La entrada a un sistema hidráulico es casi siempre fuerza mecánica de un motor eléctrico o de una máquina. Esta fuerza debe ser primero convertida de fuerza mecánica a fuerza fluida por medio de una bomba y una cierta cantidad de ella se va a perder debido a la fricción y a la resistencia al flujo en la bomba. La fuerza fluida después tiene que ser transmitida a través de tubos y válvulas y una parte adicional de la fuerza se va a perder debido a la resistencia al flujo. Finalmente la fuerza tiene que ser convertida a fuerza mecánica antes de ser utilizada. Esta conversión es por medio de un cilindro, un motor hidráulico o un actuador rotatorio y algo de esta fuerza se va a perder debido a fricción mecánica. Todas estas pérdidas de fuerza se deben tomar en cuenta cuando se estime la cantidad de entrada de fuerza requerida para producir la salida de fuerza mecánica requerida.

Salida de fuerza

El primer paso al diseñar un sistema hidráulico es el estimar la cantidad de fuerza que se requiere para igualar justamente la resistencia de la carga a ser movida. La fuerza de salida puede ser calculada con la siguiene fórmula:

PSI = Fuerza de salida ÷ Área del pistón

La presión producida por la bomba va a ser más alta que la presión calculada para balancear la resistencia de la carga. El aceite no puede moverse por el circuito a menos que haya presión adicional de la bomba al cilindro para empujarlo a través de la resistencia al flujo de las válvulas y los tubos. Es raramente posible el calcular con exactitud la presión necesaria para superar la resistencia al flujo y un diseñador tiene que hacer un cálculo solo aproximado.

Como regla de experiencia, para empezar el diseño una presión adicional de al menos 15% o hasta 20% sobre la presión de balance de la carga debe ser estimada para equipo móvil. Si va a haber válvulas reductoras de presión, divisoras de flujo o válvulas de control de flujo compensado, se debe agregar un 3% a 5% adicional por cada uno de estos componentes.

La velocidad de un cilindro se puede calcular con la siguiente fórmula:

Rango de flujo de aceite (GPM) = Área del pistón (pulg. cuad.) x Velocidad de viaje (pulg. por minuto) ÷ 231

Selección de la bomba y entrada de fuerza

Con los cálculos anteriores se puede seleccionar ahora una bomba, la cual debe proveer el flujo requerido a la presión estimada. Se puede seleccionar utilizando la siguiente fórmula:

HP fluidos = PSI x GPM ÷ 1714

Para encontrar la entrada de la fuerza mecánica estimada a la bomba, agregue un 15% para compensar por pérdidas mecánicas y de flujo en la bomba.