Las unidades de plato cíclico y de eje-inclinado son ambasmaquinas de pistones axiales. Utilizan las mismas piezas básicas: un cilindro giratorio, pistones paralelos al eje del cilindro y una placa de válvula que alterna presión y succión. La diferencia es dónde se asienta el ángulo y qué parte soporta la carga.
Esa elección afecta la velocidad máxima, el par de arranque, el rango de desplazamiento, cómo el eje maneja las cargas laterales, el costo y si una unidad se puede cambiar por otra.
Dónde se ubica el ángulo y qué impulsa qué
Diseño de plato cíclico (en-línea)
El eje de transmisión y el cilindro comparten un eje. Los pistones se desplazan sobre patines contra una placa inclinada. A medida que el cilindro gira, el ángulo de la placa hace que cada carrera del pistón entre y salga. En un motor, los pistones presurizados empujan contra la placa inclinada, lo que hace que el cilindro gire, y luego el cilindro hace girar el eje.
Insane Hydraulics resume la dirección de la fuerza así: en motores de plato cíclicoel barril impulsa el eje. (Hidráulica loca)
Diseño de eje-doblado
El cilindro está inclinado respecto al eje. Los pistones se conectan a una brida de transmisión en el eje, por lo que la fuerza del pistón va directamente al eje. Un elemento de sincronización mantiene entonces el cilindro girando con el eje. Ese elemento puede ser un eje central, los propios vástagos del pistón o un engranaje de sincronización. Aquíel eje impulsa el cañón. (Hidráulica loca)
Parker, por ejemplo, utiliza un engranaje de sincronización para sincronizar el eje y el cilindro en su serie F11/F12. (Parker Hannifin, catálogo MSG30-8249/ES)
Por qué importa el ángulo
La carrera del pistón aumenta con el ángulo. Un ángulo de plato cíclico generalmente se limita a menos de 20 grados, mientras que una unidad de eje doblado-se puede doblar a aproximadamente 40 grados. (Supermercado hidráulico, Brendan Casey) Los productos reales abarcan esa gama:
<20°
Límite típico del plato cíclico
~40 grados
Rango superior del eje-doblado
40 grados
Parker F11/F12
32 grados
Danfoss H1B
- Las unidades fijas F11/F12 de Parker utilizan un ángulo de 40 grados entre el eje y el cilindro, lo que la compañía atribuye a una unidad compacta y liviana. (Parker Hannifin)
- El motor de eje curvado-variable H1B de Danfoss funciona hasta 32 grados. (danfoss)
Una carrera más larga significa más desplazamiento de un cilindro más pequeño y menos piezas giratorias más pequeñas. De ahí provienen la mayoría de las ventajas del eje-inclinado.
Lo que muestran dos unidades del catálogo con la misma cilindrada
Las comparaciones generales son más fáciles de juzgar con datos reales. La siguiente tabla coloca dos motores Bosch Rexroth de cilindrada fija-de aproximadamente 45 cc/rev uno al lado del otro, uno de cada diseño. Ambas cifras proceden de las hojas de datos del fabricante. Las filas teóricas se calculan como se explica en la tabla.
| Parámetro | A10FM 45 (plato cíclico) | A2FM 45 (eje-doblado) |
| Desplazamiento Vg | 44,5 cm³/vuelta | 45,6 cm³/vuelta |
| Presión nominal/máxima | 280 / 350 barras | 400 / 450 barras |
| Velocidad máxima (ficha técnica) | 4.000 rpm | 5.600 rpm |
| Par teórico a presión nominal | 198 Nm | 290 Nm |
| Flujo teórico a máxima velocidad. | 178 l/min | 255 l/min |
| Potencia hidráulica teórica (presión nominal, velocidad máxima) | ≈ 83 kilovatios | ≈ 170 kilovatios |
| Fuente | Bosch Rexroth RS 91172 | Bosch Rexroth RE 91001 |
Cómo se resolvieron las filas calculadas
• Par teóricoT=Vg × Δp / (20π), en Nm, con Vg en cm³ y Δp en bar
• FluirQ= Vg×n/1000, en l/min
• FuerzaP = Q × Δp / 600, en kW
Estas cifras omiten las pérdidas volumétricas y mecánicas. Tampoco representan una clasificación de servicio continuo, porque una unidad no está diseñada para funcionar a velocidad máxima y presión nominal al mismo tiempo por mucho tiempo.
Cómo leer la tabla:
Casi con el mismo desplazamiento, la unidad de eje-inclinado es aproximadamente un 40 % más rápida (5600 frente a 4000 rpm). Esto coincide con el punto general de Casey de que un motor-de eje doblado puede funcionar mucho más rápido que un diseño-en línea del mismo desplazamiento.
Las dos hojas de datos sitúan a las familias en diferentes clases de presión. Con mayor presión y mayor velocidad, la unidad de eje-inclinado maneja aproximadamente el doble de la potencia hidráulica teórica en una clase de desplazamiento similar.
La ficha técnica del plato cíclico indica un par de arranque a 0 rpm y 280 bar de 170 Nm para el tamaño 45. Su par teórico es de 198 Nm, por lo que entrega alrededor del 86% en arranque. Para la talla más pequeña, 23, la relación es menor: 75 de 105 Nm, alrededor del 71%. (Bosch Rexroth RS 91172) La hoja de datos de A2FM enumera "buena eficiencia de arranque" como una característica pero, en la edición revisada, no proporciona una tabla de par de arranque. Casey sitúa la ventaja de separación del eje-doblado en aproximadamente un 5% sobre un motor-en línea del mismo desplazamiento.
Se trata de dos familias de productos de un mismo fabricante, no de una ley de la física. Algunas bombas de plato cíclico, por ejemplo, funcionan a presiones más altas que la A10FM. Utilice la tabla para ver el tipo de diferencias que debe buscar y luego consulte las hojas de datos reales de sus unidades.
Compensaciones-que cambian la decisión
| Factor | plato cíclico | Eje doblado- |
| Ángulo máximo | Normalmente <20 grados | Hasta unos 40 grados |
| Velocidad con un desplazamiento dado | Más bajo | Más alto |
| Par de arranque/baja-velocidad | Más bajo; cae aún más en tamaños pequeños (ver tabla arriba) | Alrededor de un 5% más (Casey) |
| Rango de desplazamiento variable | más estrecho | Alrededor del doble de la relación de carrera (Casey) |
| Llegando al desplazamiento cero | Común | Algunos modelos pueden, no todos |
| Carga del eje radial externo | Consultar hoja de datos; a menudo limitado | Rodamientos de rodillos pesados diseñados para ello. |
| A través de-accionamiento para bombas en tándem | Ampliamente ofrecido (por ejemplo, A10VSO) | Confirmar por modelo |
| Costo de compra | Más bajo | Mayor, a menudo significativamente (Casey) |
Fuentes: ángulo, relación de carrera, par de arranque y costo provienen deSupermercado Hidráulico. El desplazamiento cero y los rodamientos se tratan en los puntos siguientes.
Algunas de estas filas necesitan más contexto:
A menudo se dice que solo los motores-en línea pueden llegar a cero, lo que algunas unidades necesitan para girar libremente o cambiar de modo. La redacción de Casey es más cuidadosa: no todos los motores de eje curvado-variable pueden llegar a cero. Danfoss ofrece un motor variable-de eje curvado con capacidad de cero-grados. (Danfoss H1B) Si su unidad necesita desplazamiento cero, escríbalo en las especificaciones y confírmelo para el modelo exacto. No lo asumas por el tipo de diseño.
En una unidad de eje-inclinado, la fuerza del pistón va directamente al eje, por lo que los cojinetes del eje soportan cargas pesadas. Casey señala que estos rodamientos son más propensos a fallar prematuramente que los rodamientos de eje en línea-. Mobile Hydraulic Tips dice que es más probable que reemplace los cojinetes en una bomba de eje- doblado. (Puntas hidráulicas móviles)
Esos mismos rodamientos de rodillos cónicos de gran tamaño son la razón por la que las unidades-de eje curvado toleran bien las cargas laterales exteriores. Parker dice que sus rodamientos de rodillos-de alta resistencia permiten cargas axiales y radiales externas sustanciales en los ejes. Mobile Hydraulic Tips considera que el eje-curvado es una excelente opción para bombas impulsadas por engranajes o poleas. Rexroth añade que establecer la dirección de la fuerza radial puede reducir la carga del rodamiento y prolongar la vida útil. (Bosch Rexroth RE 91001)
Debido a que el eje debe hacer girar un cilindro pesado, el elemento de sincronización está bajo torsión cíclica. Insane Hydraulics vincula las repetidas roturas del eje-sincronizado con la fatiga causada por aceleraciones y desaceleraciones frecuentes y bruscas. (Hidráulica loca) Trate esto como un patrón de falla observado en el campo, no como una tasa de falla cuantificada. Todavía vale la pena comprobar los ciclos de trabajo con inversión constante.
Cómo cambia la respuesta según la aplicación
El mejor diseño depende del trabajo, no del diseño en sí. Así es como se desarrollan las compensaciones-antes mencionadas en casos comunes:
| Solicitud | Punto de partida | Por qué y qué comprobar |
| Circuito cerrado-transmisiones de propulsión o desplazamiento con un amplio rango de velocidades | Motor de eje-inclinado variable | Hace buen uso de su gran rango de desplazamiento y alta velocidad. Danfoss posiciona su H1B principalmente para propulsión en circuito cerrado-. Un diseño común combina una bomba variable de plato cíclico, como una bomba de circuito cerrado-tipo A4VG-, con un motor de eje curvado-variable como un A6VM. Aquí el tipo de circuito importa tanto como el diseño de la bomba; nuestra guía paraBombas de pistón de circuito abierto versus circuito cerradocubre eso por separado. |
| Bombas accionadas por correa, engranaje o toma de fuerza del motor con carga lateral en el eje. | Bomba de eje-inclinado fijo | Sus rodamientos están construidos para fuerza radial externa. Las bombas A2FO y A17FO de Sheungchak, por ejemplo, tienen diseños de eje inclinado- fijo. |
| Centrales eléctricas industriales, prensas y máquinas herramienta. | Bomba de plato cíclico variable | Los controles de presión, flujo y potencia se ajustan fácilmente y mediante-impulsión se pueden utilizar bombas en tándem. El A10VSO, por ejemplo, viene con controles que incluyen DR, DFR y DFLR, con accionamiento directo-opcional. El desplazamiento se cambia simplemente inclinando el plato cíclico, por lo que el control es simple y el costo sigue siendo menor. |
| Circuitos-impulsados por los costos,-velocidad y presión moderadas- | Unidad de plato cíclico | Por lo general, hay suficiente rendimiento a un precio más bajo, lo que se ajusta al costo de Casey. |
| Motores que arrancan bajo carga o avanzan lentamente a baja velocidad. | Comparar hojas de datos | Compare el par de arranque, no sólo el desplazamiento. Como muestran los datos del A10FM, los tamaños de plato cíclico más pequeños pueden perder una parte notable del par teórico a 0 rpm. |
Reemplazo: mantener el diseño original
Cuando falla una bomba o un motor, la pregunta práctica es si el reemplazo coincide con el original, no qué diseño es mejor en general. Cambiar de eje-doblado a plato cíclico, o al revés, no es un intercambio similar-por-similar:
El cilindro inclinado le da a una unidad de eje-inclinado una forma y longitud de carcasa diferentes. Es posible que las bridas de montaje, las posiciones de los puertos y las ubicaciones de los drenajes no estén alineadas.
Una unidad de plato cíclico instalada donde una unidad-de eje doblado maneja cargas laterales de correa o engranaje puede no estar clasificada para esas fuerzas.
En la tabla anterior, la unidad de eje-inclinado está clasificada para una velocidad más alta y una clase de presión más alta. Un recambio de plato cíclico de la misma cilindrada podría estar sobrecargado.
Las unidades variables de los dos diseños utilizan diferentes mecanismos de control y rangos de desplazamiento. La respuesta de la máquina cambiará incluso si los tamaños de los puertos coinciden.
El código del modelo normalmente indica el diseño. Entre las familias que Sheungchak proporciona:
Eje doblado-
motores A2FM y A6VM; Bombas A2FO y A17FO
plato cíclico
Bombas A10VSO, A4VSO, A11VO, A4VG y K3V112
Para saber cómo decodificar esos códigos, consultecómo leer un código de modelo A2FM.
Antes de pedir una bomba o motor de repuesto, confirme:
| 1 | el completocódigo de tipo y número de piezade la placa de identificación. Esto incluye familia de diseño, tamaño, serie y control. |
| 2 | Dirección de rotacióny si el circuito está abierto o cerrado. |
| 3 | Tipo de eje, brida, posiciones de conexióny ubicación del drenaje de la caja. |
| 4 | Presión de trabajo, presión máxima y velocidad de conducción.en su ciclo de trabajo real, no solo en el máximo indicado. |
| 5 | Cualquiercarga externa del ejedebido a una desalineación de la correa, el engranaje o el acoplamiento. |
| 6 | Para motores variables, si el variador necesitadesplazamiento cero o casi-cero. |
| 7 | Tipo de fluido, temperatura de funcionamientoy nivel de filtración. |
Si está comparando una pieza OEM con una unidad de posventa para el mismo modelo,bomba hidráulica original versus posventaexplica qué pruebas de prueba solicitar.
Elegir entre los dos
Elija el eje-doblado cuando...
Necesita alta velocidad, alta densidad de potencia, un amplio rango variable, un fuerte par de arranque o tolerancia para las cargas laterales del eje, y el precio más alto y el mantenimiento del rodamiento son aceptables.
Elija plato cíclico cuando...
Necesita un control flexible de la presión y el flujo, mediante-bombas tándem accionadas o capacidad de motor de desplazamiento cero-, o un costo de compra más bajo es más importante que la velocidad máxima.
Para un reemplazo, mantenga el diseño ya instalado a menos que un ingeniero haya revisado el montaje, las cargas y los controles.
Sheungchak Hydraulic suministra motores de pistón-de eje curvado en las familias A2FM (5 a 1000 cc/rev), A6VM y AA6VM. Si está reemplazando un motor de eje doblado-, envíe el código de tipo de la placa de identificación y fotografías del eje, la brida y los puertos a través de nuestropágina de producto del motor hidráulico. Nuestro equipo puede confirmar una configuración coincidente antes de realizar un pedido.
