Bomba de caudal variable de pistonesaxiales.

Representacin de una construccin de placa inclinada

Podemos definir el concepto de bomba como un dispositivo que convierte la energa mecnica, disponible en el eje de un motor elctrico, en energa hidrulica disponible en forma de caudal del lquido bombeado, en este caso aceite hidrulico. Cabe mencionar un concepto que, an siendo muy bsico, es de vital importancia para el buen conocimiento de un sistema hidrulico, una bomba, sea del tipo que sea produce simplemente un caudal, en ningn momento genera presin, la presin en un circuito hidrulico slo y exclusivamente se genera cuando el fluido bombeado encuentra una resistencia, ya sea en forma de prdida de carga, fuerzas a vencer, etc. Esta idea es vlida tanto para las bombas no volumtricas (por ejemplo las centrfugas) como para las volumtricas.Las bombas de pistones axiales son de tipo volumtrico, es decir, generan un cierto caudal de aceite en cada rotacin completa de la misma. Su principio de funcionamiento es simple a la vez que ingenioso, est basado en el movimiento axial, paralelo al eje de la bomba, producido por un pistn dentro de su alojamiento o cilindro en cada rotacin de la bomba. Este desplazamiento se consigue mediante el deslizamiento de la base del pistn sobre una placa que permanece inclinada mientras el pistn gira, solidario con el eje de la bomba, alrededor del centro de la placa. El fluido a bombear llega a la bomba por el lado de baja presin que no es ms que aquel sector en el que los pistones realizan la aspiracin y es transportado hacia el lado de alta presin. Para aumentar la eficiencia de la bomba, suministrando ms volumen por vuelta, la bomba se compone no de uno si no de varios pistones que simultneamente bombean el fluido hidrulico en cada vuelta de la misma.

Principio de funcionamiento de la bomba de pistones axialesAhora bien, la cilindrada o volumen aportado por la bomba en cada vuelta est influenciada principalmente por el ngulo de inclinacin de la placa estacionaria. Cuanto mayor es ste mayor es el volumen desplazado por el pistn ya que su carrera ser mayor. Aunque no es el caso que nos ocupa, cabe mencionar que existen modelos de bombas en los cuales la placa inclinada est mecanizada directamente sobre la carcasa de la bomba, sin posibilidad alguna de variacin de su ngulo de inclinacin, se trata por supuesto de bombas de caudal constante. En caso de que la placa se encuentre totalmente vertical, es decir = 0, la bomba no aportar ningn caudal. Por tanto, podemos variar el caudal de aceite hidrulico simplemente variando el ngulo de inclinacin de la placa estacionaria. En la siguiente figura podis ver un esquema algo ms detallado en el que tambin aparece el clculo del volumen aportado por la bomba en cada rotacin, en funcin del ngulo de la placa inclinada.

Para un determinado nmero de revoluciones del motor, el par de giro absorbido y por tanto la potencia absorbida aumenta con la diferencia de presin entre la entrada y la salida de la bomba. Recuerda que las bombas volumtricas no generan presin, sino caudal, la presin alcanzada a la salida de la bomba depender del circuito hidrulico aguas abajo. Por ejemplo, supongamos que la bomba alimenta un motor hidrulico que puede embragarse o desembragarse a voluntad, si el motor se encuentra desembragado y sin carga alguna, la presin a la salida de la bomba ser la estrictamente necesaria para girar el motor en vaco y vencer las prdidas de carga de la lnea y el motor, es decir, muy baja. Sin embargo, si embragamos el motor, la presin a la salida de la bomba aumentar hasta el valor necesario para mover el par resistente aplicado en el eje del motor y vencer las prdidas de carga en el mismo y en la lnea de alimentacin. En la siguiente figura puede apreciarse la seccin de una bomba Rexroth de pistones axiales y caudal variable del tipo A10VSO y su forma constructiva.

Seccin de una bomba Rexroth A10VSO de caudal variableAccionando la bomba, el eje dentado de accionamiento gira arrastrando el cilindro que a su vez gira arrastrando a los nueve pistones que monta este tipo de bomba. Los pistones se apoyan mediante los patines de apoyo sobre la superficie de deslizamiento de la placa inclinada y son mantenidos y conducidos forzosamente sobre esta superficie mediante el llamado dispositivo recuperador. En una vuelta, cada pistn efecta una carrera completa pasando por el punto muerto superior, momento en el cual comienza la zona de aspiracin o baja presin y llegando al punto muerto inferior que es dnde comienza la zona de alta presin. El fluido bombeado atraviesa las ranuras de la placa de mando hacia adentro en el lado de aspiracin y hacia afuera en el lado de impulsin. La placa inclinada se desliza fcilmente por medio de dos apoyos laterales y es mantenida en la posicin cero o posicin vertical por medio de un resorte que la mantiene en esta posicin hasta que un pistn de posicionamiento comandado hidrulicamente la inclina en funcin de la presin medida en el conducto de salida. La siguiente figura muestra un esquema de funcionamiento del regulador hidrulico de presin que suelen acompaar a este tipo de bombas.

Esquema de funcionamiento del regulador hidrulico de presin de salidaVeamos cmo funciona este regulador. Se compone principalmente de una vlvula 3/2 (3 vas, dos posiciones) proporcional y un pequeo cilindro hidrulico de simple efecto y retorno por muelle (pistn de posicionamiento y resorte que veamos en la seccin de la bomba). El caudal de salida de la bomba en su puesta en marcha es mximo, la presin a la salida de la bomba, como vimos anteriormente depender del estado de los elementos de distribucin y potencia del circuito. Si la presin aumenta hasta valores cercanos a la presin mxima ajustada en la vlvula hidrulica, sta se desplazar hacia la derecha permitiendo el paso de aceite hacia el cilindro de simple efecto. El cilindro efectuar un determinado desplazamiento positivo llevando la placa inclinada hacia una posicin cercana al punto cero (posicin vertical) disminuyendo el caudal suministrado. Si esto no es suficiente y la presin sigue aumentando, alcanzar el valor mximo ajustado en el resorte del lado izquierdo de la vlvula, este ajuste puede modificarse de manera externa con una simple llave allen y llevar a la placa inclinada a su valor cero, la bomba deja de suministrar caudal y la presin no sobrepasar el valor mximo. Cuando la presin a la salida de la bomba disminuye, el resorte de la vlvula desplaza a sta hacia la izquierda, el cilindro de simple efecto comunica su cmara de presin con el tanque y produce un desplazamiento negativo, desplazando a su vez e inclinando la placa con lo cual aumentar el caudal suministrado. De esta forma se mantiene la presin de salida de la bomba, ajustada en el regulador, constante mediante la variacin del caudal suministrado. En nuestra fbrica se nos ha dado el caso de una bomba A10VSO-71 de pistones axiales y caudal variable de Rexroth que ha dejado de suministrar caudal. Al realizar la primera comprobacin hemos notado que el acoplamiento flexible para su accionamiento estaba daado. Ante el miedo de que pudiera haber sufrido algn dao interno que pudiese haber provocado la rotura del acoplamiento hemos decidido desmontarla (existe bomba en paralelo en stand-by) para su revisin en taller aunque volvimos a montarla tal cual, llegando a la conclusin que el accionamiento se haba daado por que haba llegado al final de su vida til. A continuacin os muestro las fotos tomadas a la bomba.Detalle importante, a la hora de volver a montar esta bomba es de vital importancia llenarla con el mismo tipo de aceite que el bombeado. Lo haremos por el conducto marcado comoLa travs del cual se drena el aceite de fugas interno de la bomba hacia el tanque. Bueno, espero que os resulte instructivo.

9 Mantenimiento y reparacin

9.1 Limpieza y conservacin

Dao de la superficie externa por medios disolventes y medios de limpieza agresivos!

Medios de limpieza agresivos pueden daar las juntas de la mquina a pistones axiales y la hacen envejecer ms rpidamente.No emplee nunca medios disolventes o de limpieza agresivos.

Dao de la hidrulica y juntas!

El agua a presin de un aparato de limpieza por alta presin puede daar la electrnica y las juntas de la mquina a pistones axiales.No dirija al aparato de limpieza por alta presin a partes sensibles, como por ej. retn de eje, conexiones elctricas o partes elctricas.Para limpieza y conservacin de la mquina a pistones axiales tenga en cuenta lo siguiente: Cierre todas las aberturas con dispositivos y tapas protectoras apropiadas. Cercirese que todas las juntas y cierres de las conexiones insertables asienten correctamente, para que no pueda ingresar humedad a la mquina a pistones axiales. Limpie a la mquina a pistones axiales exclusivamente con agua y en caso necesario con medio de limpieza suave. Retire suciedad externa gruesa y mantenga limpios a componentes sensibles e importantes como solenoides e indicadores.

InspeccinPara que la mquina a pistones axiales trabaje por mucho tiempo y de manera segura, Rexroth aconseja probar y documentar regularmente las siguientes condiciones de servicio de la instalacin hidrulica y de la mquina a pistones axiales:

Tabla de Plan de inspeccin

MantenimientoLa mquina a pistones axiales es de bajo mantenimiento, cuando la utilice correctamente.La vida til de la mquina a pistones axiales depende en gran medida de la calidad del fluido hidrulico. Por ello aconsejamos de cambiar al fluido hidrulico como mnimo una vez por ao o cada 2.000 horas de servicio (lo que ocurra antes) o hacer analizar al mismo en laboratorio del fabricante del fluido hidrulico a posibilidad de continuar usndolo.La vida til de la mquina a pistones axiales est limitada por la vida til de los cojinetes montados. La vida til puede ser consultada al correspondiente service de Rexroth en base al ciclo de carga, ver direccin en "9.5 Repuestos". Dependiendo de esas indicaciones el fabricante de la instalacin debe definir un intervalo de mantenimiento para cambiar los cojinetes y un plan de mantenimiento para la instalacin hidrulica.

ReparacinRexroth ofrece una amplia gama de servicio tcnico para la reparacin de mquinas a pistones axiales de Rexroth.La reparacin de mquinas a pistones axiales debe ser realizado slo por personal autorizado, debidamente capacitado y entrenado. Utilice para la reparacin de mquinas a pistones axiales Rexroth exclusivamente repuestos originales de Rexroth.Grupos de piezas comprobadas y premontadas originales de Rexroth posibilitan reparaciones exitosas en tiempos reducidos.

Bsqueda y solucin de fallasLa siguiente tabla le puede ayudar para la bsqueda de fallas. Esta tabla no pretende ser completa.En la prctica pueden aparecer problemas, que no fueron considerados aqu.

Proceda para la bsqueda de fallas como sigue Proceda tambin bajo presin de tiempo sistematica y objetivamente. Un inpensado desmontaje sin sentido y modificacin de los valores ajustados puede ocasionar en el peor de los casos que la causa de falla no pueda ser mas determinada. Obtenga una idea general sobre la funcin del producto en conjunto con la instalacin completa. Trate de aclarar si el producto antes de ocurrir la falla haba brindado la funcin esperada en la instalacin completa. Trate de resumir variaciones de la instalacin completa, en la que ha sido integrada el producto: Fueron modificadas las condiciones de aplicacin o el rea de aplicacin del producto? Fueron realizadas (por ej. reformas) o reparaciones en el sistema completo(mquina/instalacin, elctricas, mando) o en el producto? En caso afirmativo:Cules? Se ha accionado al producto o la mquina de acuerdo a lo estipulado? Como se muestra la falla? Genere un claro concepto sobre la causa de la falla. Pregunte tambin a los operadores inmediatos o jefe de mquinas. En caso de no poder solucionar la falla ocurrida, dirjase por favor a nuestras direcciones de contacto, que encontrar bajo:www.boschrexroth.com/adressen

Tabla de fallas

Datos tcnicosLos datos tcnicos de su mquina a pistones axiales los encuentra en catlogo "RS 92050" o "RS 92053" (para fluidos hidrulicos HFC). Segn el variador de su bomba a pistones axiales valen otros catlogos tcnicos: RS 92056, RS 92060, RS 92064, RS 92072, RS 92076, RS 92080 y RS 92088.Al catlogo lo encuentra en Internet bajo:www.boschrexroth.com/icsLos datos tcnicos preajustados en su bomba a pistones axiales los encuentra en la confirmacin del pedido.

EN QUE PUEDE AFECTAR A LA BOMBA EL SENTIDO DE GIRO DEL EJE DE ACCIONAMIENTO?Es importante puesto que si la bomba girase al revs tendera a aspirar desde el puerto configurado como de salida y a mandar caudal a travs del puerto de entrada. Ten en cuenta que el dispositivo para la regulacin del caudal se encuentra instalado en el puerto configurado en la bomba como de salida. El sentido de giro debe ser especificado a la hora de realizar la compra de la bomba para poder configurarla adecuadamente. Un saludo.Si ha perdido presin probablemente existan holguras en los elementos de impulsin producidas por un desgaste debido al uso.Tengo un problema de ruido en una bomba de este tipo, he cambiado de rodamientos tanto a la bomba como al motor de accionamiento, y el problema persiste. El ruido se incrementa con la cargaHas revisado los pistones y sus asientos esfricos?. Tal vez el ruido se deba a desgaste u holguras en alguno de los asientos o algn defecto en la placa inclinada, etc.