GUÍA DE APLICACIÓN · EQUIPOS DE CONSTRUCCIÓN · CILINDROS DE ELEVACIÓN HIDRÁULICA
Brazo de bomba de hormigón
Cilindros de elevación hidráulicos
Brazo de pluma · Pistón de hormigón · Válvula S
Una bomba de hormigón montada sobre camión contiene tres categorías fundamentalmente diferentes de cilindros hidráulicos que funcionan simultáneamente: los cilindros de elevación de la pluma, que posicionan la tubería de suministro a cientos de metros sobre el nivel de la calle; los cilindros de pistón de hormigón, que impulsan el hormigón fresco a través de la tubería de la pluma a presiones de hasta 12 MPa; y los cilindros actuadores de válvula S, que alternan la entrada y salida de hormigón con cada carrera de la bomba. Cada categoría opera a diferentes presiones, con diferentes niveles de contaminación y con diferentes consecuencias en caso de fallo, y cada una requiere un enfoque de especificación independiente.
Pistón de hormigón
Válvula S
CILINDROS DE ELEVACIÓN · APLICACIÓN PARA BOMBAS DE HORMIGÓN · JULIO DE 2026
REFERENCIA · TIPOS DE CILINDROS PARA BOMBAS DE HORMIGÓN: UN VISTAZO
DIÁMETRO DEL CILINDRO DE LA PLUMA
80–180 mm
Los cilindros hidráulicos de elevación del brazo de la pluma soportan el peso muerto combinado y la carga de la tubería de hormigón a un alcance de hasta 280 m.
PISTÓN DE HORMIGÓN
180–260 mm
Dos cilindros de hormigón empujan el hormigón húmedo a una presión de 5 a 12 MPa; este es el cilindro de mayor presión del sistema de bombeo.
CAUDAL DE BOMBEO
60–160 m³/h
Las bombas de camión de alto rendimiento suministran 160 m³/h a través de la tubería de la pluma a máxima velocidad de carrera, con todos los cilindros bajo carga continua.
CICLOS DE VÁLVULA S
30–60/min
El actuador de la válvula S se activa con cada carrera de la bomba de hormigón, una de las tasas de activación más altas en cualquier cilindro de equipo de construcción.
SECCIÓN 01
Descripción general del sistema de cilindros de la bomba de hormigón
Las tres categorías de cilindros en un camión bomba de hormigón funcionan en circuitos hidráulicos separados pero interdependientes con prioridades de ingeniería muy diferentes:
CIRCUITO DE PLUMA
Aceite hidráulico mineral estándar a 28–35 MPa. Controla todos los cilindros de elevación del brazo de la pluma (normalmente de 3 a 6 cilindros de doble efecto por sección). Baja contaminación (circuito de aceite limpio). Carrera larga, frecuencia de ciclo media. Crítico para la seguridad: el colapso de la pluma con la tubería de hormigón conectada constituye un incidente que pone en peligro la vida.
CIRCUITO DE HORMIGÓN
Circuito hidráulico dedicado que acciona los cilindros gemelos de pistón para hormigón a una presión de 5 a 12 MPa. Los orificios de los cilindros de hormigón están en contacto directo con la lechada de cemento, no con aceite hidráulico; se trata de cilindros para hormigón, no hidráulicos, y requieren especificaciones completamente diferentes. No son intercambiables con los cilindros de plataformas elevadoras bajo ninguna circunstancia.
CIRCUITO DE VÁLVULA S
En la mayoría de los diseños, el suministro hidráulico se comparte con el circuito de la pluma. Cilindros pequeños de doble efecto accionan la válvula S con cada carrera de la bomba de hormigón, siendo este el componente con mayor frecuencia de ciclo del sistema. Diámetro del cilindro: 50–80 mm, carrera: 100–200 mm. Se acciona mediante una válvula de carrete de respuesta rápida específica para lograr la velocidad de conmutación requerida a la máxima frecuencia de carrera de la bomba.
SECCIÓN 02
Cilindros de elevación para brazo articulado: carga y alcance combinados.
Los cilindros de elevación del brazo articulado posicionan la tubería de suministro de hormigón, que se convierte en una estructura portante al llenarse de hormigón. Un brazo articulado de 52 m completamente extendido, que transporta una tubería de hormigón de 125 mm de diámetro y una densidad de 2400 kg/m³ a lo largo de toda su longitud, pesa aproximadamente 1800 kg solo la tubería, sin contar la estructura del brazo. Los cilindros de elevación del brazo deben soportar este peso combinado (muerto y vivo) en todos los ángulos y alcances del brazo.
SECCIÓN A
AUGE INTERIOR
El cilindro de elevación de la primera sección de la pluma soporta la mayor carga total del brazo de palanca, ya que soporta todas las secciones subsiguientes de la pluma, la tubería completa y el hormigón que contiene. En una bomba de pluma de 52 m, el cilindro de elevación de la sección interior puede soportar un momento combinado de 80 a 120 kNm a su alcance horizontal máximo. Diámetro interior: 140-180 mm. El cilindro de elevación debe mantener el control de la válvula de contrapeso en todas las posiciones de la pluma, incluida la configuración que apunta hacia abajo utilizada al bombear por debajo del nivel del suelo.
SECCIONES B–D
MEDIO AUGE
Los cilindros de elevación de la sección media soportan cargas progresivamente menores a medida que el brazo de palanca se acorta hacia la punta de la pluma. Sin embargo, estos cilindros experimentan las mayores sobrepresiones en la tubería de hormigón: cuando la bomba impulsa un bloque de hormigón a través de la tubería, el pulso de presión se propaga y genera cargas de choque transitorias en la pluma, las cuales los cilindros de elevación deben absorber mediante sus amortiguadores de final de carrera. La amortiguación de final de carrera es obligatoria en todos los cilindros de elevación de la pluma de las bombas de hormigón para evitar la transmisión de picos de presión a las soldaduras de la estructura de la pluma.
SECCIÓN E–F
PUNTA DE LA PLUMA
Los cilindros de elevación de la sección de la punta son los más pequeños del conjunto de la pluma y proporcionan el control de posicionamiento preciso necesario para colocar la manguera final en el punto de vertido. Diámetro: 80–100 mm. La mayor frecuencia de ajustes de posición se produce en la punta: el operador la reposiciona constantemente para seguir la línea de colocación del hormigón. Estos cilindros de elevación experimentan más ciclos por turno que cualquier otra posición en la pluma.
Todos los cilindros de elevación del brazo de pluma deben tener válvulas de contrapeso instaladas en el puerto del extremo de la tapa; una sección de la pluma no debe poder descender sin control si se rompe una manguera de suministro durante el funcionamiento. Para las especificaciones de los cilindros de elevación del brazo de pluma estándar y de servicio pesado, cilindro de elevación La gama de productos incluye configuraciones con extremos amortiguados y preparadas para válvulas de contrapeso para todas las posiciones principales del brazo de la pluma.
SECCIÓN 03
Cilindros de pistón de hormigón: diámetro, carrera y desgaste
Los cilindros de pistón para hormigón no son cilindros de elevación hidráulica; son un tipo de componente completamente independiente que impulsa hormigón húmedo en lugar de aceite. Sin embargo, todos los camiones bomba de hormigón también dependen del conjunto del cilindro de elevación de la pluma, y ambos sistemas comparten el mismo ciclo de mantenimiento y el mismo chasis. Comprender el funcionamiento del cilindro de pistón para hormigón ayuda a los equipos de mantenimiento a evitar el error común de considerar ambos sistemas como intercambiables.
CILINDRO DE HORMIGÓN VS. CILINDRO DE ELEVACIÓN DE PLUMA: DIFERENCIAS CLAVE
CILINDRO DE PISTÓN DE HORMIGÓN
- Medio en el pozo: hormigón húmedo (lechada de cemento + árido)
- Material del ánima: revestimiento de acero aleado cromado
- Sello del pistón: copa de pistón de goma de alta resistencia al desgaste, se reemplaza cada 20 000–40 000 m³.
- Presión: 5–12 MPa de presión del hormigón
- Fallo primario: desgaste abrasivo del cilindro, rotura de la copa del pistón
CILINDRO DE ELEVACIÓN DE PLUMA
- Medio en el orificio: aceite hidráulico (mineral ISO 46–68)
- Material de la varilla: acero cromado duro o con recubrimiento HVOF.
- Junta: Elastómero de NBR o PU, se reemplaza cada 2-5 años.
- Presión: 28–35 MPa de presión hidráulica
- Fallo primario: fuga en el sello de la varilla, rayadura en la superficie de la varilla.
SECCIÓN 04
Cilindros actuadores de válvula S — Especificación de alto ciclo
La válvula S es un tubo giratorio en forma de S que conecta alternativamente un orificio del cilindro de hormigón a la entrada de la tolva y el otro orificio a la tubería de suministro. Un cilindro actuador hidráulico desplaza la válvula S de una posición a otra con cada carrera de la bomba de hormigón; a la máxima velocidad de bombeo, el actuador de la válvula S realiza entre 30 y 60 ciclos por minuto, acumulando entre 1500 y 3000 ciclos por hora de bombeo continuo.
IMPACTO DE LA TASA DEL CICLO
A 45 ciclos por minuto durante un turno de vertido de 8 horas: 21 600 ciclos por día. Con 200 días laborables al año: 4,3 millones de ciclos anuales. El cilindro actuador de válvula S acumula el equivalente a la vida útil de diseño completa de 500 000 ciclos de un cilindro elevador industrial estándar en aproximadamente 6 semanas de funcionamiento continuo a la máxima velocidad de bombeo. Solo son adecuados para esta función los cilindros elevadores de construcción robusta y de alto ciclo con tapas de extremo reforzadas y sellos de primera calidad.
CONTAMINACIÓN DEL HORMIGÓN
El cilindro actuador de la válvula S está montado junto a la tolva de la bomba de hormigón, directamente en la zona de salpicaduras de la lechada de cemento y las partículas de árido. La lechada de hormigón que entra en contacto con la zona de la boquilla se endurece en cuestión de horas; el hormigón seco en la superficie de la boquilla puede dañar el sello rascador durante la retracción e introducir partículas abrasivas en la boquilla. El rascador exterior debe ser robusto, de tipo rascador, capaz de eliminar el cemento seco de la boquilla en cada carrera de extensión.
REQUISITO DE VELOCIDAD
La válvula S debe completar su movimiento de conmutación en menos de 0,3–0,5 segundos a la máxima velocidad de bombeo. Esto requiere una válvula direccional de alto caudal, mangueras hidráulicas cortas hasta el actuador y una combinación de diámetro/carrera que minimice el volumen de aceite a desplazar por conmutación. Los actuadores de mayor diámetro conmutan con más fuerza pero a menor velocidad a un caudal determinado; el diámetro óptimo del cilindro del actuador es el mínimo necesario para superar la presión del hormigón sobre la cara de la válvula S, normalmente de 50 a 70 mm.
SECCIÓN 05
Sello, vástago y especificaciones de seguridad del cilindro de la pluma
Los cilindros de elevación del brazo de una bomba de hormigón funcionan en un entorno combinado de contaminación y choque mecánico: polvo de la obra y salpicaduras de hormigón en el exterior de la varilla, combinados con picos de presión de aceite hidráulico procedentes de la acción de bombeo del hormigón, transmitidos a través de la estructura del brazo:
RECUBRIMIENTO DE VARILLA
El cromo duro de 35–45 μm es la especificación estándar para los cilindros de elevación de las bombas de hormigón. El carburo de tungsteno HVOF es una mejora para bombas que operan regularmente en obras de demolición o reciclaje, donde la contaminación por polvo de áridos es mayor que en las obras de construcción habituales. Es necesario proteger la varilla del fraguado del hormigón limpiando su superficie al final de cada vertido, antes de que el hormigón en la zona de entrada de la boquilla se endurezca durante la noche.
GRADO DE SELLADO
Sellos de poliuretano (PU) de 88–92 Shore A para el sello del vástago del cilindro de la plataforma elevadora. La combinación de la exposición a productos químicos en la obra (agentes desmoldantes, aceites para encofrados, disolventes de limpieza) hace que el PU sea más duradero que el NBR estándar en este entorno. Limpiador de doble labio con un labio exterior que excluye el polvo: un limpiador de un solo labio acumula rápidamente partículas de cemento seco entre el labio y la superficie del vástago durante un vertido de jornada completa.
SEGURIDAD
Cada cilindro de elevación de la pluma debe tener una válvula de contrapeso en el puerto del extremo de la tapa, sin excepciones. Requisito adicional: el circuito hidráulico de la pluma debe contar con una parada de emergencia que bloquee simultáneamente todos los cilindros de elevación en caso de fallo de presión del sistema. Cuando la bomba opere con personal en la pluma de colocación o en la zona de entrega, el circuito debe cumplir con los requisitos de la categoría de seguridad EN ISO 13849 para la clase de aplicación correspondiente.
Los cilindros de repuesto para elevadores de brazo para todas las principales marcas de bombas de hormigón — Putzmeister, Schwing, CIFA, Zoomlion — se suministran con puertos de válvula de contrapeso integrados y kits de juntas de PU de alta resistencia. Para aplicaciones de maquinaria móvil en el sector de la construcción, Cilindro hidráulico para maquinaria móvil El rango abarca toda la sección de la pluma, desde la sección interior hasta las posiciones del cilindro de la punta.
SECCIÓN 06
Intervalos de mantenimiento del cilindro hidráulico de la bomba de hormigón
El mantenimiento de las bombas de hormigón se rige por el volumen bombeado (m³) en lugar de por las horas de funcionamiento del motor, ya que el desgaste tanto de los cilindros de hormigón como de los cilindros de elevación de la pluma se correlaciona más estrechamente con el caudal de hormigón que con el tiempo. La mayoría de los fabricantes de bombas especifican un mantenimiento a intervalos de 10 000 m³ para los componentes del circuito de hormigón y a intervalos anuales o bienales para los cilindros de elevación de la pluma.
A DIARIO
Después de cada vertido: limpie todas las superficies de las varillas de los cilindros de la plataforma elevadora para eliminar salpicaduras de hormigón y cemento seco antes de guardarlas. Inspeccione visualmente si hay fugas de aceite en cada junta. Lave la zona de la válvula S y la varilla del cilindro del actuador con agua antes de que el hormigón fragüe sobre la superficie de la varilla. Compruebe el nivel de aceite hidráulico. Si se observa alguna fuga de aceite en las varillas de los cilindros de la plataforma elevadora, debe investigarse antes de su uso al día siguiente, especialmente si se encuentra en la zona de la junta.
ANUALMENTE
Inspección completa del cilindro de la plataforma elevadora: evaluación visual de la varilla, análisis de fugas en la empaquetadura, prueba de funcionamiento de la válvula de contrapeso. Muestra de aceite hidráulico para análisis de limpieza según la norma ISO. Sustitución del filtro de aceite hidráulico de la plataforma. Sustitución del kit de juntas del actuador de la válvula S como medida preventiva: entre 3 y 4 millones de ciclos al año justifican la sustitución anual, independientemente de la presencia de fugas visibles. Prueba en banco de la válvula de contrapeso en cada cilindro de la plataforma elevadora para confirmar el ajuste correcto de la presión de apertura.
3–5 AÑOS
Sustitución completa del kit de juntas del cilindro de elevación en todas las secciones de la pluma. Medición del espesor de la varilla cromada mediante un medidor de corrientes de Foucault: sustituir cualquier varilla inferior a 15 μm. Inspección estructural de la pluma, incluyendo todos los orificios de los pasadores del cilindro de elevación y los soportes de montaje, para detectar grietas o deformaciones; las plumas de las bombas de hormigón operan en un entorno de ciclo de alta fatiga debido a la vibración acumulada de las carreras de la bomba. Prueba de presión de todos los cilindros de elevación de la pluma a 1,5 veces la presión de trabajo después de la sustitución de las juntas.
PREGUNTAS FRECUENTES SOBRE LA SOLICITUD
Preguntas sobre cilindros de bombas de hormigón
Q01
Una sección del brazo de nuestra bomba de hormigón se desliza lentamente hacia abajo cuando dejamos de bombear; el sello del cilindro de elevación del brazo se reemplazó hace 3 meses. ¿Qué más puede causar este deslizamiento?
La deriva del cilindro de la plataforma elevadora tras un reciente cambio de sello casi siempre indica que la fuga se debe a la válvula de contrapeso, no al sello del cilindro. La válvula de contrapeso se encuentra entre la válvula de control direccional y el puerto del extremo de la tapa del cilindro, y debe mantener la sección de la plataforma contra su propio peso y la carga de la tubería de hormigón sin derivación de aceite cuando la válvula direccional está en punto muerto. Una válvula de contrapeso ajustada a una presión de apertura demasiado baja, con un asiento desgastado o con contaminación alojada en el asiento, permitirá una derivación lenta de aceite, produciendo exactamente los síntomas descritos: una deriva lenta en un cilindro de plataforma elevadora recientemente sellado. Retire la válvula de contrapeso, pruébela en banco a su presión de apertura especificada e inspeccione el asiento y el obturador para detectar contaminación o desgaste. Una válvula que no mantiene su presión de apertura durante la prueba en banco debe reemplazarse, no ajustarse; ajustar un asiento desgastado solo retrasa la falla.
Q02
La válvula S de nuestra bomba funciona con lentitud: completa el movimiento, pero tarda entre 0,8 y 1,0 segundos en lugar de los 0,3 segundos correctos. ¿Cuál es la causa?
La conmutación lenta de la válvula S se debe a un flujo hidráulico insuficiente que llega al cilindro del actuador; el volumen de fluido correcto no llega con la suficiente rapidez para completar la carrera en el tiempo requerido. La secuencia de diagnóstico es la siguiente: primero, compruebe la temperatura del aceite hidráulico; el aceite frío por la mañana, antes de que el sistema se caliente, es viscoso y provoca precisamente este síntoma. Espere hasta que alcance la temperatura de funcionamiento (50-60 °C) y vuelva a realizar la prueba. Si el problema persiste a la temperatura de funcionamiento, compruebe la válvula de control de flujo en el circuito del actuador de la válvula S; es posible que se haya cerrado inadvertidamente durante un mantenimiento anterior. Si la válvula de flujo está completamente abierta y la temperatura es correcta, compruebe si el carrete de la válvula de control direccional está atascado o desgastado; un carrete desgastado permite el paso de aceite y reduce el flujo efectivo hacia el cilindro del actuador. Por último, inspeccione el sello del cilindro del actuador; un sello de pistón desgastado en el cilindro del actuador desvía el aceite en cada carrera en lugar de mover el pistón, lo que reduce drásticamente el flujo efectivo utilizado para mover la válvula S.
Q03
Necesitamos sustituir el cilindro de elevación del brazo interno de una Putzmeister M52-5. ¿Qué especificaciones debemos indicar al realizar el pedido?
Para un cilindro de elevación de pluma interior Putzmeister M52-5 (Sección A), proporcione las siguientes especificaciones al realizar el pedido: diámetro del orificio (normalmente 150 o 160 mm para la sección interior M52-5; verifique en la placa de identificación del cilindro), diámetro del vástago (normalmente 110 o 120 mm), carrera (normalmente 1350–1500 mm para la sección interior; mida la longitud de pasador a pasador colapsada y extendida desde la original), especificación del puerto (tamaño y posición de la rosca BSPP; normalmente G1/2 en el extremo de la tapa y G3/8 en el extremo del vástago en la sección interior), estilo de montaje (diámetro y ancho del orificio del pasador de horquilla a horquilla) y especificación de la válvula de contrapeso (relación de presión de apertura; normalmente 1,3 × presión de trabajo en los circuitos Putzmeister). Si el cilindro original tiene un sensor de posición integrado (potenciómetro o codificador lineal) para la retroalimentación del ángulo de la pluma al sistema de control, especifíquelo, ya que no es un accesorio universal y debe perforarse y roscarse previamente en el cilindro de elevación de repuesto antes de su instalación.
Q04
Hay hormigón endurecido alrededor de la zona de sellado de la varilla del cilindro de la punta de la pluma. ¿Se puede limpiar sin desmontarlo?
El hormigón endurecido alrededor de la entrada del sello de la varilla del cilindro de elevación de la pluma a veces se puede eliminar sin desmontar completamente el cilindro si se detecta a tiempo (dentro de las 24 horas posteriores al fraguado) y aún no ha penetrado en la propia prensaestopas. Remoje el hormigón endurecido con un producto disolvente de hormigón (ácido clorhídrico diluido o un removedor de hormigón comercial), deje actuar el tiempo especificado y retire con cuidado el hormigón ablandado con una espátula de madera o plástico; no utilice herramientas metálicas cerca de la superficie de la varilla. Después de retirar el hormigón superficial, limpie la varilla e inspeccione si hay partículas de hormigón que puedan haber entrado en el labio del rascador. Si el área de la prensaestopas muestra alguna fuga de aceite o se observan partículas de hormigón entre el rascador y la superficie de la varilla, se debe retirar el cilindro de elevación de la pluma y desmontar la prensaestopas; las partículas de hormigón dentro de la prensaestopas destruirán el sello de la varilla en los próximos ciclos de extensión. La prevención es mucho más sencilla que la cura: una limpieza diaria de la varilla después del vertido, antes de que el hormigón fragüe, toma 30 segundos por cilindro y elimina por completo este modo de falla.
SUMINISTRO DE CILINDRO PARA BOMBA DE HORMIGÓN CON BRAZO ELEVADOR
¿Necesita reemplazar el cilindro de la pluma de una bomba de hormigón?
Envíenos la marca, el modelo, la sección de la pluma (A-F), el diámetro, la carrera y las especificaciones de la válvula de contrapeso de la bomba; nuestro equipo le proporcionará el repuesto adecuado. cilindros de elevación Para todos los principales fabricantes de bombas de hormigón con juntas de poliuretano y puertos de válvula de contrapeso integrados.
Editor: Cxm
