: Es la longitud del conector que no esta directamente en contacto con la manguera. Para conectores rectos: Es la longitud desde el anillo de traba hasta el extremo de la rosca (conector macho) o hasta el extremo de la tuerca (conector hembra).

CUT OFF

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Preparación de la Manguera

Mangueras Hidraulicas

Para Conectores Curvos: Es la longitud desde el anillo de traba hasta el eje del asiento del conector.

El Proceso de Prensado

CUT OFF

El Conector Hidraulico Cuello de traba

Espiga

El proceso de prensado

Dientes de la espiga

La deformación de la espiga dependerá de:

FN

a) La cubierta de la manguera b) La forma y material de la espiga c) Tener presente que el Férrula

Cabeza del conector

caucho es incompresible

 La deformación depende de la fuerza perpend. FN Pestaña de la férrula

Diente de la férrula

Anillo de traba

El proceso de prensado Estiramiento de la férrula y la espiga durante el prensado L + L

 La deformación de la espiga tambien depende de la forma de la férrula.

FN

El proceso de prensado El mejor indicador de un correcto prensado es cuando la espiga interior se deforma controladamente. Esto depende directamente de la fuerza perpendicular FN. FN

Valores de referencia: DF = DI - 5% DI DI = Ø int. espiga antes del prensado

DF

DF = Ø int. después del prensado FN = Fuerza de prensado

El caucho es incompresible FN

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Sobre prensado

El proceso de prensado

casos típicos

Debido a la fuerza perpendicular FN para lograr el Ø de prensado, ocurre una deformación irreversible en la espiga y férrula. Esto es causado por el flujo del metal.

Prensado

Deformación plástica del metal debido a que el caucho es incompresible

Elongación lineal de la férrula

Deformación de la espiga

Fuerza de corte de la cubierta y tubo interior

Fuerza Perpendicular

FN

Factores que influyen en la vida útil de la manguera

El Proceso de Prensado RESUMEN

MA

 El prensado depende de la fuerza perpendicular FN . Este prensado va a ser el correcto cuando la espiga se deforme el 5% como se indicó anteriormente.

R

 El mismo Ø de prensado puede hacer que en espigas diferentes la deformación interior de la espiga sea diferente.



 La interacción entre la manguera y conector depende de:

Proceso de deformación de la espiga Manipuleo previo de los elementos

P . . . presión de trabajo, picos de presión v . . . velocidad del fluído

text

tint . . . temperatura del fluído interno text . . . temperatura del ambiente exterior

Elongación lineal de la férula Diseño de la férrula

Las mangueras están expuestas a diferentes condiciones de operación, las cuales influyen significativamente en la vida útil

R . . . radio de curvatura

P v tint

Factores que influyen en la vida útil de la manguera

 . . . entorchado MA . . . Medio Ambiente

Factores que influyen en la vida útil de la manguera El uso continuo de la manguera en condiciones que exceden la presión dinámica de trabajo Rotura de la malla de acero debido a la fatiga Rotura de la manguera El uso continuo de la manguera excediendo la temperatura de trabajo y el sobrecalentamiento del tubo interior debido a la excesiva velocidad del fluido

P Agrietado del tubo interior causado por el endurecimiento del material debido a un sobrecalentamiento.

v, tint

Endurecimiento y rotura del tubo interior, produciendo fugas y pérdida del conector Es recomendable una velocidad del fluído hidráulico de entre 3 y 6 m/seg (máx. 8 m/seg)

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Factores que influyen en la vida útil de la manguera

Factores que influyen en la vida útil de la manguera Reducción del radio mínimo de curvatura Fatiga en el acero de la malla, así como en el material de caucho, produciendo una clara reducción en la resistencia a los impulsos (vida útil de la manguera) Deformación de la manguera: tracción, entorchado

R



Deformación y fatiga en los refuerzos de acero Una manguera a alta presión, doblada con respecto a su eje 7°, puede reducir su vida útil en 90 %.



Factores que influyen en la vida útil de la manguera

La operación continua y simultanea a:

Rotura de la cubierta de la manguera, mostrando los refuerzos de acero, originando que estos se oxiden y se rompan Exposición de la manguera a una fuente de calor excesivo

text

Rmin - máxima presión de trabajo - máxima temperatura de trabajo - mínimo radio de curvatura Pmax

Endurecimiento y resecamiento de la cubierta de la manguera, rotura, corrosión



Factores que influyen en la vida útil de la manguera

Alta exposición a los rayos solares (ozono, rayos UV), en combinación con una reducción en el radio de curvatura

MA

P

pueden causar la reducción de la vida útil de la manguera

tmax

Vida de una manguera hidráulica Sobresaliente resistencia a los impulsos (= vida útil)

R1S/1SN R2S/2SN R12 R13 R15 2 SN-K

150,000 ciclos 200,000 ciclos 500,000 ciclos 500,000 ciclos 500,000 ciclos 1´000,000 ciclos

AGRADECE SU PARTICIPACION

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