La función principal de la hidráulica es proporcionar una gran multiplicación de fuerza que se transmita fácilmente con relativamente pequeños componentes mecánicos. Un cilindro hidráulico puede proporcionar muchas toneladas de fuerza de bajas a moderadas velocidades, en comparación con un cilindro neumático, que es mejor para proveer de bajas a medias fuerzas bajo altas a moderadas velocidades, respectivamente. El producto empírico de la fuerza y la velocidad es la potencia. Calcular la verdadera potencia de un cilindro hidráulico requiere de ambas variables.

Método de alimentación de salida

Determina la fuerza proporcionada por el cilindro. Por ejemplo, si un cilindro hidráulico de 2 pulgadas de diámetro que levanta una carga se suministra con 3.000 libras por pulgada cuadrada (PSI) de presión hidráulica, primero debes calcular el área del pistón en el cilindro hidráulico para determinar la fuerza hidráulica en general.

La fórmula para el área circular es Pi multiplicado por el radio al cuadrado. Multiplica 3,1416 por 1 al cuadrado, o 3,1416 pulgadas cuadradas (sq.in.). Multiplicar los 3.000 PSI por 3,1416 pulgadas cuadradas resultaría aproximadamente 9.425 libras de fuerza lineal proporcionada por el cilindro.

Determina la velocidad del cilindro, ya sea a partir de las especificaciones de la excavadora o por medición experimental. En este ejemplo, el cilindro empuja hacia fuera a una velocidad de 0,5 pies por segundo mientras ejerce las 9.425 libras de fuerza.

Multiplica la fuerza del cilindro por su velocidad de salida para determinar su potencia en libras-pie por segundo. 9.425 libras de fuerza multiplicadas por 0,5 pies por segundo es igual a 4.712,5 libras-pie de trabajo por segundo.

Convierte a las unidades de ingeniería deseadas. Divide libras-pie por segundo entre 550 libras-pie por segundo por caballos de fuerza para el calcular caballos de fuerza (hp). 4.712,5 dividido entre 550 es igual a 8,57 hp. Si lo que se desea es kilovatios, multiplica la cifra en caballos de fuerza por 0,7457 para producir 6,39 kilovatios de potencia.

Método de corriente de entrada

Mide la potencia eléctrica consumida por el motor de bombeo hidráulico accionado eléctricamente, mientras que el cilindro hidráulico está levantando una carga, para determinar las pérdidas del sistema. Si un medidor de kilovatios indica que la tarifa de la energía del uso del motor de bombeo es de 8,45 kilovatios (11,33 hp), mientras que el cilindro está proporcionando las 9,425 libras de fuerza a una velocidad de 0,5 pies por segundo, entonces la energía se va al sistema para ya no volver a alimentar el cilindro. Esta pérdida de energía se debe a las pérdidas de las restricciones de flujo de aceite hidráulico, la fricción de deslizamiento dentro del cilindro, la fricción y las pérdidas eléctricas dentro de la bomba y el motor.

Calcula la eficiencia del sistema. Dividir 6,39 kilovatios entregados por el cilindro, entre 8,45 kilovatios-hora suministrados a la bomba multiplicado por 100%, determina que 75,6% de la energía que se suministra al levantamiento de la carga está siendo convertido en trabajo de elevación útil. Ésta es una eficiencia razonable para una máquina.

Utiliza la eficiencia calculada de la máquina para calcular la potencia de salida del cilindro basándose en la energía de entrada eléctrica. Si el montacargas utiliza electricidad de utilidad a una tasa instantánea de 9,64 kilovatios al levantar una carga con el cilindro de ejemplo, multiplica 9,64 por el 75,6% calculado de eficiencia de la máquina para producir 7,28 kilovatios (9,76 hp) de potencia entregados por el cilindro. Si su velocidad es de 0,5 metros por segundo, el cilindro está levantando una carga de 10.737 libras más pesado esta vez (7,28 kilovatios dividido entre 6,39 kilovatios por la carga original de 9.425 libras). La mayor tasa de consumo de energía es indicativo de que hay mayor peso.

Consejos

Utiliza la hidráulica para grandes fuerzas a velocidades moderadas y la neumática para fuerzas menores a grandes velocidades.

Supervisar continuamente la eficiencia de una máquina ayuda a que los costos de energía del sistema operativo se mantengan bajo control.

Advertencias

La hidráulica puede producir fuerzas de aplastamiento y debe ser operada con precaución para evitar lesiones.

Utiliza siempre gafas de protección cuando trabajes con hidráulica.