Bombas Engranajes

BOMBAS DE ENGRANAJES

Una bomba de engranajes es un tipo de bomba hidráulica que consta de dos engranajes encerrados en un alojamiento muy ceñido. Transforma la energía cinética en forma de par motor, generada por un motor, en energía hidráulica a través del caudal de aceite generado por la bomba.

Este caudal de aceite a presión se utiliza para generar, normalmente, el movimiento del actuador instalado en la máquina/aplicación.

Las bombas de engranajes se usan para bombear aceite de lubricación, y casi siempre tienen un componente de vibración fuerte en la frecuencia del engranaje, que es el número de dientes en el engrane por las RPM. Este componente dependerá fuertemente de la presión de salida de la bomba. Si la frecuencia del engranaje se cambia de manera significativa, y hay una aparición de armónicos o de bandas laterales, en el espectro de vibración, este podría ser una indicación de un diente cuarteado ó dañado de otra manera.

CARACTERÍSTICAS

• Reversibles y unidireccionales, versiones con Brida SAE, DIN y Brida Europea.

• Divisores de caudal rotativo.

• Cuerpos en aluminio reforzado y en acero.

• Alto rendimiento y altas temperaturas.

• Bajo nivel sonoro. Larga duración en condiciones extremas. Excelente versatilidad. Amplio abanico de aplicaciones.

• Diseño compacto. Alta fiabilidad.

COMPONENTES

El elemento principal de la bomba es el par de engranajes acoplados. El par de engranajes está formado por el eje conductor/motriz (el que es accionado por el eje del motor) y el eje conducido. El eje conductor hace girar al eje conducido bajo el principio del desplazamiento provocado por el contacto entre los dientes de los engranajes de los ejes.

FUNCIONAMIENTO

Al accionarse la bomba, el aceite entra por el orificio de entrada (aspiración) de la bomba debido a la depresión creada al separarse los dientes de uno respecto a los del otro engranaje. El aceite es transportado a través de los flancos de los dientes del engranaje hasta llegar al orificio de salida de la bomba, donde, al juntarse los dientes del eje conductor con los del conducido, el aceite es impulsado hacia el orificio de salida (presión).

El uso de las bombas de engranajes externos en el mercado es muy común debido a que es un producto compacto, potente, robusto y competitivo a nivel de coste.

Las bombas de engranajes son bombas robustas de caudal fijo, con presiones de operación hasta 250 bar (3600psi) y velocidades de hasta 6000 rpm. Con caudales de hasta 250 cc/rev combinan una alta confiabilidad y tecnología de sellado especial con una alta eficacia.

Tipos de bombas de engranajes:

• Bombas de aluminio con rodamientos

• Bombas de aluminio con cojinetes

• Bombas de fundición con rodamientos

• Bombas de fundición con cojinetes

• Bombas para camiones

• Bombas de engranajes externos:

Producen 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 éste hace girar al otro (libre).

Bombas de engranajes externos de baja presión: Lo que sucede es el origen de un vacío en la aspiración cuando se separan los dientes, por el aumento del volumen en la cámara de aspiración. En el mismo momento los dientes se van alejando, llevándose el fluido en la cámara de aspiración. La impulsión se origina en el extremo opuesto de la bomba por la disminución de volumen que tiene lugar al engranar los dientes separados.

Bombas de engranajes externos de alta presión: El tipo de bomba más utilizado son las de engranajes rectos, además de las helicoidales y behelicoidales. En condiciones óptimas estas bombas pueden llegar a dar un 93% de rendimiento volumétrico.

• Bombas de engranajes internos:

Están compuestas por dos engranajes, externo e interno. Tienen uno ó dos dientes menos que el engranaje exterior. Su desgaste es menor por la reducida relación de velocidad existente. Son utilizadas en caudales pequeños y pueden ser de dos tipos: semiluna y ge rotor.

Las bombas de paletas

Tienen un conjunto de aletas con cinemática radial. Las aletas deslizan u oscilan en un cilindro hueco con ranuras radiales en el rotor. Respecto al eje del cuerpo de la bomba está colocado de forma excéntrica el rotor, respecto al que durante la rotación las aletas realizan movimientos alternativos o de vaivén.

En los extremos de la bomba de paletas se aprietan en el interior el estator y las paletas deslizan por él. La cámara de trabajo es llenada entre dos paletas contiguas, el estator y el rotor. Durante el giro rotor el volumen de producto aumenta hasta alcanzar un valor máximo que tras alcanzar este se cierra para trasladar el producto a la cavidad de impulsión de la bomba A la par se inicia el desalojo del líquido de la cámara de trabajo en una cantidad igual a su volumen útil. No tienen el mismo grado de hermeticidad como otras bombas rotativas y para mejorar el grado de hermeticidad se puede realizar elevando el número de paletas.

El accionamiento se efectúa por medio de un eje estriado que engrana con el estriado interior del rotor. Hay diversos diseños para conseguir el contacto entre la paleta y el anillo; en unos se utiliza la propia fuerza centrífuga que les imprime el giro del rotor, en estos modelos se requiere una velocidad mínima de giro para garantizar el correcto apoyo de la paleta sobre el anillo; en otros modelos esta fuerza centrífuga se refuerza con unos muelles colocados entre la paleta y su alojamiento en el rotor, esto disminuye la velocidad mínima necesaria para el apoyo; otros modelos utilizan una reducida presión hidráulica para empujar la paleta.

Las bombas de paletas son relativamente pequeñas en función de las potencias que desarrollan y su tolerancia al contaminante es bastante aceptable.

El aceite entra por el lado izquierdo, donde es recogido por las paletas que se abren por la fuerza centrifuga y es impulsado hacia el lado de presión por las mismas hasta incorporarse a la salida de presión. unas ranuras especiales en el rotor, conectan el lado de presión con la parte inferior de las paletas para ayudar a la fuerza centrifuga a impulsarlas hacia fuera.

La aspiración se produce al incrementar el volumen de la cámara durante el giro.

Cuanto menores sean las tolerancias entre el extremo de la paleta y el anillo y entre estas y las placas de presión, mejor será el rendimiento de la bomba.

De todas formas se ha de mantener una cierta tolerancia en las zonas de rozamiento, por ello es importante que la fuerza que la paleta ejerce sobre el anillo no sea excesiva ya que entonces se rompería la película de lubricante y se produciría contacto entre el extremo de la paleta y el anillo.

Las lumbreras de entrada y salida del aceite están situadas en los laterales del rotor y a su lado podemos observar las ranuras que dan presión al fondo de las paletas.

• Bombas múltiples

Las bombas múltiples son combinaciones de dos o mas elementos de bombeo colocados en una sola carcasa y accionados por un mismo eje motriz.

Las bombas múltiples pueden estar compuestas por varios cuerpos (grupos de bombeo) iguales en su funcionamiento (engranajes + engranajes, paletas + paletas, pistones + pistones) que a su vez pueden ser de igual o distinta cilindrada. Otra opción es la combinación de cuerpos distintos (pistones + paletas, paletas + engranajes, etc.).

Las bombas múltiples construidas a partir de cuerpos independientes suele tener un orificio de aspiración y uno de salida para cada cuerpo de bomba; en otros modelos la carcasa ha sido diseñada especialmente para esta aplicación y disponen de una aspiración única para varias unidades de bombeo. En cualquier caso, el cuerpo que suministra más caudal o el que absorbe más potencia siempre será el mas cercano al motor.

Un ejemplo de aplicación de una bomba múltiple con distintos cuerpos sería la de accionamiento de una carretilla elevadora, con un cuerpo para el sistema de desplazamiento (accionamiento de las ruedas), otro cuerpo para el circuito de elevación y posicionamiento de la horquilla y otro para el circuito de dirección.

Otra posibilidad es la de unir en serie dos bombas de igual cilindrada en las que la salida de una se directamente a la entrada de la otra. Estas bombas así conectadas ofrecen una presión doble a la normalmente alcanzada por una sola de las unidades de bombeo.

CARACTERISTICAS

En la gran variedad de las bombas de paletas encontramos las siguientes características:

• Las bombas de paletas son usadas en instalaciones con una presión máxima de 200 bar. Un caudal uniforme (libre de pulsos) y un bajo nivel de ruido.

• El anillo estator es de forma circular y excéntrico con respecto al rotor. Esta excentricidad determina el desplazamiento (caudal).

• Cuando la excentricidad sea cero, no existe un caudal, por lo tanto, no se entregará líquido al sistema. Esto permite regular el caudal de las bombas de paletas.

Las bombas de paletas constan de varias partes

 Anillo excéntrico.

 Rotor.

 Paletas.

 Tapas o placas de extremo.

Las bombas de paletas son relativamente pequeñas en función de las potencias que desarrollan y su tolerancia al contaminante es bastante aceptable.

 Abertura de entrada.

 Abertura de descarga.

 Lumbrera de aspiración.

...