Transmisiones Hidrostáticas: Principios, Tipos y Diseño

Transmisiones Hidrostáticas

La intención de cualquier transmisión o impulsor es convertir la torsión y la velocidad del motor a la torsión y velocidad precisadas por la carga. Impulsores hidráulicos o hidrostáticos emplean para este propósito bombas de desplazamiento positivo, motores y diversos controles.

Componentes de una Transmisión Hidrostática

Una transmisión hidrostática está formada por:

• Una bomba oleohidráulica (elemento primario) que transforma en energía hidráulica la energía mecánica o eléctrica que la acciona.
• Un motor oleohidráulico (elemento secundario) que restablece el estado normal convirtiendo la energía hidráulica en energía mecánica.
• Un número variable de componentes adicionales.

Ventajas de la Transmisión Hidrostática

La principal ventaja radica en la posibilidad de que el motor pueda montarse en cualquier posición a una distancia permisible del elemento primario (bomba), estando unidos estos dos elementos por tuberías que los conectan.

Tipos de Circuitos en Transmisiones Hidrostáticas

Una transmisión hidrostática puede operar en:

• Circuito abierto.
• Circuito cerrado.

Circuito Abierto

En un circuito abierto, la bomba se abastece de aceite del depósito y lo impulsa hacia el motor oleohidráulico. El motor devuelve el aceite hacia el depósito después de haber recibido la energía hidráulica, volviendo a comenzar el ciclo.

Si la bomba y el motor tienen el mismo desplazamiento, la salida teórica de velocidad y torsión serán iguales a la entrada de velocidad y torsión. Entonces, el impulso simplemente funciona como un impulso líquido del eje. Si el motor tuviera dos veces el desplazamiento de la bomba, la salida de velocidad sería la mitad de la entrada, pero la salida de torsión sería el doble de la entrada.

Circuito Cerrado

En un circuito cerrado, la bomba impulsa o dirige el aceite hacia el motor, pero en este caso, el aceite expulsado por el motor regresa directamente a la entrada de la bomba, volviendo a comenzar el ciclo.

El aceite para restituir las fugas del circuito cerrado se alimenta en el lado de baja presión del circuito a través de una línea que viene del depósito.

Las transmisiones de circuito cerrado pueden ser proyectadas con bombas y motores fijos o variables, incluyendo cualquier combinación.

Configuraciones de Bomba y Motor

Bomba y motor de desplazamiento fijo

La salida de velocidad y torsión es igual a la entrada de velocidad y torsión si los desplazamientos son iguales. Si no, la torsión y velocidad cambian en proporción.

Bombas de desplazamiento variable y motores de desplazamiento fijo

Esta combinación es llamada de torque constante, potencia variable. La torsión y la presión son siempre proporcionales, sin tener en cuenta la velocidad. La velocidad depende del caudal de la bomba, lo que permite intervenir en la salida de rotación.

Bombas de desplazamiento fijo y motor de desplazamiento variable

Cuando el desplazamiento del motor se puede cambiar, pero el de la bomba no, la potencia es siempre proporcional a la presión, denominándose esta combinación de potencia constante y torsión variable.

Bomba y motor de desplazamiento variable

Algunas aplicaciones de transmisiones requieren de diversas combinaciones de torsión y potencia en detrimento de la velocidad. Entonces, una bomba y motor de desplazamiento variable permiten un intervalo muy amplio de velocidad, además de las características que intervienen en la operación, ya sea de torsión constante o de potencia constante.

Definición de Desplazamiento

Desplazamiento: cantidad de fluido que puede pasar a través de una bomba o motor en una sola revolución o carrera.

Diseño de un Circuito Hidráulico

El diseño de un circuito lleva a realizar dos tareas principales:

1. Cálculo y definición de los componentes en función de las necesidades, tales como: presión, caudal, etc.
2. Dibujo o croquis del circuito.

Para el diseño de un circuito, es necesario conocer las necesidades y trabajos a realizar por los elementos accionadores (velocidades, fuerza, tiempos, ciclos, etc.). Además, hay que considerar: espacios, potencia disponible, tipo de energía, etc.

Los movimientos y trabajos ayudan a definir los componentes de regulación y control. Finalmente, se añaden al croquis los accesorios del sistema.

Después de terminado el croquis del circuito, se numeran los componentes. En una relación aparte, se les da nombre y apellido: lo que en el croquis era una bomba debe definirse y concretarse en tipo, velocidad de funcionamiento, cilindrada, presión de trabajo, etc.; el cilindro debe definirse en función de su longitud de carrera, áreas, espesor de paredes, diámetro del vástago, etc.; y así se hará con todos y cada uno de los componentes.