Bomba Hidraulica de Engranajesfuncionamiento de La Bomba

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Manteniemiento automotriz

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BOMBA HIDRAULICA DE ENGRANAJESFUNCIONAMIENTO DE LA BOMBAHIDRAULICA 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 cmara conformada por un "anillo" que forma parte de la carcasa dela bomba y dos platos laterales, llamados platos de presin.El conjunto de engranajes puede ser de engranajes externos, internos o del tipo de tornillo.CARACTERSTICASReversibles 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 duracin en condiciones extremas. Excelente versatilidad. Amplio abanico de aplicaciones.

Diseo compacto. Alta fiabilidad Las bombas de engranajes se usan para bombear aceite de lubricacin, y casi siempre tienen un componentede vibracin fuerte en la frecuencia del engranaje, que es el nmero de dientes en el engrane por lasRPM. Este componente depender fuertemente de la presin de salida de la bomba. Si la frecuencia del engranaje secambia de manera significativa, y hay una aparicin de armnicos o de bandas laterales,en el espectro devibracin, este podra ser una indicacin de un diente cuarteado daado de otra manera.Las bombas de engranajes son bombas robustas de caudal fijo, con presiones de operacin hasta 250 bar(3600psi) y velocidades de hasta 6000 rpm.Con caudales de hasta 250 cc/rev combinan una alta confiabilidady tecnologa de sellado especial con una alta eficacia.TIPOS DE BOMBAS DEENGRANAJESBombas de aluminio con rodamientosBombas de aluminio con cojinetesBombas de fundicin con rodamientosBombas de fundicin 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 ms populares y fciles defabricar. Sin embargo, es el tipo que ms ruido produce.Puede trabajar a gran presin (3.000 a 4.000 psi).La bomba de engranajes helicoidales ha sido diseada principalmente para disminuir el nivel de ruido pero tiene uninconveniente muy grande,genera unacarga axial que hace que serequieran rodamientos robustos, y por esta raznestas 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 ste hace girar al otro (libre).Bombas de engranajes externos de baja presin:Lo que sucede es el origen de un vaco en la aspiracin cuando se separan los dientes, por el aumento del volumen en la cmara de aspiracin. En el mismo momento los dientes se van alejando, llevndose el fluido en la cmara de aspiracin.La impulsin se origina en el extremo opuesto de la bomba por la disminucin de volumen que tiene lugar al engranarlos dientes separados.Bombas de engranajes externos de alta presin:El tipo de bomba ms utilizado son las de engranajes rectos, adems delas helicoidales y be helicoidales. En condiciones ptimas estas bombas pueden llegar a dar un 93% de rendimiento volmetrico.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 ms 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 cmaras de bombeo genera flujo pulsante de alta frecuencia, lo que producemucho ruido. Estn compuestas por dos engranajes, externo e interno. Tienen uno dos dientes menos que el engranajeexterior.Su desgaste es menor por la reducida relacinde velocidad existente. Son utilizadas en caudalespequeos 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 fuerade sus centros. Las bombas externas puedenutilizar engranajes cilndricos, engranajes de dientes angulares, o engranajes helicoidales para mover el lquido. 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 excntricas.Fig. Bomba rotativa de engranajes ( externos )Esta es una de los tipos ms populares de bombas de caudal constante, Sobro todo si es de engranajes exteriores .En su forma mas comn, se componen de dos piones dentados acoplados que dan vueltas, con un cierto juego,dentro de un cuerpo estanco. Elpin motriz esta enchavetadosobre el rbol de arrastre accionando generalmentepor un motor elctrico. Las tuberas de aspiracin y de salida van conectadas cada una por un lado, sobre el cuerpode la bomba.

A consecuencia del movimiento de rotacin que elmotor le provoca al ejemotriz, ste 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 depsito est a presin atmosfrica, se produce una diferencia de presin, la que permite eltraslado de fluido desde el depsito hacia la entrada de la bomba (movimiento del fluido).

As 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 quedaimpedido de retroceder y es obligado a circular en el sistema .En la figura 2.28 se ve el corte de una bomba comn de dos engranajes .

Los dientes de los piones al entrar en contacto por l lado de salida expulsa el aceite contenido en los huecos, en tanto que el vaco que se genera a la salida de los dientes del engranaje provoca la aspiracin del aceite en los mismos huecos. Las bombas corrientes de engranajes son de construccin simple, pero tienen el defecto de tener un caudal compulsaciones. Los piones dentados se fabrican con aceroCr-Ni de cementacin cementados, templados y rectificados (profundidad de cementacin 1 mm. ) .Los ejes de ambos engranajes estn soportados por sendos cojinetes de rodillos ubicados en cada extremo. El engranaje propulsor se encuentra acuado a su eje.Como se dijo, el aceite es atrapado en los espacios entre los dientes y la caja de funcin que los contiene y es transportado alrededor de ambos engranajes desde la lumbrera de aspiracin hasta la descarga. Lgicamente el aceiteno puede retornar al lado de admisina travs del punto de engrane. Los engranajes de este tipo de bomba generalmente son rectos, pero tambin se emplean engranajes helicoidales, simples o dobles, cuya ventaja principal es el. Funcionamiento silencioso a altas velocidades.

Cabedestacarunhechoal cual hay que poner preferente atencin: deben tomarse precauciones contra el desarrollo de presiones excesivasque pueden presentarse por quedar aceite atrapado entre las sucesivas lneas 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 pequeofresado lateral que permite el escapa del aceite comprimido, ya sea hacia la salida o hacia la aspiracin .SiendoMel mdulo del diente de los engranajes:Laanchuradelfresadoesaconsejablequesea:195MLaprofundidaddelfresado0,5MLalongituddelfresado1,2MDistanciadelfresadoalalneadecentros0,5MEn las bombas con dos sentidos de marcha, seefectan dos fresados, unaacada lado dela lnea de centros.

En la Fig. 2.29 se muestra una bomba llamada "Barnes" en la cual se ha solucionado el problema anteriormentemencionado. En el pin conducido y en el fondo de los vacos de los dientes se ha practicado un pequesimoagujero por donde descarga el aceite atrapado, S tambin se hace lo mismo en la cresta de los dientes, el problemase soluciona totalmente.- La comprensin del aceite en la cmara "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 cmara "A" seescapa por, el canal "F"la cavidad "N" fresado en el rboly los canales "E" hacia la salida.Cuando los dientes atraviesan la lnea decentros se inicia el desengrase. Se crea as un vaco en la cmara "B" quaesinmediatamente llenado por el aceite que llega por el lado aspiracin por los canales "D", la cavidad "M" y el canal "Q"Esta accin particular asegura ala bomba "Barnes" unagran suavidad de funcionamiento.En las bombas de engranajes de construccin corriente el aceite ejerce una presin radial considerable sobre lospiones lo que provoca la deformacin de los rboles el aumento disimtrico 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 piones de las bombas de engranajes desde el punto de vista hidrulico, existen dos modosdiferentes que permiten resolver esta cuestin.Por un lado, se realizan en los piones dentados (que a este efectodeben tener nmeros pares de dientes) pequeos agujeros diametrales que atacan los vacos de los dientes. Estosagujeros se cruzan, perono secortan.La figura 2.30muestra lo que sucede: del lado de salida, la presin que se ejerce sobre los piones da origen afuerzas resultantes F1 y F2, en la que cada una acta sobre su pin respectivo.Debido a los agujeros radiales, el aceite a presin penetra a travs de cada pin en el lado opuesta a la cmara decompresin, lo que crea las fuerzas resultantes F5 y F4, que libran respectivamente las fuerzas F1 y F 2 .La presin sobre las engranajes varia durante su rotacin, por este hecho el equilibrado no puede ser perfecto, noobstante, permite una reduccin considerable de las dimensiones de los cojinetes y como consecuencia la aplicacinde las bombas de engranajes para presiones de servicio mayores.Los piones de la bomba esquematizada en la figura 2.30 tienen para su equilibrio un taladro en cada hueco entrediente.Esta disposicin perjudica considerablemente la estanqueidad entre las zonas de aspiracin y de comprensin, por lasimple razn de que los agujeros (1) y (2) unidos respectivamente a cada una de estas zonas, no estn 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 mximo los esfuerzo sobre los piones, conviene dotar a la cmaradecomprensin (R) de dimensiones lo mas reducidas posibles