Cómo los fabricantes eligen el aceite hidráulico y el medidor de caudal

En los campos de la automatización industrial y la transmisión mecánica, los sistemas hidráulicos, gracias a su alta densidad de potencia y capacidades de control preciso, se han convertido en la fuente de energía principal para maquinaria pesada, maquinaria de construcción, aeroespacial y otros sectores. El aceite hidráulico, la "sangre" de un sistema hidráulico, determina directamente su eficiencia operativa y vida útil mediante el rendimiento y la monitorización del flujo. Los caudalímetros, instrumentos clave para la supervisión del aceite hidráulico, están estrechamente vinculados a la experiencia técnica del fabricante. Este artículo comenzará con una comprensión básica del aceite hidráulico, profundizará en los parámetros clave del aceite hidráulico y los tipos de caudalímetros aplicables, y realizará una revisión sistemática de los principales fabricantes nacionales e internacionales de caudalímetros y sus recomendaciones productos , proporcionando una referencia completa para los profesionales del sector.
1. El aceite hidráulico como la "sangre poderosa" del sistema hidráulico
El aceite hidráulico, o fluido hidráulico, es el medio que transmite la potencia en maquinaria hidráulica. Los aceites hidráulicos comunes se basan en aceite mineral o agua. Los equipos que pueden utilizar aceite hidráulico incluyen excavadoras y retroexcavadoras, frenos hidráulicos, sistemas de dirección asistida, transmisiones automáticas, camiones de basura, sistemas de control de vuelo de aeronaves, elevadores y maquinaria industrial.
El aceite hidráulico es un lubricante especializado que transmite energía, lubrica componentes, enfría equipos y previene la corrosión dentro de un sistema hidráulico. No solo debe tener buena fluidez para garantizar una transferencia eficiente de energía, sino que también debe mantener un rendimiento estable bajo condiciones de trabajo severas, como altas temperaturas, alta presión y cargas elevadas, para evitar fallos del sistema debido al deterioro del aceite. Desde el punto de vista de la clasificación funcional, el aceite hidráulico incluye principalmente tres categorías: aceite hidráulico a base de aceite mineral, aceite hidráulico sintético y aceite hidráulico biodegradable: el aceite hidráulico a base de aceite mineral se utiliza ampliamente en escenas industriales comunes debido a su bajo costo y alta compatibilidad; el aceite hidráulico sintético es adecuado para sectores de alto nivel como la aeroespacial y la metalurgia gracias a su resistencia a altas temperaturas y buena retardación de llama; el aceite hidráulico biodegradable está dirigido a escenarios como maquinaria de construcción y maquinaria agrícola con altos requisitos medioambientales, ya que puede reducir eficazmente la contaminación ambiental. (1) Parámetros técnicos principales del aceite hidráulico El rendimiento del aceite hidráulico se refleja mediante una serie de parámetros clave, que también son una base importante para la selección del medidor de caudal. Entre ellos, la viscosidad es uno de los parámetros más fundamentales del aceite hidráulico, ya que afecta directamente a la fluidez y la eficiencia de transferencia de energía del aceite. Normalmente, la viscosidad del aceite hidráulico se selecciona según la temperatura de funcionamiento del sistema. Los aceites de baja viscosidad (como ISO VG 32) se utilizan en entornos de bajas temperaturas para evitar dificultades en el arranque en frío, mientras que en entornos de altas temperaturas se requieren aceites de alta viscosidad (como ISO VG 100) para prevenir una dilución excesiva y fugas. Además, el índice de viscosidad (IV) es crucial. Los aceites hidráulicos con un alto índice de viscosidad (por ejemplo, IV 140) presentan fluctuaciones mínimas de viscosidad ante cambios de temperatura, lo que les permite operar en un amplio rango de temperaturas.
a. Viscosidad
Las viscosidades comunes de aceite hidráulico se clasifican utilizando el sistema ISO VG (grado de viscosidad), que se basa en la viscosidad cinemática del aceite a 40 °C (104 °F). Los grados de viscosidad más comunes para sistemas hidráulicos industriales y móviles generales son:
- ISO VG 32
- ISO VG 46
- ISO VG 68
También se utilizan otras viscosidades, aunque son menos comunes o están reservadas para aplicaciones específicas de baja y alta temperatura. - ISO VG 15
- ISO VG 22
- ISO VG 100
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b. Punto de inflamación y punto de combustión
Estos son indicadores clave de la seguridad del fluido hidráulico. El punto de inflamación se refiere a la temperatura más baja a la que se producen vapores inflamables cuando el fluido se calienta bajo condiciones especificadas, mientras que el punto de combustión es la temperatura más baja a la que estos vapores continúan ardiendo. Para aplicaciones que implican altas temperaturas o riesgo de llamas abiertas (como en maquinaria metalúrgica), deben seleccionarse fluidos hidráulicos con puntos de inflamación elevados para reducir los riesgos de incendio. La estabilidad frente a la oxidación determina la vida útil del fluido hidráulico. Los fluidos hidráulicos de alta calidad son menos susceptibles a la oxidación y deterioro bajo condiciones prolongadas de alta temperatura y presión, reduciendo la formación de impurezas como lodos y depósitos de carbonilla, y extendiendo los intervalos entre cambios de aceite. Además, deben considerarse parámetros como las propiedades anti-desgaste, resistencia a la corrosión y capacidad de separación del agua (demulsibilidad) según los requisitos del sistema. Por ejemplo, los sistemas hidráulicos de alta presión requieren fluidos hidráulicos con excelentes propiedades anti-desgaste para proteger componentes de precisión como bombas y válvulas. En entornos húmedos, debe prestarse especial atención a la demulsibilidad del fluido hidráulico para evitar la entrada de humedad y la consiguiente falla por emulsificación del aceite. 2. Medidor de caudal de aceite hidráulico: el "equipo clave" para el monitoreo preciso El monitoreo del caudal de aceite hidráulico es un eslabón fundamental para garantizar el funcionamiento estable del sistema hidráulico. Al monitorear en tiempo real el caudal del aceite hidráulico, es posible detectar a tiempo problemas como fugas en el sistema o fallos en bombas y válvulas, evitando daños en equipos o accidentes de producción causados por caudales anormales. Según el principio de medición y las características estructurales, los medidores de caudal adecuados para aceite hidráulico se dividen principalmente en las siguientes categorías: (1) Medidor de caudal volumétrico: la "solución preferida" para aceites de alta viscosidad El medidor de caudal volumétrico calcula el caudal midiendo el número de veces que el aceite hidráulico llena y descarga en una cavidad de volumen fijo. Tiene características de alta precisión y fuerte adaptabilidad a la viscosidad, siendo especialmente adecuado para medir aceite hidráulico de alta viscosidad (viscosidad 100 cSt). Entre ellos, el medidor de caudal de engranajes ovales es el producto principal para la medición de aceite hidráulico: consta de dos engranajes ovales acoplados. Cuando el aceite hidráulico hace girar los engranajes, se descarga un volumen fijo de aceite por cada rotación. El caudal puede obtenerse contando el número de rotaciones de los engranajes. La precisión de este tipo de medidores suele alcanzar el nivel 0,5, y algunos productos de gama alta pueden incluso alcanzar el nivel 0,2. Se ve poco afectado por los cambios de viscosidad y temperatura del fluido, y es ampliamente utilizado en aplicaciones como la medición de cantidad de aceite y la detección de fugas en sistemas hidráulicos. (2) Medidor de caudal de turbina: la "opción eficiente" para aceites de viscosidad media y baja El medidor de caudal de turbina utiliza el aceite hidráulico para hacer girar una turbina, y aplica el principio de inducción electromagnética para convertir la velocidad de la turbina en una señal eléctrica y así calcular el caudal. Ofrece ventajas como rápida respuesta y amplio rango de medición, siendo adecuado para el monitoreo dinámico del caudal de aceites hidráulicos de viscosidad media y baja (viscosidad <50 cSt), como el control en tiempo real del caudal en sistemas hidráulicos, o la regulación del caudal cuando cambia la carga del equipo, entre otros escenarios. La precisión de los medidores de caudal de turbina suele estar en el nivel 0,5-1,0. Algunos productos pueden alcanzar precisión de nivel 0,2 mediante la optimización de la estructura de la turbina y la tecnología de procesamiento de señales. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los medidores de caudal de turbina tienen requisitos elevados respecto a la limpieza del fluido. Si hay impurezas en el aceite hidráulico, es fácil que la turbina se atasque o desgaste, afectando la precisión de medición y la vida útil. (3) Otros tipos de medidores de caudal: "soluciones complementarias" para escenarios especiales
Además de los medidores de flujo volumétricos y de turbina, también se utilizan medidores de flujo ultrasónicos y medidores de flujo electromagnéticos en algunos escenarios especiales. Los medidores de flujo ultrasónicos calculan el caudal midiendo la diferencia en el tiempo de propagación de las ondas ultrasónicas en el aceite hidráulico. Presentan las ventajas de medición sin contacto y ausencia de pérdida de presión. Son adecuados para medir aceites hidráulicos de gran viscosidad y gran diámetro, pero son sensibles a las burbujas e impurezas en el aceite. Su precisión es relativamente baja (normalmente nivel 1,0-2,0). Los medidores de flujo electromagnéticos utilizan el principio de inducción electromagnética para medir el caudal de líquidos conductores. Sin embargo, si la conductividad del aceite hidráulico es baja, no funcionarán correctamente. Por lo tanto, solo son adecuados para aceites hidráulicos sintéticos o aceites hidráulicos con contenido de agua y alta conductividad.
3. Principales fabricantes de medidores de flujo de aceite hidráulico y productos recomendados nacionales y extranjeros
El rendimiento de los medidores de flujo de aceite hidráulico está estrechamente relacionado con la acumulación técnica del fabricante y el proceso de producción. Han surgido varias empresas especializadas en medición de flujo a nivel nacional e internacional, que se han convertido en referentes en la industria gracias a su tecnología avanzada y productos confiables. (1) Fabricantes nacionales: representantes del alto rendimiento económico y servicios personalizados
a. Anhui Jujea Instrument Co., Ltd.
Como empresa líder en medidores de flujo de líquidos, Anhui Jujea Automation Technology Co., Ltd. ha estado profundamente involucrada en el campo de la medición de flujo de aceite hidráulico durante muchos años. Su producto principal, el medidor de flujo de engranajes ovales serie GT-LC, es un "arma" para medir aceite hidráulico de alta viscosidad. Esta serie de medidores está fabricada en acero inoxidable de alta calidad, resistente a altas presiones y a la corrosión. Puede adaptarse a una temperatura de trabajo de hasta -20℃-200℃, ajustándose perfectamente a las condiciones de trabajo severas del sistema hidráulico. En cuanto a precisión, el error básico del medidor de flujo serie GT-LC es ≤±0,5%. Algunos modelos pueden mejorar la precisión hasta ±0,2% mediante la optimización de la tecnología de elaboración de engranajes y la tecnología de adquisición de señales, superando ampliamente el promedio industrial. Además, esta serie de medidores también admite múltiples modos de salida (salida de pulso, salida de corriente 4-20mA) y puede conectarse sin problemas con sistemas de control como PLC para lograr la transmisión en tiempo real y el monitoreo remoto de los datos de flujo. En respuesta a las necesidades de diferentes usuarios, Anhui JUJEA también ofrece servicios personalizados, como diseñar carcasas resistentes a alta presión para sistemas hidráulicos de alta presión u optimizar algoritmos de compensación de viscosidad del aceite para entornos de bajas temperaturas, satisfaciendo plenamente escenarios de aplicación personalizados. b. Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd. (Parte del Grupo alemán E.HOLDING)
Everud Fluid Technology (Shanghai) Co., Ltd., una subsidiaria propiedad total del Grupo alemán E.HOLDING en China, aprovecha los logros centrales de I+D y los procesos de fabricación de VSE Flowmeter Technology Co., Ltd., una subsidiaria del grupo, para posicionarse como referente industrial en caudalímetros hidráulicos de alta gama. Los caudalímetros de engranajes ovalados de la serie VS de la marca VSE, gracias a su elevada precisión de medición y rendimiento estable a largo plazo, se han convertido en la opción preferida para el monitoreo preciso de caudales en numerosos sistemas hidráulicos.
Esta serie de caudalímetros presenta un mecanismo único de engranaje acoplado. Este diseño considera cuidadosamente las características de flujo del fluido dentro de la cámara de medición, minimizando las perturbaciones del fluido durante el paso del caudal. Esto garantiza una medición estable y precisa incluso en condiciones de bajo flujo en sistemas hidráulicos, evitando eficazmente las desviaciones de medición comúnmente encontradas en estas condiciones.
Gracias a su excepcional rendimiento, los caudalímetros de engranajes ovales de la serie VS se utilizan ampliamente en aplicaciones que requieren los más altos niveles de precisión y estabilidad. En el campo aeroespacial, puede utilizarse para monitorear el flujo en sistemas hidráulicos de control de naves espaciales, garantizando un funcionamiento preciso en entornos espaciales complejos o condiciones de gran altitud. En la fabricación de equipos de alta gama, como en los sistemas hidráulicos de máquinas-herramienta de precisión y robots industriales grandes, también puede proporcionar datos de flujo confiables para apoyar el funcionamiento estable del equipo, lo que lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones industriales exigentes.
C. Emerson Process Management (Emerson)
Como líder mundial en automatización industrial, Emerson Process Management ha lanzado la serie Micro Motion de caudalímetros másicos Coriolis, aportando soluciones innovadoras al sector de medición de caudal de aceite hidráulico.
Los medidores de flujo másico Coriolis se basan en un principio de medición único de la fuerza de Coriolis. Miden directamente el flujo másico del fluido al detectar los efectos de fuerza generados por el flujo del fluido dentro de un tubo especialmente diseñado. Este método de medición elimina fundamentalmente la dependencia de los medidores de flujo tradicionales respecto a las propiedades físicas del fluido. Los cambios en la viscosidad del aceite hidráulico, las fluctuaciones de temperatura de operación y los ajustes de presión del sistema no afectan la medición, garantizando resultados precisos. Por tanto, es reconocido en la industria como el "estándar de oro" para la medición del flujo másico de aceite hidráulico.
En aplicaciones prácticas, esta serie de caudalímetros ha demostrado una excepcional utilidad. Durante el proceso de fabricación de maquinaria de construcción, controla con precisión las operaciones de llenado de aceite hidráulico, garantizando niveles consistentes de aceite hidráulico en cada equipo enviado. Esto asegura una calidad uniforme y reduce las variaciones de rendimiento causadas por diferencias en la cantidad de aceite. Durante el mantenimiento rutinario del sistema hidráulico, el monitoreo en tiempo real de la pérdida de aceite proporciona a los técnicos datos precisos sobre el consumo, permitiendo el desarrollo de planes de mantenimiento científicos y racionales, y evitando fallos del equipo provocados por un consumo insuficiente o excesivo de aceite.

4. Recomendaciones para la selección de fabricantes de caudalímetros y tendencias del sector
(I) Principios clave de selección desde la perspectiva de un fabricante

Según la experiencia práctica de los fabricantes de medidores de flujo, la selección de medidores de flujo para aceite hidráulico debe ceñirse a tres principios clave: "idoneidad para las condiciones de operación, precisión adecuada y control de costos". En primer lugar, se debe seleccionar el tipo de medidor de flujo apropiado en función de la viscosidad, temperatura y presión del aceite hidráulico. Para aceites hidráulicos de alta viscosidad, se prefiere un medidor de flujo de engranajes ovales, mientras que para aceites de viscosidad media y baja, puede utilizarse un medidor de flujo de turbina. En aplicaciones de alta temperatura y alta presión, se deben considerar el material del medidor de flujo y su rendimiento de sellado. En segundo lugar, los requisitos de precisión deben ajustarse al escenario de aplicación. Para aplicaciones industriales generales, un nivel de precisión Clase 0,5 es suficiente, mientras que para la fabricación de equipos de gama alta, metrología y calibración, se requieren productos con precisión Clase 0,2 o superior. Por último, deben considerarse cuidadosamente los costos del equipo y de operación, para evitar perseguir excesivamente una alta precisión, lo que resultaría en un desperdicio de costos.
(II) Tendencias de Desarrollo Industrial en los Medidores de Flujo de Aceite Hidráulico
Con el avance de la Industria 4.0 y la fabricación inteligente, los medidores de flujo de aceite hidráulico están evolucionando hacia la "inteligencia, integración y sostenibilidad ambiental". En cuanto a la inteligencia, los fabricantes están equipando los medidores de flujo con sensores inteligentes y capacidades de comunicación inalámbrica. En cuanto a la integración, los módulos integrados de medición de flujo se están convirtiendo en una tendencia. Por ejemplo, el medidor de flujo integrado de VSE, diseñado para sistemas hidráulicos de múltiples canales, puede medir simultáneamente el flujo en varios circuitos de aceite, reduciendo el tamaño del equipo y los costos de instalación. En cuanto a la sostenibilidad ambiental, los fabricantes están reduciendo el consumo energético y la contaminación ambiental de los medidores de flujo mediante la optimización de la estructura del producto y la selección de materiales respetuosos con el medio ambiente.