¿Cómo entra el aire en un cilindro hidráulico?

Cilindros hidráulicos de repuesto A menudo se les culpa cuando una máquina se mueve de manera desigual, pero el aire atrapado es una causa más común. El aire puede entrar a través de un depósito bajo, un accesorio de succión flojo, un sello de varilla dañado, un cilindro lleno incorrectamente o turbulencias en el fluido hidráulico. Esta guía explica cómo purgar el aire de un cilindro hidráulico, identificar los síntomas de aire en un sistema hidráulico y decidir si realmente es necesario reemplazar el cilindro hidráulico. Los conceptos clave son la aireación del sistema hidráulico, la compresibilidad del fluido y las condiciones de entrada de la bomba hidráulica.

Un cilindro que contiene aceite debe extenderse y retraerse con un movimiento controlado y repetible. Cuando hay aire, la mezcla de aceite y aire actúa como un resorte. El cilindro puede vacilar, rebotar, derivar, generar espuma o emitir un sonido de golpe. Estos síntomas pueden reducir la precisión del posicionamiento en varios milímetros o crear movimientos peligrosos de la carga, especialmente en equipos de elevación. Antes de pedir cilindros hidráulicos de repuesto a Jiaheng u otro proveedor, confirme si el problema es aire, contaminación, fuga en el sello, mal funcionamiento de la válvula o desalineación mecánica.

¿Cómo entra el aire en un cilindro hidráulico?

Normalmente, el aire no entra a través de una línea hidráulica presurizada en buen estado. Por lo general, se introduce en el circuito en la entrada de la bomba o se introduce durante el mantenimiento. Las siguientes causas cubren la mayoría de situaciones de campo.

Por qué entra aire en los cilindros hidráulicos y los sistemas hidráulicos de repuesto

Si el nivel del depósito cae por debajo de la marca mínima del fabricante, la bomba puede aspirar aire a través del tubo de succión. Luego, la bomba envía fluido aireado hacia la válvula direccional y el cilindro. Un nivel que parece aceptable cuando el cilindro está retraído puede volverse demasiado bajo cuando se extiende la varilla porque se almacena más aceite en el cilindro.

Comprobar el nivel con la máquina en la posición especificada por el fabricante. No llene simplemente el tanque hasta el tope. El fluido hidráulico se expande con la temperatura y un tanque demasiado lleno puede expulsar el aceite a través del respiradero o crear presión en el depósito.

1. Nivel bajo de líquido hidráulico

El lado de succión de la bomba puede aspirar aire sin producir una fuga de aceite evidente. Una manguera agrietada, una junta tórica endurecida, una abrazadera floja o una brida dañada pueden permitir la entrada de aire mientras que la presión negativa en la entrada de la bomba evita que el aceite se escape.

Inspeccione todo el recorrido de succión desde la salida del depósito hasta la entrada de la bomba. Busque secciones de manguera aplanadas, daños por roce, conexiones mojadas y sujetadores sueltos. Una manguera de succión demasiado pequeña también puede crear un vacío de entrada excesivo y aumentar las posibilidades de aireación y cavitación.

2. Conexiones de succión de la bomba flojas o dañadas

Cuando un cilindro se retrae, el sello del vástago queda expuesto a cambios de presión. Si el sello, el casquillo o la superficie de la varilla están dañados, se puede introducir aire en la cámara del lado de la varilla durante una carrera de retorno rápida. El problema es más probable cuando el cilindro está montado verticalmente, el vástago está muy cargado o el circuito de retorno crea un vacío.

El aceite alrededor de la varilla no es prueba de que esté entrando aire, pero es una advertencia útil. Verifique si hay una banda de desgaste pulida, picaduras, rayaduras, sellos endurecidos o carga lateral. Si la varilla está doblada o el cañón está dañado, purgar el cilindro sólo proporcionará una mejora temporal; Es posible que sea necesario reparar el sello o reemplazar el cilindro hidráulico.

3. Un sello de varilla o un sello de limpiaparabrisas con fugas

Un cilindro nuevo, un cilindro reconstruido, una manguera, una válvula o un filtro pueden contener un volumen de aire medible. El riesgo aumenta cuando el cilindro se instala con los puertos hacia arriba y las mangueras se conectan antes de llenar la cámara con aceite.

Los cilindros hidráulicos de repuesto deben instalarse con puertos tapados limpios, sellos compatibles y el fluido hidráulico correcto. Mantenga los extremos de las mangueras tapados hasta la conexión. Incluso una pequeña cantidad de suciedad en un accesorio puede dañar el carrete o el sello de la válvula y crear una segunda falla después de que se haya eliminado el aire.

4. Aire introducido durante la instalación o reparación del cilindro.

El aceite de retorno que ingresa por encima de la superficie del fluido puede crear un vórtice y transportar aire de regreso a la línea de succión de la bomba. Un deflector faltante, un difusor dañado o un depósito de tamaño insuficiente pueden impedir que las burbujas de aire se separen antes de que el aceite vuelva a circular.

Como verificación práctica del diseño, la salida de retorno generalmente debe permanecer debajo de la superficie del fluido y los puertos de succión y retorno deben estar separados por un deflector cuando sea posible. El tamaño exacto del depósito depende del ciclo de trabajo, la generación de calor y los requisitos del fabricante; Muchos sistemas móviles utilizan un volumen de depósito cercano a la mitad o un flujo completo de bomba por minuto, pero esta no es una regla universal.

5. Turbulencia y mal diseño del yacimiento

Un filtro de succión obstruido, aceite frío de alta viscosidad, manguera de tamaño insuficiente o velocidad excesiva de la bomba pueden reducir la presión de entrada. La condición de baja presión resultante puede hacer que salga aire disuelto de la solución. Si la presión cae lo suficiente, el sistema también puede experimentar cavitación, lo que produce un sonido agudo y daña las superficies de la bomba.

La aireación y la cavitación están relacionadas pero no son idénticas. La aireación significa que entra aire al aceite. La cavitación ocurre cuando la presión local cae por debajo de la presión de vapor del fluido y se forman burbujas de vapor que colapsan. Ambas condiciones pueden producir ruido, vibración, calor y movimiento inconsistente del cilindro.

6. Velocidad excesiva de la bomba o flujo de entrada restringido

Las fallas relacionadas con el aire generalmente crean un patrón en lugar de un síntoma aislado. Registre la temperatura de la máquina, el nivel de aceite, la carga, la presión y la velocidad del cilindro antes del desmontaje.

el cilindro acelera y desacelera a medida que el aire comprimido se expande y contrae.
el cilindro puede hacer una pausa y luego moverse repentinamente después de que aumenta la presión.
Las burbujas permanecen visibles en el depósito después de que la bomba funciona.
La bomba o el cilindro pueden producir un ruido que cambia con la velocidad.
El aceite aireado puede aumentar la fricción interna y reducir la eficiencia volumétrica.
una carga suspendida puede moverse después de centrar la válvula, aunque la deriva también puede deberse a fugas en la válvula o sellos desgastados del pistón.
un cilindro puede requerir entre un 10 y un 30 por ciento más de tiempo para completar una carrera, dependiendo de la cantidad de aire arrastrado y la carga.
el actuador puede detenerse a varios milímetros de la posición ordenada.

No diagnostique el aire únicamente de un cilindro lento. Un filtro de retorno restringido, una bomba desgastada, una válvula de tamaño insuficiente, una válvula de retención de carga incorrecta, una varilla doblada o un fluido contaminado pueden producir resultados similares. Un manómetro instalado en los puertos del cilindro puede separar un problema de flujo de un problema mecánico.

Síntomas de aire en un sistema hidráulico antes de reemplazar un cilindro

El sangrado no sustituye la reparación de la fuente de entrada de aire. Encuentre y corrija primero la fuga o el problema de diseño. Prepare los siguientes elementos:

El fluido hidráulico aprobado por el fabricante.
Una bomba de transferencia limpia o un recipiente de llenado sellado
Llaves del tamaño correcto y una llave dinamométrica
Trapos limpios sin pelusa y una solución de limpieza de piezas aprobada.
Una bandeja de drenaje o un recipiente de recolección transparente.
Reemplazo de juntas tóricas, sellos de manguera o accesorios si la inspección identifica daños
Manómetros clasificados por encima de la presión máxima del sistema.
Gafas de seguridad, guantes, calzado protector y ropa protectora adecuada.
Un soporte de varilla o dispositivo de bloqueo mecánico para equipos elevados.

Advertencia de seguridad:

Nunca afloje un racor hidráulico mientras el circuito esté presurizado. El aceite hidráulico puede penetrar la piel a presiones superiores a 100 bar y las lesiones por inyección requieren tratamiento de emergencia inmediato. Apagar el motor o motor, aislar la energía eléctrica e hidráulica, bajar la carga, bloquear mecánicamente las piezas móviles y verificar la presión cero con el procedimiento correcto antes de abrir una línea.

Preparación necesaria para purgar aire de un cilindro hidráulico

Guía paso a paso: Cómo purgar el aire de un cilindro hidráulico

Estacione el equipo en terreno estable. Retire la carga del cilindro siempre que sea posible. Si el cilindro soporta una pluma, plataforma, cucharón u otra estructura elevada, instale soportes mecánicos aprobados por el fabricante. La presión hidráulica por sí sola no es un método de soporte seguro.

Para un cilindro de doble acción, seleccione una posición que permita varias carreras completas lentas sin tocar un tope mecánico. Para un cilindro de simple efecto, asegúrese de que la carga no pueda caer cuando se opera la válvula.

Paso 1: coloque la máquina en una posición de purga segura

Inspeccione el depósito utilizando el procedimiento de nivel del fabricante. Agregue solo el fluido especificado a través de un filtro limpio o un carro de llenado. Mezclar fluidos con diferentes paquetes de aditivos o grados de viscosidad puede alterar la compatibilidad del sello y el rendimiento de liberación de aire.

Tomar una pequeña muestra en un recipiente transparente. El aceite saludable no debe contener una capa persistente de espuma después de reposar. El aceite lechoso puede indicar contaminación del agua, mientras que las partículas oscuras o el brillo metálico pueden indicar desgaste de los componentes. Si el líquido está contaminado, el sangrado por sí solo no restablecerá el funcionamiento confiable.

Paso 2: verifique el nivel y el estado del líquido

Con la máquina apagada, inspeccione las mangueras de succión, abrazaderas, bridas, juntas tóricas, accesorios del depósito y el sello del eje de la bomba. Apriete los sujetadores según la especificación de torque del fabricante del equipo en lugar de adivinar.

Inspeccione la línea de retorno en busca de un difusor suelto o una salida por encima de la superficie del aceite. Compruebe que el filtro de aspiración no esté bloqueado. Si la bomba hace ruido inmediatamente después del arranque, detenga la máquina e investigue en lugar de hacer girar repetidamente el cilindro.

Paso 3: Inspeccionar los circuitos de succión y retorno.

Arranque el sistema a la velocidad del motor o del motor más baja permitida. Deje que la bomba haga circular aceite durante aproximadamente dos a cinco minutos mientras observa el depósito. Algunos fabricantes especifican un período de calentamiento más largo en condiciones de frío.

Escuche si hay un gemido agudo, un traqueteo o un golpe rítmico. Observe el depósito en busca de un vórtice o espuma continua. Si el nivel de aceite baja rápidamente, apague la bomba y localice la causa antes de operar el cilindro.

Paso 4: Arranque la bomba a baja velocidad y sin carga.

Mueva la válvula direccional gradualmente para que el cilindro se extienda a baja velocidad. Deténgase aproximadamente entre 50 y 100 mm antes del final mecánico de la carrera y luego retraiga lentamente. Repita de cinco a diez ciclos o siga el número especificado por el fabricante de la máquina.

No golpee el cilindro contra sus topes. Una parada brusca puede crear un pico de presión y dañar el pistón, el casquillo, la manguera o la válvula de retención de carga. Mantenga la carga lo más baja posible durante esta etapa.

Paso 5: haga circular el cilindro lentamente

Algunos cilindros incluyen tornillos de purga en los puntos más altos de la tapa y los extremos de la varilla. Con el cilindro descargado y la presión controlada de forma segura, abra el punto de purga según las instrucciones del fabricante. Una secuencia típica es:

Coloque una manguera de recolección aprobada sobre la salida de purga.

Abra ligeramente el tornillo de purga, generalmente no más de un cuarto de vuelta, a menos que el manual especifique lo contrario.
Opere el cilindro a baja velocidad.
Deje escapar el aire y el aceite espumoso hasta que el flujo se convierta en un flujo continuo sin burbujas.
Cierre el tornillo de purga antes de cambiar de dirección o aumentar la velocidad.
Repita en la cámara opuesta si el cilindro es de doble efecto.
Nunca coloque los dedos cerca del tomacorriente. Utilice cartón o un escudo para detectar una fuga, no una mano. Deseche el aceite recogido de acuerdo con los requisitos medioambientales locales.

Paso 6: utilice los puntos de sangrado correctos, si se proporcionan

Después del ciclo, el nivel del depósito puede bajar porque las cámaras del cilindro se han llenado. Ajuste el nivel a la marca especificada. Inspeccione el indicador del filtro de retorno y reemplace el filtro si el indicador de restricción está en la zona de advertencia o si se ha alcanzado el intervalo de servicio.

No utilice un filtro con una clasificación de micras o una configuración de derivación que difiera del diseño hidráulico sin aprobación. Un filtro demasiado restrictivo puede crear otro problema de entrada o retorno.

Paso 7: vuelva a verificar el estado del depósito y del filtro

Opere el cilindro a velocidad de trabajo baja, media y normal. Registre el tiempo de extensión, el tiempo de retracción, la presión, el ruido y la temperatura. Una comparación útil es el tiempo necesario para completar tres ciclos idénticos antes y después del sangrado.

Si el movimiento sigue siendo suave y el tiempo del ciclo vuelve a las especificaciones del fabricante, probablemente se haya eliminado el aire. Si el cilindro vuelve a ponerse esponjoso en cuestión de minutos u horas, continúe buscando un punto de entrada de aire en lugar de purgarlo repetidamente.

Paso 8: Pruebe el cilindro bajo carga controlada

Inspeccione el depósito, las mangueras, los accesorios, los sellos y los puertos del cilindro antes de operar los cilindros hidráulicos de repuesto.

Caso de campo: un cilindro hidráulico que se reemplazó demasiado pronto

Un técnico de mantenimiento de un pequeño taller de manipulación de materiales describió un problema recurrente con un cilindro elevador de doble efecto. Después de aproximadamente 20 minutos de funcionamiento, el elevador se volvió brusco y se detuvo entre 5 y 8 mm por encima de su posición normal. La primera suposición fue que el sello del pistón estaba desgastado, por lo que el equipo se preparó para pedir un cilindro de reemplazo.

Luego, el técnico revisó el depósito durante un ciclo de extensión completo y descubrió que el nivel de líquido caía por debajo de la salida de succión. La máquina se había llenado mientras el cilindro estaba retraído y la marca de nivel no reflejaba el volumen de aceite requerido durante la operación. El equipo corrigió el nivel de líquido, reemplazó una junta tórica endurecida de la manguera de succión y hizo girar el cilindro lentamente ocho veces. La espuma desapareció, los golpes cesaron y el tiempo de carrera medido volvió de aproximadamente 14 segundos a 10 segundos.

Este caso ilustra por qué el reemplazo de un cilindro hidráulico no debería ser la primera respuesta a un movimiento inestable. El cilindro en sí estaba en buen estado; la falla fue una combinación de nivel bajo del depósito y entrada de aire del lado de succión. La reparación también redujo el ruido de la bomba y evitó daños adicionales causados por el aceite aireado.

Errores comunes al purgar cilindros hidráulicos de repuesto

Sangrado bajo presión total del sistema

Abrir un tornillo de purga o una manguera bajo presión puede liberar aceite a la velocidad de inyección. Utilice el procedimiento de liberación de presión del fabricante y verifique la presión con un manómetro cuando corresponda.

Usar el fluido hidráulico incorrecto

La viscosidad del fluido afecta el rendimiento de entrada de la bomba, las fugas, el calor y la velocidad del cilindro. Los aceites ISO VG 32 e ISO VG 46 no son intercambiables en todos los climas o máquinas. Siga el manual del equipo y confirme el rango de temperatura de funcionamiento del fluido.

Llenado a través de un recipiente sin filtrar

El aceite nuevo no es necesariamente lo suficientemente limpio para un sistema hidráulico de precisión. Utilice un sistema de transferencia limpio con un filtro adecuado. La contaminación por partículas puede dañar válvulas proporcionales, bombas de pistón y sellos de cilindros.

Hacer funcionar el cilindro rápidamente al final de la carrera.

Los impactos rápidos al final del recorrido crean picos de presión y pueden forzar que el aire entre en la espuma. Utilice baja velocidad durante el sangrado inicial y permita que los mecanismos de amortiguación funcionen correctamente.

Reemplazo del cilindro sin verificar la alineación

La carga lateral puede dañar un cilindro nuevo en un corto período de funcionamiento. Verifique la alineación de los pasadores, los soportes de montaje, los casquillos, la rectitud de la varilla y la trayectoria de la carga. La varilla no debe forzarse hacia los lados para compensar una estructura desalineada.

Confundir aireación con cavitación

La espuma persistente generalmente indica aireación, mientras que un ruido agudo de la bomba bajo alta demanda puede indicar cavitación. Ambos requieren una investigación de la entrada de la bomba, pero las acciones correctivas pueden diferir. Mida el vacío de entrada si el fabricante proporciona un rango permitido.

Ignorando la expansión térmica

El aceite hidráulico se expande a medida que aumenta su temperatura. Establezca el nivel del depósito a la temperatura y posición de la máquina especificadas. El llenado excesivo puede provocar fugas a través del respiradero; un llenado insuficiente puede exponer la entrada de succión durante el funcionamiento.

¿Cuándo es necesario reemplazar un cilindro hidráulico?

La purga es apropiada cuando el cilindro está estructuralmente sano y la falla es causada por aire atrapado. El reemplazo o la reconstrucción profesional es más apropiado cuando la inspección encuentra:

Una varilla doblada o una desviación de la varilla fuera de la tolerancia del fabricante.

Un cilindro, prensaestopas, ojo, brida o soldadura de montaje agrietados
Bypass interno persistente a través del sello del pistón
Juego excesivo de la varilla causado por casquillos guía desgastados
Fugas externas repetidas después de una instalación correcta del sello
Pérdida de presión que queda después de que se confirma que la válvula, la bomba y las mangueras están operativas
Al seleccionar cilindros hidráulicos de repuesto, compare el diámetro del orificio, el diámetro de la varilla, la carrera, la longitud cerrada, el estilo de montaje, el tamaño del puerto, la presión nominal, la amortiguación, el material del sello y la temperatura de funcionamiento. Un cilindro con la carrera correcta pero con una varilla de tamaño insuficiente puede fallar debido a pandeo o carga lateral.

puede ayudar a igualar estas dimensiones cuando el número de pieza original no está disponible, pero la presión de trabajo y la geometría de montaje deben verificarse antes de realizar el pedido.

Cómo evitar que el aire regrese al cilindro hidráulico

Mantenga el depósito dentro del rango operativo del fabricante.

Mantenga la salida de retorno debajo de la superficie del aceite donde el diseño lo permita.
Utilice el respiradero correcto y reemplácelo cuando esté bloqueado o saturado.
Mantenga los cilindros y mangueras de repuesto tapados hasta la instalación.
Rellene previamente los componentes hidráulicos grandes cuando el fabricante lo permita.
Utilice aceite limpio y filtración correctamente clasificada.
Caliente el aceite frío gradualmente en lugar de exigir un flujo total de la bomba inmediatamente después del arranque.
Verifique la alineación de la varilla y evite la carga lateral.
Registre el nivel de aceite, la temperatura, la presión y el tiempo del ciclo durante las inspecciones de rutina.
Resumen: Solución de problemas de aire en cilindros hidráulicos de repuesto

El aire ingresa a un cilindro hidráulico principalmente a través de un nivel bajo de líquido, fugas del lado de succión, sellos de varilla dañados, diseño deficiente del depósito, trabajos de mantenimiento o flujo de entrada restringido de la bomba. El proceso más confiable es hacer que la máquina sea segura, verificar el circuito de fluido y de succión, operar el cilindro lentamente, purgar los puntos de purga aprobados, restaurar el nivel del depósito y probar el sistema bajo una carga controlada.

Si el problema vuelve a aparecer después de la purga, no siga ciclando la máquina ni solicite inmediatamente cilindros hidráulicos de repuesto. Localice la fuente de entrada de aire, inspeccione la bomba y las válvulas y verifique la alineación del cilindro. Un cilindro Jiaheng seleccionado correctamente puede restaurar un funcionamiento confiable, pero la instalación correcta, el fluido hidráulico limpio, los sellos adecuados y la filtración adecuada determinan cuánto durará la reparación.

Preguntas frecuentes sobre el aire en cilindros hidráulicos

¿Puede entrar aire en un cilindro hidráulico cuando no hay una fuga de aceite visible?

Sí. Una manguera de succión, un conector de entrada de bomba o un sello de varilla pueden admitir aire y permitir que escape poco o nada de aceite. La presión negativa en el lado de entrada suele ser suficiente para hacer pasar aire a través de un pequeño espacio.

¿Cómo sé si el cilindro o la bomba están causando el problema?

Revise el depósito en busca de espuma y escuche primero la bomba. Luego compare la presión del cilindro y el movimiento en ambas direcciones. Si varios actuadores hacen ruido o son inestables, investigue la bomba, el depósito y el circuito de suministro común. Si solo un cilindro está afectado, inspeccione sus sellos, puertos, alineación y derivación interna.

¿Puede el aire atrapado dañar un cilindro hidráulico?

Sí. El aire comprimido puede provocar cargas de impacto, movimientos inestables, extrusión del sello, calor excesivo y fluctuaciones de presión. El aceite aireado también puede reducir la lubricación de la bomba y acortar la vida útil de los componentes.

¿Cuántos ciclos se necesitan para eliminar el aire?

No existe un número universal. De cinco a diez ciclos completos lentos a menudo se elimina el aire de un cilindro correctamente instalado, pero los cilindros grandes, las mangueras largas y los sistemas sin puntos de purga pueden requerir más. Deténgase si el aceite hace espuma, la bomba se vuelve ruidosa o la carga se mueve de manera impredecible.

¿Debo reemplazar el fluido hidráulico después del purgado?

Reemplace o filtre el líquido si está visiblemente espumoso durante un período prolongado, contaminado con agua o partículas, sobrecalentado o fuera del intervalo de servicio especificado. Si el aceite está limpio y se corrige la causa de la entrada de aire, es posible que no sea necesario un cambio completo del fluido.

¿Puedo purgar un cilindro aflojando la manguera hidráulica?

Sólo si el fabricante de la máquina permite específicamente ese procedimiento y el circuito ha sido aislado y despresurizado. Una conexión de manguera no sustituye a un punto de purga diseñado. Un aflojamiento inadecuado puede provocar lesiones, contaminación y un movimiento incontrolado del actuador.

¿Cuándo debo comunicarme con un fabricante de cilindros hidráulicos como Jiaheng?

Comuníquese con un fabricante calificado cuando la varilla esté dañada, el cilindro tenga fugas después de volver a sellarlo, las dimensiones de montaje no estén claras, el cilindro original esté obsoleto o la presión y carga de operación requieran un nuevo diseño. Proporcione el diámetro interior, el diámetro de la varilla, la carrera, las dimensiones de montaje, los detalles del puerto, la presión de trabajo, la velocidad, el tipo de fluido y fotografías del conjunto existente.

When should I contact a hydraulic-cylinder manufacturer such as Jiaheng?

Contact a qualified manufacturer when the rod is damaged, the cylinder leaks after resealing, the mounting dimensions are unclear, the original cylinder is obsolete, or the operating pressure and load require a new design. Provide bore, rod diameter, stroke, mounting dimensions, port details, working pressure, speed, fluid type, and photographs of the existing assembly.