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7/23/2019 Bombas Engranajes 8840
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Bombas de engranajesAutor: Federico Rigatto
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Presentación del curso
Este curso presenta las características básicas de las bombas industriales y los tiposque hay. Si eres empresario o técnico industrial, o bien te interesa este mundo, elcurso puede serte muy útil para familiarizarte mucho más con estas piezas.
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1. Generalidades[http://www.mailxmail.com/curso-bombas-engranajes/generalidades ]
Las bombas hidráulicas son los mecanismos encargados de producir la presiónhidráulica, hasta el valor nominal que precisa el sistema, de acuerdo con suscondiciones de diseño. Para ello la bomba se alimenta de líquido hidráulico
almacenado en un depósito. La energía requerida por la bomba se obtiene por unode los siguientes procedimientos:
· Motores eléctricos
· Motor de la aeronave, por transmisión de potencia
· Turbina accionada por la presión dinámica del aire
Son elementos destinados a elevar un fluido desde un nivel determinado a otro másalto o bien, a convertir la energía mecánica en energía hidráulica.
La primera bomba conocida desplazamiento positivo fue utilizada en el imperio
Romano, después del año 100 a.C. y era una bomba con un cilindro y un émbolo ensu interior y válvulas en cada extremo.
Actualmente las bombas son los aparatos más utilizados después del motoreléctrico.
Todas las bombas desplazan líquido, pero este desplazamiento puede ser:
· Positivo: produce un caudal y lo sostiene contra la resistencia del circuitohidráulico.
· No Positivo: produce un caudal no sostenido.
Caracterísitcas
Caudal: Es el volumen de fluido que entrega la bomba en la unidad de tiempo a1500 rpm. Existen bombas de:- Caudal constante- Caudal variablePresión: Hay que conocer la presión máxima que soporta la bomba, esta valor esdado por el fabricante.Velocidad de giro: Se debe conocer también para calcular el mecanismo deaccionamiento para que de ese caudal.
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2. Rendimiento de la bomba[http://www.mailxmail.com/curso-bombas-engranajes/rendimiento-bomba]
La operación y eficiencia de la bomba hidráulica, en su función básica de obteneruna presión determinada, a un número también determinado de revoluciones porminuto se define mediante tres rendimientos a saber:
Rendimiento volumétrico: El rendimiento volumétrico de la bomba es el cocienteque se obtiene al dividir el caudal de líquido que comprime la bomba y el queteóricamente debería comprimir. Dicho en otros términos el rendimientovolumétrico expresa las fugas de líquido que hay en la bomba durante el proceso decompresión.El rendimiento volumétrico es un factor de la bomba muy importante, pues a partirde él se puede analizar la capacidad de diseño y el estado de desgaste en que seencuentra una bomba.El rendimiento volumétrico se ve afectado también por la presión del fluidohidráulico que se transporta y también por la temperatura del mismo.Rendimiento mecánico: El rendimiento mecánico mide las perdidas de energíamecánica que se producen en la bomba, debidas al rozamiento y a la fricción de losmecanismos internos.En términos generales se puede afirmar que una bomba de bajo rendimientomecánico es una bomba de desgaste acelerado.Rendimiento total o global: El rendimiento total o global es el producto de losrendimientos volumétrico y mecánico. Se llama total porque mide la eficienciageneral de la bomba en su función de bombear líquido a presión, con el aportemínimo de energía al eje de la bomba.Así pues el rendimiento total se expresa como el consumo de energía necesariopara producir la presión hidráulica nominal del sistema.
Tipos de bombas:
- Caudal constante:- Engranajes (externos, internos - lobulares)- Paletas (rotor y equilibradas)- Tornillo sin fin manuales- Caudal variable:- Paletas sin equilibrar- Pistones (radiales, axiales y eje inclinado - barrilete)
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3. Bombas rotativas[http://www.mailxmail.com/curso-bombas-engranajes/bombas-rotativas-1]
Este tipo de movimiento es el que traslada el fluido desde la aspiración hasta lasalida de presión.
A) Bombas de engranajes externos
Su caudal va de 1 a 600 l/min. Su presión varía de 15 a 175 kg/cm2 (presión depunta hasta 200 kg/cm2). Su velocidad va de 500 a 3000 rpm.
Las bombas corrientes de engranajes tienen construcción simple, pero tienen eldefecto de tener un caudal con pulsaciones. Los ejes de ambos engranajes estánsoportados por cojinetes de rodillos ubicados en cada extremo. Generalmente sontrabajan con un motor eléctrico.
Se ejecutan en las platinas laterales un pequeño fresado lateral que permite elescape del aceite comprimido, ya sea hacia la salida o hacia la aspiración; para queno se generen presiones excesivas cuando el fluido quede atrapado entre dosdientes.
El árbol y el piñón conductor - piñón conducido son de cementación Cr - Ni
cementados. El cuerpo es de fundición gris aluminio.El tipo de bomba más utilizado son las de engranajes rectos, además de lashelicoidales y bihelicoidales (con la función de hacerlas mas silenciosas a altasvelocidades).
En condiciones óptimas estas bombas pueden llegar a dar un 93% de rendimientovolumétrico.
Son sin lugar a dudas las bombas más ruidosas del mercado. Por ello no se emplean
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en aplicaciones fijas e interiores, donde su nivel sonoro puede perjudicar a losoperarios que las trabajan. Son ampliamente utilizadas en maquinaria móvil,agricultura, obras públicas y minería, aplicaciones en las que el nivel sonoro no esdeterminante y con ambientes muy contaminados y fluidos hidráulicos a los que seles presta pocas atenciones de mantenimiento.
Principio de funcionamiento:
Produce caudal al transportar el fluido entre los dientes de dos engranajes
acoplados. Uno de ellos es accionado por el eje de la bomba (motriz), y este hacegirar al otro (libre).
La bomba de engranajes funciona por el principio de desplazamiento; el piñón esimpulsado según se indica en la figura; se hace girar al piñón B en sentidocontrario. En la bomba, la cámara S (de admisión), por la separación de los dientes,en la relación se liberan los huecos de dientes.Esta depresión provoca la aspiración del líquido desde el depósito.
Los intradientes llenados impelen el líquido a lo largo de la pared de la carcasa haciala cámara P.
En la cámara P los piñones que engranan impelen el líquido fuera de los intradientes
e impiden el retorno del líquido de la cámara P hacia la cámara S.
Por lo tanto el líquido de la cámara P tiene que salir hacia el receptor, el volumen dellíquido suministrado por revolución se designa como volumen suministrado V(cm3/rev).
El caudal teórico en m3/s de las bombas de engranajes externos sería:
Qt = ((2 - Pi) / 60) - Dr - m - b - n
Dr = Diámetro primitivo de la rueda motrizm = Módulob = Ancho del diente
n = Velocidad de giro (rpm)
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4. Bombas rotativas II[http://www.mailxmail.com/curso-bombas-engranajes/bombas-rotativas-2]
B) Bombas de engranajes internos (Semiluna)
Estas bombas de engranajes internos disponen de dos engranajes, uno internocuyos dientes miran hacía el exterior, y otro externo con los dientes hacía el centrode la bomba, el eje motriz acciona el engranaje interno.En este tipo de bombas hay, entre los dos engranajes, una pieza de separación enforma de media luna (semiluna). Esta pieza está situada entre los orificios deentrada y salida, donde la holgura entre los dientes de los engranajes interno yexterno es máxima. Ambos engranajes giran en la misma dirección, pero el interno,al tener un diente más, es más rápido que el externo.El fluido hidráulico se introduce en la bomba en el punto en que los dientes de losengranajes empiezan a separarse, y es transportado hacia la salida por el espacioexistente entre la semiluna y los dientes de ambos engranajes.La estanqueidad se consigue entre el extremo de los dientes y la semiluna;posteriormente, en el orificio de salida, los dientes de los engranajes se entrelazan,
reduciendo el volumen de la cámara y forzando al fluido a salir de la bomba.Poseen un desgaste menor por la reducida relación de velocidad existente. Sonutilizadas en caudales pequeños y menor presión. A diferencia de las de engranajesexternos, este tipo de bombas son más silenciosas, pero a su vez tienen mayorcosto.El caudal teórico en m3/s de las bombas de engranajes internos sería:Qt = ((2 - Pi) / 60) - F - b - nF = Sección libre entre el anillo exterior y la rueda dentadab = Ancho del dienten = Velocidad de giro (rpm)
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5. Bombas rotativas III[http://www.mailxmail.com/curso-bombas-engranajes/bombas-rotativas-3]
C) Bombas de lóbulos externos
Son bombas rotativas de engranajes externos, que difieren de estas en la forma deaccionamiento de los engranajes. Aquí ambos engranajes tienen sólo tres dientesque son mucho más anchos y más redondeados que los de una bomba deengranajes externos son accionados independientemente por medio de un sistemade engranajes externo a la cámara de bombeo.
Ofrecen un mayor desplazamiento, pero su coste es mayor y sus prestaciones depresión y velocidad son inferiores a las de las bombas de engranajes, tiende a dar uncaudal más pulsátil. Esta bomba es más adecuada para utilizarla con fluidos mássensibles al cizalle, lo mismo que para fluidos con gases o partículas atrapadas. Suelevado coste y sus bajas prestaciones de caudal y presión hacen que estas bombasno se empleen en sistemas oleohidráulicos, a pesar de considerarse como bombasde desplazamiento positivo.
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6. Bombas rotativas IV[http://www.mailxmail.com/curso-bombas-engranajes/bombas-rotativas-4]
D) Bombas de lóbulos internos (Gerotor)
Esta bomba combina un engranaje interno dentro de otro externo. El engranajeinterno está enchavetado en el eje y lleva un diente menos que el engranaje exterior.
Cuando los engranajes giran, Ambos engranajes giran en el mismo sentido, cadadiente del engranaje interno está en constante contacto con el engranaje externo,pero con un diente de más, el engranaje externo gira más despacio.
Los espacios entre los dientes giratorios aumentan durante la primera mitad de cadagiro, aspirando de fluido. Cuando estos espacios disminuyen en la segunda mitaddel ciclo, obligan a salir al fluido.
Generalmente la bomba gerotor tiene mayor eficiencia volumétrica que la desemiluna trabajando a bajas velocidades. El rendimiento volumétrico y total de estetipo de bombas es generalmente similar al que ofrecen las bombas de engranajesexternos, sin embargo son bastante más sensibles al contaminante.
UTILIZACIÓN GENERAL
- Suministrar caudal en instalaciones hidráulicas.- Para suministrar una corriente de lubricación.
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