Introducción: ¿Por qué controlar la velocidad del cilindro hidráulico?
La característica única de los cilindros hidráulicos es su eficiencia volumétrica cercana a 100%, a pesar de las pérdidas por eficiencia mecánica. Esto significa que casi todo el fluido que entra en ellos produce un movimiento lineal proporcional, lo que hace que el cálculo de la velocidad del cilindro sea relativamente sencillo.
Las normas industriales guían las decisiones de diseño hidráulico. Según ISO 4413:2010, Los diseñadores deberán tener en cuenta los caudales y la presión a la hora de dimensionar los componentes para un funcionamiento seguro.
He aquí los 5 métodos más comunes para controlar la velocidad de los cilindros hidráulicos:
5 formas de controlar la velocidad de los cilindros hidráulicos Explicación de los métodos de control de caudal1 Control de caudal de entrada
El método más común para controlar la velocidad de los cilindros hidráulicos es limitar el caudal que entra en el puerto de trabajo. Puede instalar válvulas de control de caudal de medición directamente en el puerto de trabajo, en la línea de trabajo o en la pila de válvulas o el colector.
El control del caudal de entrada del contador debe incluir una válvula antirretorno que permita el flujo inverso libre. Esto es fundamental porque el cilindro necesita un caudal sin restricciones durante la carrera de retorno.
Lo mejor para: Aplicaciones generales de control de velocidad en las que la dirección de la carga es constante.
2 Control de caudal de salida de contador
A diferencia del primer método, el control de caudal de salida restringe la salida de fluido del cilindro para controlar la velocidad.
Advertencia: Riesgo de intensificación de la presión
El viejo dicho neumático “en caso de duda, contador fuera” debería levantar sospechas en hidráulica aplicaciones. La falta de control de los contadores puede provocar una intensificación de la presión, con la consiguiente fuga o avería.
Nunca dosifique cuando el líquido del lado de la varilla tenga que soportar la carga de un cilindro de doble efecto. Cuando esa presión se expone a la contrapresión, se combina con la presión de carga, haciendo que la presión en el lado del vástago aumente hasta niveles peligrosos.
Lo mejor para: Aplicaciones con cargas ligeras en las que la contrapresión no es un problema.
3 Válvulas de aguja
En muchos casos, las válvulas de aguja son el método más eficaz y económico para controlar la velocidad de los cilindros.
Sin válvula antirretorno, las válvulas de aguja pueden restringir el caudal en ambas direcciones, lo que las hace adecuadas para aplicaciones que requieren un descenso lento por gravedad.
Lo mejor para: Aplicaciones de descenso por gravedad a baja velocidad, control de velocidad bidireccional.
4 Control de flujo prioritario de tres puertos
Esta válvula tiene una sola entrada y dos salidas, regulando la proporción de caudal a ambos puertos. El puerto prioritario (CF) suele estar compensado por presión.
Determina la jerarquía de flujo: si el flujo de entrada cae por debajo del ajuste de flujo prioritario, el flujo hacia el tercer puerto (EF) deja de estar disponible.
Precaución: En aplicaciones con gran caudal de entrada y bajo caudal controlado, todo el caudal de entrada se ve afectado por la presión de funcionamiento, y el exceso de caudal se desperdicia en forma de calor.
Lo mejor para: Sistemas que requieren flujo prioritario a un actuador con desbordamiento a circuitos secundarios.
5 Válvulas direccionales proporcionales
Las válvulas proporcionales regulan la posición del carrete mediante controladores PWM, consiguiendo un caudal variable. El carrete contiene ranuras de medición que proporcionan un caudal medido, esencialmente similar a las válvulas de doble aguja.
La compensación de la presión, la detección de la carga o el control electrónico complejo confieren a las válvulas proporcionales un rendimiento superior en el control de la velocidad del cilindro.
Lo mejor para: Aplicaciones de alta precisión que requieren control de velocidad variable.
Comparación: 5 métodos de control de velocidad
| Método | Restricción de caudal | Mejor aplicación | Nivel de riesgo |
|---|
| Contador | Entrada | Control general de la velocidad | Bajo |
| Meter-Out | Salida | Aplicaciones de carga ligera | Alta |
| Válvula de aguja | Ambas direcciones | Descenso por gravedad | Medio |
| Control de flujo prioritario | Proporción regulada | Sistemas multiactuador | Bajo |
| Válvula proporcional | Variable | Control de precisión | Bajo |
Cómo elegir el método de control de velocidad adecuado
- ¿Necesita un control de velocidad sencillo? Entrada de contador con válvula de retención
- ¿Carga variable presente? Válvula proporcional con detección de carga
- ¿Control bidireccional de bajo coste? Válvula de aguja (sin válvula de retención)
- ¿Flujo prioritario a un actuador? Control de flujo prioritario de tres puertos
- ¿Necesidades de alta precisión? Válvula proporcional con control PWM
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué diferencia hay entre el control de entrada y de salida de contadores?R: La entrada restringe el caudal que entra en el cilindro; la salida restringe el caudal que sale. La entrada es generalmente más segura para cargas variables; la salida puede causar una intensificación de la presión.
P: ¿Por qué las válvulas reguladoras de caudal necesitan válvulas antirretorno?R: Las válvulas de retención proporcionan un flujo inverso libre, permitiendo que el cilindro se retraiga sin restricciones cuando la válvula de control de flujo está cerrada.
P: ¿Qué causa la intensificación de la presión en el control de salida de contadores?R: Cuando se restringe el flujo de salida, la contrapresión se combina con la presión de carga en el lado del vástago, pudiendo exceder la presión del sistema.
