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  • 02 BOMBAS HIDRULICAS

    Curso de hidrulica 1 de 24

    BOMBAS HIDRAULICAS Bombas Bombas hidrodinmicas Bombas hidrostticas Bomba de engranajes Bomba de paletas Bomba combinadas Bomba de pistones Cilindrada Caudal terico Rendimiento volumtrico Autocontrol

    BOMBASLa bomba es probablemente el componente ms importante y menos comprendido delsistema hidrulico. Su funcin consiste en transformar la energa mecnica en energahidrulica, impulsando el fluido hidrulico en el sistema.Las bombas se fabrican en muchos tamaos y formas - mecnicas y manuales - conmuchos mecanismos diferentes de bombeo y para aplicaciones muy distintas.Todas las bombas se clasifican en dos categoras bsicas: hidrodinmica e hidrosttica.TIPOS DE BOMBAS

    Bombas hidrodinmicas Bombas hidrostticas Bombas de engranajes

    Bombas de paletas Bombas combinadas Bombas de pistones

    BOMBAS HIDRODINAMICASLas bombas hidrodinmicas o de desplazamiento no positivo, como las de tipocentrfugo o de turbina, se usan principalmente para transferir fluidos donde la nicaresistencia que se encuentra es la creada por el peso del mismo fluido y el rozamiento.Bombas de desplazamiento no positivoLa mayora de las bombas de desplazamiento no positivo funcionan mediante la fuerzacentrfuga. El fluido, al entrar por el centro del cuerpo de la bomba, es expulsado haciael exterior por medio de un impulsor que gira rpidamente. No existe ningunaseparacin entre los orificios de entrada y de salida, y su capacidad de presin dependede la velocidad de rotacin.Suministran un caudal uniforme y continuo, pero su desplazamiento disminuye cuandoaumenta la resistencia. Es, de hecho, posible bloquear completamente el orificio desalida en pleno funcionamiento de la bomba. Por sta y otras razones las bombas dedesplazamiento no positivo se usan pocas veces en los sistemas hidrulicos modernos.

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    BOMBAS HIDROSTATICASComo indica su nombre, las bombas hidrostticas o de desplazamiento positivosuministran una cantidad determinada de fluido en cada carrera, revolucin o ciclo. Sudesplazamiento, exceptuando las prdidas por fugas, es independiente de la presin desalida, lo que las hace muy adecuadas para la transmisin de potencia.

    Caractersticas de las BombasLas bombas se clasifican generalmente por su presin mxima de funcionamiento y porsu caudal de salida en l/min a una velocidad de rotacin determinada.

    Valores Nominales de la PresinLa presin nominal de una bomba viene determinada por el fabricante y est basada enuna duracin razonable en condiciones de funcionamiento determinadas. Es importanteobservar que no existe un factor de seguridad normalizado correspondiente a estaestimacin. Trabajando a presiones ms elevadas se puede reducir la duracin de labomba o causar daos serios.

    DesplazamientoLa capacidad de caudal de una bomba puede expresarse con el desplazamiento porrevolucin o con el caudal en l/minEl desplazamiento es el volumen de lquido transferido en una revolucin, igual alvolumen de una cmara de bombeo multiplicado por el nmero de cmaras que pasan

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    por el orificio de salida durante una revolucin de la bomba. El desplazamiento seexpresa en centmetros cbicos por revolucin.La mayora de las bombas tienen un desplazamiento fijo que no puede modificarse masque sustituyendo algunos componentes, En ciertas bombas, no obstante, es posiblevariar las dimensiones de la cmara de bombeo por medio de controles externos,variando as el desplazamiento.En determinadas bombas de paletas no equilibradas hidrulicamente y en muchasbombas de pistones puede variarse el desplazamiento desde cero hasta un valormximo, teniendo algunas la posibilidad de invertir la direccin del caudal cuando elcontrol pasa por la posicin central o neutra.

    CaudalUna bomba viene caracterizada por su caudal nominal en litros por minuto: porejemplo, 40 l/min. En realidad puede bombear ms caudal en ausencia de carga ymenos a su presin de funcionamiento nominal. Su desplazamiento es tambinproporcional a la velocidad de rotacin. La mayora de los fabricantes facilitan unatabla o grfico que muestra los caudales de las bombas y los requerimientos depotencia, bajo condiciones de ensayo especficas, relativas a las velocidades deaccionamiento y a las presiones.

    Rendimiento VolumtricoEn teora una bomba suministra una cantidad de fluido igual a su desplazamiento porciclo o revolucin. En realidad el desplazamiento efectivo es menor, debido a las fugasinternas. A medida que aumenta la presin, las fugas desde la salida de la bomba haciala entrada o al drenaje tambin aumentan y el rendimiento volumtrico disminuye.El rendimiento volumtrico es igual al caudal real de la bomba dividido por el caudalterico. Se expresa en forma de porcentaje.

    Rendimiento Volumtrico = Caudal real / Caudal Terico

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    Ejemplo: si una bomba debe dar tericamente un caudal de 40 l/min pero da realmenteslo 36 l/min, a una presin de 70 kp/cm2 su rendimiento volumtrico a esta presinser del 90 %.

    BOMBAS DE ENGRANAJESUna bomba de engranajes suministra un caudal, transportando el fluido entre los dientesde dos engranajes bien acoplados. Uno de los engranajes es accionado por el eje de labomba y hace girar al otro. Las cmaras de bombeo, formadas entre los dientes de losengranajes, estn cerradas por el cuerpo de la bomba y por las placas laterales llamadasfrecuentemente placas de presin o de desgaste).

    Bomba de engranajes externos

    Los engranajes giran en direcciones opuestas, creando un vaco parcial en la cmara deentrada de la bomba. El fluido se introduce en el espacio vaco y es transportado, por laparte exterior de los engranajes, a la cmara de salida.Cuando los dientes vuelven a entrar en contacto los unos con los otros, el fluido esimpulsado hacia fuera. La alta presin existente a la salida de la bomba impone unacarga no equilibrada sobre los engranajes y los cojinetes que los soportan.

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    Bomba de engranajes internos

    La figura muestra una bomba tpica de engranajes internos En este modelo, las cmarasde bombeo tambin estn formadas entre los dientes de los engranajes. Una pieza deseparacin, en forma de media luna, est mecanizada en medio de los engranajes ysituada entre los orificios de entrada y de salida, donde la holgura de los dientes de losengranajes es mxima.La bomba de lbulos funciona segn elprincipio de engranajes externos

    En la misma familia de bombas de engranajes seincluye tambin la bomba de rotor en forma delbulos. Esta bomba funciona segn el mismoprincipio que la bomba de engranajes externos perotiene un desplazamiento mayor.Bomba tipo gerotorLa bomba gerotor funciona deforma muy similar a la bomba deengranajes internos. El rotorinterno es girado externamente yarrastra al rotor externo. Lascmaras de bombeo se formanentre los lbulos del rotor. Lapieza de separacin, en forma demedia luna no se utiliza en estecaso pues los dientes del rotorinterno entran en contacto con elrotor externo para cerrar lascmaras.

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    Caractersticas de las Bombas de EngranajesLa mayora de las bombas de engranajes son de desplazamiento fijo y pueden desplazardesde pequeos hasta gran. des volmenes de fluido. Debido a que son bombas noequilibradas hidrulicamente, son por lo general unidades de baja presin, aunqueexisten bombas de engranajes que alcanzan hasta 250 Kp/cm2 de presin.Las fugas internas aumentan con el desgaste de la bomba, no obstante, estas bombastienen una duracin razonable y poseen mayor tolerancia a la suciedad que los otrostipos.Una bomba de engranajes con muchas cmaras de bombeo genera frecuencias elevadasy, por consiguiente, tiende a hacer ms ruido aunque se han introducido mejorasconsiderables en los ltimos aos.

    BOMBAS DE PALETASEl principio de funcionamiento de una bomba de paletas est ilustrado en la figura. Unrotor ranurado est acoplado al eje de accionamiento y gira dentro de un anillo ovalado.Dentro de las ranuras del rotor estn colocadas las paletas, que siguen la superficieinterna del anillo cuando el rotor gira. La fuerza centrfuga y la presin aplicada en laparte inferior de las paletas las mantienen apoyadas contra el anillo. Las cmaras debombeo se forman entre las paletas, rotor, anillo y las dos placas laterales.Funcionamiento de la bomba de paletas no equilibrada hidrulicamente

    Un vaco parcial se crea a la entrada de la bomba a medida que va aumentando elespacio comprendido entre el rotor y el anillo El aceite que entra en este espacio quedaencerrado en las cmaras de bombeo y es impulsado hacia la salida cuando este espaciodisminuye. El desplazamiento de la bomba depende de la anchura del anillo y del rotory de la separacin entre los mismos.

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    Diseo no equilibradoLa construccin de la bomba, mostrada en la figura, es del tipo no equilibradohidrulicamente y el eje est sometido a cargas laterales, procedentes de la presin queacta sobre el rotor. El diseo no equilibrado se aplica principalmente a las bombas decaudal variable. El desplazamiento de esta bomba puede variar mediante un controlexterno, tal como un volante o un compensador hidrulico. El control desplaza el anillohaciendo variar la excentricidad entre ste y el rotor, reduciendo o aumentando as lasdimensiones de la cmara de bombeo.

    Bomba de paletas de desplazamiento variable con compensacin depresin

    Diseo EquilibradoLa mayora de las bombas de paletas de desplazamiento fijo construidas hoy en dautilizan el conjunto equilibrado diseado por el Sr. Harry Vickers, que desarroll laprimera bomba de paletas equilibrada hidrulicamente, de alta presin y de velocidadelevada, en la dcada