Bombas Hidraulicas

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<p>AREA MECNICA INACAP MAIP</p> <p>MAQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS</p> <p>APUNTE</p> <p>MAQUINAS TERMICAS E HIDRAULICASBOMBAS HIDRAULICASOBJETIVOS ESPECIFICOS: Explicar la funcin de una bomba hidrulica Explicar la clasificacin de las bombas hidrulicas Describir una instalacin de bombeo de una bomba centrifuga</p> <p>1</p> <p>Realizar cuadro de mantencin de las bombas hidrulicas de acuerdo al tipo</p> <p>CONTENIDO INTRODUCCION DEFINICION CLASIFICACION BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO o o o BOMBAS RECIPROCAS BOMBAS ROTATORIAS BOMBAS CENTRIFUGAS</p> <p>BOMBAS DINAMICAS INSTALACION DE BOMBEO DE UNA BOMBA CENTRIFUGA CUADRO DE AVERIAS DE LAS BOMBAS BIBLIOGRAFIA</p> <p>Docente: Paola Benavides Ingeniero Civil Mecnico - PUCV</p> <p>Pgina 1 de 26</p> <p>AREA MECNICA INACAP MAIP</p> <p>MAQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS</p> <p>INTRODUCCION La funcin del siguiente apunte, es complementar los conocimientos adquiridos en clases, de manera que el alumno pueda cumplir con los objetivos especficos determinados por la asignatura. Las bombas hidrulicas son de gran importancia en el campo industrial, existe una infinidad de ellas, las cuales tienen distintas funciones, todo depende del tipo de fluido, caudal, de la temperatura a la cual se va a transportar y la presin que se soportar. DEFINICION</p> <p>Una bomba es una mquina o dispositivo cuya funcin es desplazar un fluido incomprensible, o sea generar caudal por medio de la transformacin de energa elctrica o trmica obtenida por el motor elctrico o de combustin, la cual se transforma en mecnica en el eje y finalmente es absorbida por el fluido convirtindose en energa hidrulica.</p> <p>ENERGIA ELECTRICA O TERMICA</p> <p>ENERGIA MECANICA</p> <p>BOMBA</p> <p>ENERGIA HIDRAULICA</p> <p>CLASIFICACION Las bombas se pueden clasificar en dos grandes grupos:</p> <p>BOMBASBOMBAS DESPLAZAMIENTOPOSITIVO BOMBAS DINAMICASBOMBAS ROTATORIAS</p> <p>BOMBAS RECIPROCAS</p> <p>FLUJO AXIAL FLUJO RADIAL FLUJO MIXTO VERTICAL HORIZONTAL MULTIPLE</p> <p>BOMBA DE EMBOLO BOMBA DE PISTON BOMBA DE DIAFRAGMA</p> <p>BOMBA DE TORNILLO BOMBA DE ENGRANAJE BOMBA DE LOBULO BOMBA DE PALETAS</p> <p>Docente: Paola Benavides Ingeniero Civil Mecnico - PUCV</p> <p>Pgina 2 de 26</p> <p>AREA MECNICA INACAP MAIP</p> <p>MAQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS</p> <p>El primer grupo de bombas denominadas de desplazamiento positivo, realiza el trasvasije del fluido debido a la disminucin del volumen de la cmara la cual se forma por el espacio contenido entre la carcasa y un elemento con movimiento ya sea rotatorio (engranajes, tornillos, paletas, lbulo) o alternativo (pistn, embolo, diafragma). Estas bombas reciben el nombre tambin de Bombas Volumtricas. En el caso del segundo grupo denominadas bombas centrifugas, el trasvasije se realiza debido la fuerza centrifuga, segn la cual el fluido, entra por el centro del cuerpo de la bomba, es expulsado hacia el exterior por medio de un impulsor que gira rpidamente. Las bombas adems de clasificarlas por su funcionamiento, tambin pueden ser clasificadas segn los siguientes criterios: Fluido (segn viscosidad, temperatura) Caudal (segn suministro; constante o pulsante, segn su cantidad; grande o pequeo) Presin (alta, media o pequea) Velocidad de giro del eje (alta, media o pequea)</p> <p>BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO CARACTERSTICAS PRINCIPALES Debido al funcionamiento de estas bombas es importante aclarar que la nica funcin de una bomba es generar caudal, que trabajan con fluidos incompresibles y por lo tanto no crea presin por disminucin del volumen de masa ocupado por el fluido, sino "empujando" el fluido que llena los conductos o paso a travs de algunas restricciones. Si un circuito no tuviera fugas y se obstruyera la descarga, la presin aumentara (en fracciones por cada vuelta de la bomba), hasta frenar el motor de arrastre, romper la bomba o los conductos. Debido a esto es necesario ubicar elementos de protecciones para las posibles sobrepresiones (filtros, manmetros, vlvulas, etc.). Otra caracterstica importante a considerar es la velocidad del fluido en la lnea tanto de aspiracin como en la descarga o trabajo. Generalmente las velocidades recomendadas son: Lnea de aspiracin de la bomba; de 0,6 a 1,2 (m/s) Lnea de trabajo; 2 a 5 (m/s)</p> <p>Se recomiendan ductos de aspiracin muy corto y sobredimensionado, sin cambios de dimetro ni curvas, el fluido no debe tener una alta viscosidad. Las bombas de pistones y paletas pueden entregar caudal constante o variable, en cambio las de engranaje solo constante. CARACTERISTICAS TECNICAS Para poder comprar una bomba se deben indicar las siguientes caractersticas tcnicas: Presin de funcionamiento (se debe especificar mximas y mnimas) Caudal (constante o variable)Pgina 3 de 26</p> <p>Docente: Paola Benavides Ingeniero Civil Mecnico - PUCV</p> <p>Rendimiento Volumtrico Velocidad angular del eje Direccin de giro Motor de accionamiento Fluido Temperatura Funcionamiento (continuo)</p> <p>AREA MECNICA INACAP MAIP</p> <p>MAQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS</p> <p>Instalacin (interior, exterior, fija, mvil)</p> <p>Las caractersticas tcnicas especficas para cada bomba de desplazamiento positivo tanto reciprocas como rotatorias se detallan en los apartados correspondientes. Una ventaja caracterstica de las bombas de desplazamiento positivo es que son autocebantes, esto significa que no es necesario llenar el circuito con fluido antes de su funcionamiento. BOMBAS RECIPROCAS El funcionamiento de una Bomba Reciproca depende del llenado y vaciado sucesivo de receptculos de volumen fijo, para lo cual cierta cantidad de fluido entra al cuerpo de la bomba en donde queda encerrado momentneamente, para despus ser forzado a salir por la descarga. De lo anterior se deduce, en trminos generales, que el caudal de una Bomba Reciproca es directamente proporcional a su velocidad de rotacin y casi independiente de la presin de bombeo. Como el proceso de llenado y vaciado sucesivo de receptculos de volumen fijo requiere friccin por resbalamiento entre las paredes estacionarias del receptculo y las partes mviles, estas bombas no son apropiadas para manejar fluidos que contengan arenas o materias en suspensin. Adems, la variacin cclica del caudal de descarga puede obligar al empleo de un acumulador y de grandes tuberas. Estas bombas son relativamente de baja velocidad de rotacin, de tal manera que cuando tienen que ser movidas por motores elctricos deben ser intercaladas trasmisiones de engranes o poleas para reducir la velocidad entre el motor y la bomba. Estas bombas se clasifican de la siguiente manera: Bombas de Pistones Bombas de Embolo Bombas de Diafragma</p> <p>Docente: Paola Benavides Ingeniero Civil Mecnico - PUCV</p> <p>Pgina 4 de 26</p> <p>AREA MECNICA INACAP MAIP</p> <p>MAQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS</p> <p>BOMBA DE DIAFRAGMA Estn provistas de un diafragma flexible recprocamente en vez de un mbolo o pistn reciprocante, con lo cual se elimina la friccin y las fugas en el punto donde el mbolo atraviesa la caja de empaque. Un ejemplo de esta bomba queda ilustrado en la figura en la cual el movimiento del diafragma es obtenido mediante una cama excntrica y una palanca; las vlvulas de succin y de descarga trabajan en forma ordinaria. Tales bombas son muy comunes en la actualidad para levantar combustible de los tanques posteriores de los automviles a los carburadores de los mismos. Se utiliza solo para caudales elevados de fluidos ya sean limpios o con contenidos slidos, son apropiadas para; pulpas gruesas, drenajes, lodos, soluciones acidas y alcalinas as como mezclas de agua con solido que puedan causar erosin. Un diafragma de material flexible no metlico, puede soportar mejor la accin corrosiva y erosiva de los fluidos que transporta.</p> <p>Docente: Paola Benavides Ingeniero Civil Mecnico - PUCV</p> <p>Pgina 5 de 26</p> <p>AREA MECNICA INACAP MAIP</p> <p>MAQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS</p> <p>BOMBA DE EMBOLO O PISTON</p> <p>Comnmente llamada de mbolo o de presin, estn mostrados esquemticamente en la figura. En ella puede verse que, como la Manivela o cigeal gira con una velocidad uniforme, accionada por el motor, el mbolo o pistn se mueve hacia adelante y hacia atrs en el cuerpo del cilindro; en el golpe hacia afuera un vaco parcial detrs del mbolo permite que el fluido pase por la vlvula de succin y llene el cilindro; en el golpe hacia adentro, la vlvula de succin se cierra y el agua es presionada a salir hacia el tubo de descarga. Son bombas ideales para equipos que trabajan a altas presiones, son mas caras y complicadas que otras bombas positivas. Generan un caudal de hasta 1700 (l/min), presiones promedio de hasta 400 (Kp/cm2) y velocidades hasta 3000 (rpm). Relativamente silenciosas, creciendo el ruido a medida que aumenta la presin. Las temperaturas mximas de trabajo alcanzan los 80C. la presin mxima en la aspiracin es de 1 (Kp/cm2). La mayora de estas bombas son autoaspirantes. Los diseos bsicos son radial y axial, ambos con desplazamiento fijo o variable.</p> <p>Las bombas radiales tienen la caracterstica que con ellas se obtienen grandes presiones, grandes velocidades y gran caudal</p> <p>Docente: Paola Benavides Ingeniero Civil Mecnico - PUCV</p> <p>Pgina 6 de 26</p> <p>AREA MECNICA INACAP MAIP</p> <p>MAQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS</p> <p>Las bombas rotativas de mbolos radiales se fabrican para presiones de hasta 500 (Kp/cm2). Se emplean tanto para caudal constante como variable es decir son regulables. La regulacin se logra variando la excentricidad. El rango de velocidades normal es de 100 a 3000 (rpm). En general las bombas de embolo axial alcanzan presiones de 300 (Kp/cm2) con rangos de velocidades de 100 a 2000 (rpm). Son bastante silenciosas hasta 150 (Kp/cm2). Funcionamiento bombas radiales: Todos los ejes de los cilindros son concurrentes y situados en un mismo plano. Los pistones se aplican a un tambor fijo por la fuerza centrifuga y los muelles. Durante la rotacin del rotor los pistones efectan un movimiento de vaivn y siempre en contacto con el tambor; cuando se alejan del centro aspiran el fluido y lo comprimen en la otra media vuelta. Se modifica el caudal variando la excentricidad entre el rotor y el tambor fijo. Este tipo de bomba da un caudal libre de pulsaciones. Cuando el numero de pistones varia entre 5 a 9 la velocidad de aspiracin del fluido es de 2 a 3 (m/s) y en la salida de 4 a 6 (m/s).</p> <p>BOMBA RECIPROCANTE DE EMBOLO DE DESCARGA VARIABLE. En sistemas de transmisin de circuito hidrulico cerrado, es algunas veces necesaria una forma de bomba cuyo gasto de descarga pueda ser variado sin cambiar la velocidad de rotacin. Tal bomba est indicada en la figura, tiene un cierto nmero de cuerpos cilndricos paralelos A, hechos formando un bloque B, que gira mediante engranes alrededor de un eje central. Los pistones o mbolos estn articulados a un anillo D que es mantenido en contacto con un platillo E, el cual puede inclinarse fuera de la perpendicular; de este modo cuando el anillo D gira en conjunto con el bloque de cilindros, tambin se balancea e imparte el movimiento reciprocante necesario a los pistones o mbolos. En estas bombas no son necesarias las vlvulas que tienen las bombas de mbolo antes descritas; en su lugar tienen dos entradas o ranuras semicirculares que obturan las extremidades de los cilindros, una de las entradas est conectada a la tubera de succin y la otra a la de descarga. As todos los cilindros del bloque en el lado en que suben los mbolos, que es cuando se mueven stos hacia afuera, son puestos en comunicacin directa con laDocente: Paola Benavides Ingeniero Civil Mecnico - PUCV Pgina 7 de 26</p> <p>AREA MECNICA INACAP MAIP</p> <p>MAQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS</p> <p>tubera de succin, mientras que el lquido descargado de los cilindros en los cuales bajan los mbolos, tienen salida libre al tubo de descarga. A fin de variar el gasto de descarga de la bomba, es necesario alterar la carrera de los mbolos, lo cual puede hacerse cambiando el ngulo de inclinacin del plato E. Para este objeto el plato est montado sobre ejes, de tal modo que l puede mecerse alrededor de un eje horizontal, transversal al eje principal de la bomba. Mientras ms normal se hace el plato E, menor ser la descarga, hasta que sta cesa por completo cuando el plato E, es paralelo a F. Si se sigue variando la inclinacin, el escurrimiento vuelve a tener lugar; pero ahora en sentido contrario, saliendo el lquido por el tubo en que antes se haca la succin. Debido al hecho de que estas bombas son empleadas exclusivamente para manejar aceite y de que todas las partes mviles estn ahogadas en aceite, a pesar del nmero de superficies de friccin que tienen, alcanzan una alta eficiencia, de un 80% o ms. La presin media usual de 2 trabajo es de unos 35 kg/cm . BOMBAS ROTATORIAS</p> <p>Estas bombas, como ya antes se dijo no tienen vlvulas ni partes reciprocantes; el movimiento del lquido es efectuado por la accin combinada de dos elementos giratorios semejantes a las ruedas dentadas. Bomba de tornillo</p> <p>Las bombas de tornillo son un tipo especial de bombas rotatorias de desplazamiento positivo, en el cual el flujo a travs de los elementos de bombeo es verdaderamente axial. El lquido se transporta entre las cuerdas de tornillo de uno o ms rotores y se desplaza axialmente a medida que giran engranados. La aplicacin de las bombas de tornillo cubren una gama de mercados diferentes, tales como en la armada, en la marina y en el servicio de aceites combustibles, carga martima, quemadores industriales de aceite, servicio de lubricacin de aceite, procesos qumicos, industria de petrleo y del aceite crudo, hidrulica de potencia para la armada y las mquinas herramientas y muchos otros. La bomba de tornillo puede manejar lquidos en una gama de viscosidad como la melaza hasta 2 la gasolina, as como los lquidos sintticos en una gama de presiones de 50 a 5.000 lb/pulg y los flujos hasta de 5.000 gpm.</p> <p>Docente: Paola Benavides Ingeniero Civil Mecnico - PUCV</p> <p>Pgina 8 de 26</p> <p>Debido a la relativamente baja inercia de sus partes en rotacin, las bombas de tornillo son capaces de operar a mayores velocidades que otras bombas rotatorias o alternativas de desplazamiento comparable. Algunas bombas de lubricacin de aceite de turbina adjunta operan a 10.000 rpm y an mayores. Las bombas de tornillo, como otras bombas rotatorias de desplazamiento positivo son de autocebado y tienen una caracterstica de flujo que es esencialmente independiente de la presin. La bomba de tornillo simple existe slo en nmero limitado de configuraciones. La rosca es excntrica con respecto al eje de rotacin y engrana con las roscas internas del estator (alojamiento del rotor o cuerpo). Alternativamente el estator est hecho para balancearse a lo largo de la lnea de centros de la bomba. Las bombas de tornillos mltiples se encuentran en una gran variedad de configuraciones y diseos. Todos emplean un rotor conducido engranado con uno o ms rotores de sellado. Varios fabricantes cuentan con dos configuraciones bsicas disponibles, la construccin de extremo simple o doble, de las cuales la ltima es la ms conocida. Como cualquier otra bomba, hay ciertas ventajas y desventajas en las caractersticas de diseo de tornillo. Est...</p>