BOMBA HIDRAULICA DE ENGRANAJESFUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA HIDRAULICA DE ENGRANAJESEn la bomba de engranajes, el aceite es llevado de la entrada hacia la salida en el espacio que hay entre dos dientesde cada engranaje. Uno de los engranajes es impulsado por la fuente de entrada del sistema yeste a su vez mueve elotro engranaje. Los dos se hallan dentro de una cámara conformada por un "anillo" que forma parte de la carcasa dela bomba y dos platos laterales, llamados platos de presión.El conjunto de engranajes puede ser de engranajes externos, internos o del tipo de tornillo.CARACTERÍSTICASReversibles 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 Las bombas de engranajes se usan para bombear aceite de lubricación, y casi siempre tienen un componentede vibración fuerte en la frecuencia del engranaje, que es el número de dientes en el engrane por lasRPM. Este componente dependerá fuertemente de la presión de salida de la bomba. Si la frecuencia del engranaje secambia de manera significativa, y hay una aparición de armónicos o de bandas laterales,en el espectro devibración, este podría ser una indicación de un diente cuarteado ó dañado de otra manera.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 confiabilidady tecnología de sellado especial con una alta eficacia.TIPOS DE BOMBAS DE ENGRANAJESBombas de aluminio con rodamientosBombas de aluminio con cojinetesBombas de fundición con rodamientosBombas de fundición con cojinetesBombas para camiones

BOMBAS DE ENGRANAJES EXTERNOS:Una bomba de engranajes externos tiene sus dientes en la circunferencia exterior de la base. Hay tres tipos deengranajes usados; rectos, helicoidales y herringbone. Los engranajes rectos son los más populares y fáciles defabricar. Sin embargo, es el tipo que más ruido produce.Puede trabajar a gran presión (3.000 a 4.000 psi).La bomba de engranajes helicoidales ha sido diseñada principalmente para disminuir el nivel de ruido pero tiene uninconveniente muy grande, genera una carga axial que hace que se requieran rodamientos robustos, y por esta razónestas bombas solo pueden subir hasta 2.000 psi.La bomba de engranajes tipo herringbone es muy silenciosa, no tiene carga axial pero solo puede trabajar hasta 500psi y es muy costosa.Producen caudal al transportar el fluido entre los dientes de dos engranajes acoplados. Uno de ellos esaccionado 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 engranarlos 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 be helicoidales. En condiciones óptimas estas bombas pueden llegar a dar un 93% de rendimiento volúmetrico.BOMBAS DE ENGRANAJES INTERNOS:Otro tipo de bomba es la de engranaje interior o tipo gerotor.Consiste de un engranaje externo que engranacon otrointerno. El externo tiene un diente más que el interno y el espacio que genera ese diente extra determina eldesplazamiento de la bomba.Las bombas de engranaje en general, son las de menor costo y tienen muy buena capacidad para soportar impurezasen el aceite, sin embargo, con el desgaste aumentan mucho las fugas internas y se baja la eficiencia.Por otro lado una bomba de engranajes con muchas cámaras de bombeo genera flujo pulsante de alta frecuencia, lo que producemucho ruido. Están compuestas por dos engranajes, externo e interno. Tienen uno ó dos dientes menos que el engranajeexterior. Su desgaste es menor por la reducida relación de velocidad existente. Son utilizadas en caudalespequeños y pueden ser de dos tipos: semiluna y gerotor

Bomba de engranajes rectos ( spurgearpump )

Las bombas de engranaje se clasifican como bombas de engranaje externas o internas. En bombas de engranajeexternas los dientes de ambos engranajes se proyectan hacia fuera de sus centros. Las bombas externas puedenutilizar engranajes cilíndricos, engranajes de dientes angulares, o engranajes helicoidales para mover el líquido. Enuna bomba de engranaje interna, los dientes de un engranaje se proyectan hacia afuera, pero los dientes del otroengranaje proyectan hacia adentro hacia el centro de la bomba . Las bombas de engranaje internas pueden sercentradas o excéntricas.Fig. Bomba rotativa de engranajes ( externos )Esta es una de los tipos más populares de bombas de caudal constante, Sobro todo si es de engranajes exteriores .En su forma mas común, se componen de dos piñones dentados acoplados que dan vueltas, con un cierto juego,dentro de un cuerpo estanco. El piñón motriz esta enchavetado sobre el árbol de arrastre accionando generalmentepor un motor eléctrico. Las tuberías de aspiración y de salida van conectadas cada una por un lado, sobre el cuerpode la bomba.

A consecuencia del movimiento de rotación que el motor le provoca al eje motriz, éste arrastra al engranajerespectivo el que a su vez provoca el giro del engranaje conducido (segundo engranaje). Los engranajes son igualesen dimensiones y tienen sentido de giro inverso.

Con el movimiento de los engranajes, en la entrada de la bomba se originan presiones negativas; como el aceite quese encuentra en el depósito está a presión atmosférica, se produce una diferencia de presión, la que permite eltraslado de fluido desde el depósito hacia la entrada de la bomba (movimiento del fluido).

Así los engranajescomienzan a tomar aceite entre los dientes y a trasladarlo hacia la salida o zona de descarga.

Por efecto delhermetismo de algunas zonas, el aceite queda impedido de retroceder y es obligado a circular en el sistema .En la figura 2.28 se ve el corte de una bomba común de dos engranajes .

 Los dientes de los piñones al entrar en contacto por él lado de salida expulsa el aceite contenido en los huecos, en tanto que el vacío que se genera a la salida de los dientes del engranaje provoca la aspiración del aceite en los mismos huecos. Las bombas corrientes de engranajes son de construcción simple, pero tienen el defecto de tener un caudal compulsaciones. Los piñones dentados se fabrican con aceroCr-Ni de cementación cementados, templados y rectificados (profundidad de cementación 1 mm. ) .Los ejes de ambos engranajes están soportados por sendos cojinetes de rodillos ubicados en cada extremo. El engranaje propulsor se encuentra acuñado a su eje.Como se dijo, el aceite es atrapado en los espacios entre los dientes y la caja de función que los contiene y es transportado alrededor de ambos engranajes desde la lumbrera de aspiración hasta la descarga. Lógicamente el aceite no puede retornar al lado de admisión a través del punto de engrane. Los engranajes de este tipo de bomba generalmente son rectos, pero también se emplean engranajes helicoidales, simples o dobles, cuya ventaja principal es el. Funcionamiento silencioso a altas velocidades.

Cabe destacar un hechoal cual hay que poner preferente atención: deben tomarse precauciones contra el desarrollo de presiones excesivasque pueden presentarse por quedar aceite atrapado entre las sucesivas líneas de contacto de los dientes, como puedeverse en el detalle de la Fig. 5.1.Para evitar este inconveniente, se ejecuta en las platinas laterales un pequeñofresado lateral que permite el escapa del aceite comprimido, ya sea hacia la salida o hacia la aspiración .SiendoMºel módulo del diente de los engranajes:La anchura del fresado es aconsejable que sea: 195Mº La profundidad del fresado 0,5Mº La longitud del fresado 1,2Mº Distancia del fresado a la línea de centros 0,5Mº En las bombas con dos sentidos de marcha, se efectúan dos fresados, una a cada lado de la línea de centros.

En la Fig. 2.29 se muestra una bomba llamada "Barnes" en la cual se ha solucionado el problema anteriormentemencionado. En el piñón conducido y en el fondo de los vacíos de los dientes se ha practicado un pequeñísimoagujero por donde descarga el aceite atrapado, Sí también se hace lo mismo en la cresta de los dientes, el problemase soluciona totalmente.- La comprensión del aceite en la cámara "A" empieza en el momento que un diente entra encontacto a la vez con los dos adyacentes al hueco en el que penetra. En este momento, el aceite de la cámara "A" seescapa por, el canal "F" la cavidad "N" fresado en el árbol y los canales "E" hacia la salida.

Cuando los dientes atraviesan la línea de centros se inicia el desengrase. Se crea así un vacío en la cámara "B" qua esinmediatamente llenado por el aceite que llega por el lado aspiración por los canales "D", la cavidad "M" y el canal "Q"Esta acción particular asegura a la bomba "Barnes" una gran suavidad de funcionamiento.En las bombas de engranajes de construcción corriente el aceite ejerce una presión radial considerable sobre lospiñones lo que provoca la deformación de los árboles el aumento disimétrico del juego y por consiguiente el aumentode las fugas .Por otra parte, los refuerzos radiales elevados necesitan rodamientos o cojinetes de grandes dimensiones, todo lo cualhace aumentar el peso de la bomba.Para equilibrar los piñones de las bombas de engranajes desde el punto de vista hidráulico, existen dos modosdiferentes que permiten resolver esta cuestión.Por un lado, se realizan en los piñones dentados (que a este efectodeben tener números pares de dientes) pequeños agujeros diametrales que atacan los vacíos de los dientes. Estosagujeros se cruzan, pero no se cortan.La figura 2.30 muestra lo que sucede: del lado de salida, la presión que se ejerce sobre los piñones da origen afuerzas resultantes F1 y F2, en la que cada una actúa sobre su piñón respectivo.Debido a los agujeros radiales, el aceite a presión penetra a través de cada piñón en el lado opuesta a la cámara decompresión, lo que crea las fuerzas resultantes F5 y F4, que libran respectivamente las fuerzas F1 y F 2 .La presión sobre las engranajes varia durante su rotación, por este hecho el equilibrado no puede ser perfecto, noobstante, permite una reducción considerable de las dimensiones de los cojinetes y como consecuencia la aplicaciónde las bombas de engranajes para presiones de servicio mayores.Los piñones de la bomba esquematizada en la figura 2.30 tienen para su equilibrio un taladro en cada hueco entrediente.Esta disposición perjudica considerablemente la estanqueidad entre las zonas de aspiración y de comprensión, por lasimple razón de que los agujeros (1) y (2) unidos respectivamente a cada una de estas zonas, no están separadassino por un solo diente.Para remediar este inconveniente, se ejecutan los agujeros mas separados, como se ilustra en la figura 2.31 .Entodos los casos, a fin de disminuir el máximo los esfuerzo sobre los piñones, conviene dotar a la cámara decomprensión (R ) de dimensiones lo mas reducidas posibles