Una bancada de pruebas diseñada para cilindros hidráulicos tiene requisitos muy diferentes de una utilizada para bombas, válvulas o motores hidráulicos. Incluso cuando dos bancadas de pruebas operan a niveles de presión similares, la capacidad de flujo requerida, los accesorios, la instrumentación, el sistema de control y el procedimiento de prueba pueden ser completamente diferentes.
Por esta razón, la selección de una bancada de pruebas hidráulica no debe comenzar solo con especificaciones como la presión máxima o la potencia del motor. El mejor enfoque es primero definir el componente, el objetivo de la prueba, el proceso de prueba y la carga de trabajo esperada, y luego determinar qué tipo de bancada de pruebas puede soportar esos requisitos.
Comience con el componente que necesita probar
El tipo de componente hidráulico suele ser el primer factor que determina la arquitectura básica de la bancada de pruebas.
A banco de pruebas de cilindros hidráulicos debe acomodar el tamaño físico del cilindro mientras proporciona un control de presión adecuado, accesorios de montaje, espacio de extensión y retracción, y medición de fugas. Dependiendo del procedimiento de prueba, el sistema también puede necesitar aplicar o medir la fuerza de empuje y tracción.
A bancada de pruebas de bomba hidráulica tiene una tarea diferente. En lugar de montar un actuador largo, normalmente necesita accionar la bomba a una velocidad controlada y medir la presión, el flujo, la temperatura y, a veces, el par de entrada. Por lo tanto, el motor de accionamiento y el sistema de acoplamiento se convierten en partes importantes de la bancada.
Para una bancada de pruebas de válvula hidráulica, el desafío suele ser el colector de prueba y el circuito hidráulico. Diferentes válvulas direccionales, de alivio, reductoras, de control de flujo o de cartucho requieren diferentes conexiones y procedimientos de prueba. El control preciso de presión y flujo puede ser más importante que los grandes accesorios mecánicos.
A bancada de pruebas de motor hidráulico generalmente necesita tanto un suministro hidráulico como una carga mecánica controlada. La presión, el caudal, la velocidad y el par pueden necesitar medirse juntos para que la salida y la eficiencia del motor puedan ser evaluadas.
Estas diferencias significan que no existe un “banco de pruebas hidráulico estándar” que sea ideal para cada componente hidráulico.
Defina lo que la bancada de pruebas debe verificar realmente
Después de identificar el componente, el siguiente paso es definir el propósito de la prueba.
Un taller de reparación puede simplemente necesitar confirmar que un cilindro reconstruido puede extenderse y retraerse correctamente, mantener la presión y permanecer dentro de un nivel de fuga aceptable. Un fabricante de cilindros puede necesitar una prueba de producción más estandarizada que incluya presión de prueba, mantenimiento de presión, ciclos, pruebas de fuga y resultados de prueba registrados para cada producto terminado.
De manera similar, un taller de reparación de bombas puede necesitar principalmente verificar si una bomba reconstruida puede producir presión y caudal aceptables, mientras que un fabricante de bombas o un laboratorio de I+D puede necesitar generar curvas de eficiencia detalladas a diferentes velocidades y niveles de presión.
Esta diferencia es importante porque el mismo componente puede requerir configuraciones de banco de pruebas muy diferentes dependiendo del objetivo de la prueba.
Una forma útil de pensar sobre el requisito es:
El tipo de componente te dice qué debe estar conectado al banco, mientras que el objetivo de la prueba te dice qué debe ser capaz de medir y controlar el banco.
Por lo tanto, el procedimiento de prueba debe definirse antes de finalizar la especificación del equipo.
¿Bancada de pruebas hidráulica dedicada o multifuncional?
Otra decisión importante es si utilizar un banco de pruebas dedicado o un banco de pruebas hidráulico multifuncional..
Un banco de pruebas dedicado está diseñado en torno a una categoría principal de componentes, como cilindros hidráulicos o bombas. Debido a que el circuito hidráulico, los accesorios, la instrumentación y el procedimiento operativo están optimizados para un tipo específico de componente, el sistema puede ser a menudo más simple de operar y más fácil de estandarizar.
Un banco de pruebas multifuncional está diseñado para probar varios tipos de componentes en una plataforma. Dependiendo del diseño, puede soportar cilindros, bombas, válvulas, motores u otros componentes hidráulicos cambiando accesorios, colectores, conexiones y modos de prueba.
| Factor de Selección | Banco de pruebas dedicado | Banco de pruebas multifuncional |
|---|---|---|
| Propósito principal | Pruebas repetidas de un tipo de componente | Pruebas de varios tipos de componentes hidráulicos |
| Fijaciones y conexiones | Optimizados para productos específicos | Más flexibles e intercambiables |
| Configuración del operador | Generalmente más simple | Pueden requerirse más cambios en la configuración |
| Procedimiento de prueba | Más fácil de estandarizar | Más modos y configuraciones de prueba |
| Complejidad del sistema | Generalmente más bajo | Generalmente más alto |
| Mejor adecuado para | Líneas de producción y reparación especializada | Reparación general, I+D y pruebas mixtas |
Para un fabricante de cilindros hidráulicos que prueba una gran cantidad de cilindros similares, un banco de pruebas dedicado para cilindros puede ser la solución más eficiente. Un centro de reparación que maneja cilindros, bombas, válvulas y motores de diferentes máquinas puede beneficiarse más de un sistema multifuncional.
El objetivo no es maximizar el número de funciones en una máquina. Se trata de determinar si combinar esas funciones realmente mejora el flujo de trabajo de pruebas del cliente.
Considere el tamaño del producto y el manejo mecánico
La selección de bancos de pruebas hidráulicos no es solo un problema hidráulico. El tamaño físico y el peso del componente probado pueden afectar significativamente la estructura de la máquina.
Para la prueba de cilindros, las dimensiones importantes incluyen el diámetro del agujero, el diámetro del vástago, la carrera, la longitud retraída, la longitud extendida, el estilo de montaje y el peso total. Un banco diseñado para cilindros agrícolas pequeños puede ser completamente inadecuado para cilindros industriales o móviles de carrera larga, incluso si la clasificación de presión hidráulica es suficiente.
Los componentes pesados también pueden requerir soportes ajustables, dispositivos de elevación, accesorios deslizantes, recintos protectores u otras características de manipulación mecánica. Si el banco de pruebas está destinado a un taller de reparación, la flexibilidad se vuelve especialmente importante porque las dimensiones de los componentes entrantes pueden variar considerablemente.
Los bancos de prueba de bombas, válvulas y motores enfrentan consideraciones mecánicas similares. El tamaño del eje, la dirección de rotación, los patrones de brida, las configuraciones de puertos de válvula y los requisitos de adaptadores pueden afectar la rapidez con la que el operador puede instalar y cambiar los componentes de prueba.
Un circuito hidráulico técnicamente capaz no es suficiente si el componente no puede montarse de manera segura y eficiente.
Decida cuánta automatización necesita el proceso de prueba
La automatización debe seleccionarse de acuerdo con el flujo de trabajo real en lugar de tratarse como una característica que es automáticamente mejor cuando es más avanzada.
Un banco manual puede ser completamente adecuado para pruebas de reparación de bajo volumen donde los productos varían frecuentemente y un técnico experimentado ya necesita ajustar la configuración para cada componente. La operación semiautomática se vuelve útil cuando pasos repetitivos como la retención de presión, temporización, ciclismo o grabación de datos necesitan hacerse más consistentes.
Los sistemas controlados por PLC son particularmente valiosos cuando los procedimientos de prueba se repiten con frecuencia y la trazabilidad de la producción es importante. Las recetas de prueba, la secuenciación automática, las alarmas, la grabación de datos y la evaluación de aprobación/rechazo pueden reducir la variación del operador y simplificar el control de calidad.
Sin embargo, el nivel de automatización debe separarse de la capacidad técnica básica del banco. Un sistema controlado por PLC aún necesita presión, flujo, rango de medición, capacidad de fijación y protección de seguridad adecuadas.
Las diferencias detalladas entre bancos de prueba manuales, semiautomáticos y controlados por PLC deben considerarse, por lo tanto, por separado de la cuestión de qué tipo de componente está diseñado para probar el banco.
Considere el registro de datos y la trazabilidad
No todos los usuarios necesitan el mismo nivel de documentación de pruebas.
Un taller de reparación puede necesitar que el operador solo visualice la presión y la fuga y confirme que el componente reparado ha pasado. Un fabricante de producción puede necesitar que cada prueba esté vinculada a un número de serie con presión, flujo, temperatura, fuga, tiempo de prueba y estado final de aprobación/rechazo registrados.
Para estas aplicaciones, el banco de pruebas puede necesitar un HMI, PLC, sistema de adquisición de datos o computadora industrial capaz de almacenar y exportar registros de pruebas. Los sistemas más avanzados también pueden mostrar curvas de presión o flujo y mantener un historial de pruebas anteriores.
El punto importante es que los requisitos de datos deben definirse al principio del proyecto. Agregar trazabilidad detallada después de que la arquitectura hidráulica y eléctrica ya se haya finalizado puede complicar el sistema más de lo necesario.
La precisión de la medición también debe considerarse junto con el requisito de datos. Grabar miles de puntos de datos tiene un valor limitado si el rango de medición, la precisión del sensor o el método de calibración no son apropiados para la prueba.
No ignore los requisitos de prueba futuros
Un banco de pruebas a menudo se utiliza durante muchos años, mientras que los productos que se prueban pueden cambiar.
Un fabricante de cilindros puede comenzar con un rango de diámetro y carrera relativamente estrecho, pero luego recibir proyectos OEM más grandes. Una empresa de reparación puede inicialmente probar solo cilindros y luego querer agregar pruebas de válvulas o bombas. Los volúmenes de producción también pueden aumentar, creando la necesidad de más automatización o una mejor gestión de datos.
Esto no significa que cada banco de pruebas deba ser sobredimensionado o diseñado para probar cada producto posible. Una capacidad excedente no utilizada aumenta el costo y la complejidad del sistema.
Sin embargo, se debe considerar una expansión futura razonable al determinar la estructura de la máquina, la capacidad de potencia hidráulica, la arquitectura de control, el diseño del accesorio y los canales de medición disponibles. En algunos casos, proporcionar espacio o interfaces para opciones futuras es más práctico que intentar reconstruir todo el sistema más tarde.
Un enfoque práctico de selección
El proceso de selección de un banco de pruebas hidráulico más efectivo avanza desde la aplicación hacia la especificación de la máquina, en lugar de comenzar con un modelo de catálogo.
Primero defina el componente hidráulico y las pruebas que deben realizarse. Luego considere el tamaño y el rango de conexión de los productos, con qué frecuencia serán probados, si el procedimiento necesita estandarizarse y qué datos de prueba deben registrarse.
Una vez que estos requisitos estén claros, se pueden especificar con mucha más precisión la presión, el caudal, la potencia hidráulica, los rangos de medición, el nivel de automatización, los accesorios y los sistemas de seguridad requeridos.
Este enfoque también facilita la comunicación con un fabricante de bancos de pruebas. En lugar de simplemente pedir “un banco de pruebas hidráulico de 400 bar”, el usuario puede describir la tarea de prueba real y permitir que la arquitectura del banco se diseñe en torno a ese requisito.
Conclusión
Elegir el banco de pruebas hidráulico adecuado se trata principalmente de hacer coincidir el equipo con el componente, objetivo de la prueba, flujo de trabajo y nivel de validación requerido..
Los bancos de pruebas de cilindros, bombas, válvulas y motores tienen diferentes requisitos hidráulicos y mecánicos, mientras que los sistemas dedicados y multifuncionales sirven a diferentes entornos de operación. La automatización y la adquisición de datos pueden mejorar la repetibilidad y la trazabilidad, pero deben seleccionarse según las necesidades reales de producción o reparación en lugar de agregarse innecesariamente.
Por lo tanto, un buen proceso de selección comienza definiendo qué se probará, cómo se probará, con qué frecuencia se probará y qué resultados deben producirse..
Una vez que se respondan esas preguntas, se puede determinar la especificación técnica detallada de presión, caudal, potencia, precisión, automatización y rango de medición en torno a la necesidad real de prueba.
