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hidraulica

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  • introduccinLas bombas, en la Hidrulica, son las mqui-nas que producen el flujo y que le imprimen alfluido la energa necesaria.La bomba aspira el fluido (casi siempre de unrecipiente) y lo expulsa por la conexin de sa-lida hacia el sistema. Por in-termedio de los dispositi-vos de control y regulacin,llega el fluido al componen-te consumidor, que es unelemento que ofrece resis-tencia, por ejemplo un cilin-dro solicitado por una car-ga. La presin en el fluidoest en relacionada con laresistencia ofrecida por elconsumidor y aumenta hasta vencerla.

    1.- Bomba de engranajes1.1. Bomba de engranajes con dentado interior La bomba (figura 1) est compuesta por la car-casa, en la cual gira un par de engranajes conjuego axial y radial tan pequeo que se lograhermeticidad.La zona de aspiracin (azul) est conectadacon el recipiente del fluido y la de expulsin(rojo) con el sistema.El pin motor se mueve en el sentido de la fle-cha, ste arrastra al engranaje exterior (de den-tado interno), girando en el mismo sentido.Debido al movimiento circular se crean cma-ras entre los dientes. La depresin as creada y la presin atmosf-rica sobre la superficie libre del fluido en el re-cipiente, actan de manera que el fluido semueve del recipiente hacia la bomba y llena las

    cmaras entre los dientes. Este fluido es trans-portado por las cmaras entre dientes, que secierran con la carcasa y la media luna, hacia lazona de presin (rojo). All los dientes engranannuevamente y el fluido es expulsado. Los dien-tes engranados impiden el retorno del fluido.

    Datos Tcnicos

    Cilindrada: 1 a 250 cm3/revPresin: hasta 315 barVelocidad mxima: hasta 3600 rpmPotencia mxima: hasta 95 kW Caracteristicas constructivas

    Bajo grado de irregularidad ybajo nivel sonoro

    Puede emplearse como motor hidrulico

    1.2. Bomba de engranajes con dentado exteriorAqu giran dos engranajes (Figura 2) con den-tado exterior. El engranaje superior conductores movido en el sentido de la flecha y arrastraal engranaje inferior conducido, en sentidoopuesto. El proceso de aspiracin es igual alde las bombas con dentado interior.El fluido es transportado por las cmaras 4 yen la zona de presin (rojo) es expulsado porlos dientes que engranan. En el corte se ob-serva que los dientes cierran las cmaras an-tes de que stas estn vacas. El fluido re-manente estara solicitado a altas presionesque ocasionaran un funcionamiento irregular.Para evitar este efecto se practicaron muescasen los costados que permiten la descargahacia la zona de presin. Otro punto a consi-derar es el juego entre engranajes y cojinetes

    Figura 1 rbol pin motorengranaje exterior

    media lunacarcasa

    BOmBaS HidrauliCaS

  • BOmBaS HidrauliCaS

    mucho juego: reducido rozamiento, gran fugaPoco juego: gran rozamiento, poca fuga

    Datos tcnicos

    Cilindrada: de 5 a 150 cm3/rev Presin de servicio: hasta 350 barCaractersticas constructivas

    Bomba sencilla y barata, Alto grado de irregularidad y alto nivel sonoroCon ciertas limitaciones puede utilizarse comomotor hidrulico

    2.- Bombas de paletas2.1. Bombas de paletas de cilindrada cons-tanteEl corte esquemtico de la figura 3, muestra elprincipio de construccin de esta bomba Labomba de paletas se compone principalmentede: carcasa, estator y rotor con las paletas.El estator tiene una pista interna con doble ex-centricidad. El elemento impulsado es el rotor,que sobre su periferia tiene ranuras radiales,en las cuales se alojan paletas dobles que sepueden desplazar entre si.Al girar el rotor, las paletas son expulsadashacia el exterior debido a la fuerza centrfuga ya la presin del sistema que acta en la parteposterior de las paletas. Las paletas se apoyanas sobre el estator.Las cmaras que transportan el fluido estnformadas por el estator, el rotor, dos pares depaletas y los discos laterales. La entrada (azul) y salida (rojo) del fluido seproduce por ranuras en los discos laterales (nose muestran en la figura). Para un mejor enten-dimiento se represent entrada y salida radial-mente.

    Para la puesta en marcha se impulsa el rotoren sentido antihorario. En las proximidades delcanal de aspiracin, arriba y abajo, las cma-ras todava son pequeas. Al continuar el girolas cmaras crecen hasta alcanzar su mximotamao en el punto en que la distancia del cen-tro del rotor a la pista interior es mxima. Enese punto se separa la cmara de la zona deaspiracin por intermedio de las ranuras en losdiscos laterales.Al continuar el giro, las cmaras se ponen encontacto con la zona de presin. Por la formade la pista, las paletas son obligadas a introdu-cirse en las ranuras y las cmaras disminuyensu volumen, obligando al fluido a desplazarsehacia la zona de presin. Debido a que la ex-

    Figura 2

    Figura 3

    rbol

    engranajes

    carcasacmaras

    T P

    estator

    paletas

    carcasa

    rotor d

    d

    La bomba de paleta de cilindradaconstante y dobleexcentricidad esautoequilibrada

    5

    AC

    +H

  • centricidad de la pista es doble, cada cmaradesplaza fluido dos veces por revolucin.El rotor est radialmente descargado por la ac-cin hidrulica debido a que las dos cmarasde presin estn enfrentadas, as como las doscmaras de aspiracin.

    Datos tcnicos

    Bomba simpleCilindrada: de 10 a 200cm3/rev Presin de servicio: hasta 210 barPotencia mxima: hasta 95 kWAreas de Aplicacin

    Circuitos hidrulicos de fil-trado. Idem de enfriamiento. Mquinas para ma-teriales plsticos. Mquinas de usos generales.

    2.2. Bomba de paletas de cilindrada variable.En estas bombas (figura 4) se puede regular lacilindrada y la presin mxima de funciona-miento. El flujo se produce por el mismo principio queen las bombas del punto anterior. Sin embargo,el estator es, en este caso, un anillo circular m-vil que es empujado a una posicin excntricapor el resorte de ajuste. La mxima excentrici-dad y en consecuencia la mxima cilindrada,se puede variar con el tornillo de excentricidad.El estator es guiado tangencialmente por el tor-nillo guia. Debido a la resistencia, por ejemplode un cilindro, se crea una presin que actaradialmente sobre el rotor. Cuando el sistemano consume fluido y es alcanzada la presinmxima graduada, el caudal es casi nulo.

    La presin se mantiene y las fugas son repues-tas. De esta manera se reducen las prdidas yel calentamiento del fluido.

    Datos tcnicos

    Cilindrada: de 10 a 150 cm3/rev Presin de servicio:hasta 160 barVelocidad mxima: 1800 rpmPotencia mxima: 54 kWAreas de Aplicacin

    Mquinas herramienta. M-quinas para engomado y pa-ra ensamblado. Mquinas deensayos. Mquinas de usosgenerales.

    3.- Bombas de pistones radialesEn estas bombas (figuras 5 y 6) los pistonesestn ubicados segn la disposicin estrella,es decir radialmente respecto del bloque de ci-lindros. El movimiento de los pistones es per-pendicular al eje de rotacin. Las bombas seconstruyen con 3 5 7 9.cilindros dis-puestos con igual separacin angular entreellos (120 - 72 - 51,4 - 40). El nmeroimpar de pistones ha sido elegido para reducirirregularidades en el caudal.El flujo en las bombas de pistones radiales escomandado por vlvulas o por lumbreras ypuede ser constante o variable. Esto ltimo selogra variando externamente la excentricidadde la bomba. Estas bombas tienen dos princi-pios bsicos de construccin: Los pistones bombean hacia adentro (figura 6)y el bloque de cilindros gira excntricamente res-pecto de la carcasa que permanece esttica.

    Figura 4estator

    rotor

    paleta

    resorte de ajuste

    l

    tornillo guia

    tornillo excentricidad

    tornillo

    El caudal dela B de Pal

    vara pordesplazamiento

    del estatorrespecto del

    rotor

    BOmBaS HidrauliCaS

    8

    AC

    +H

  • Los pistones bombean hacia afuera (figura 5),el bloque de cilindros es tambin la carcasa yel rbol motor gira excntricamente para em-pujar a los pistones.En la figura 5 los cilindros estn mecanizadosen la carcasa. El sistema se completa con elrbol excntrido y los elementos de bombas ci-lindro-pistn. La carrera de los mbolos es eldoble de la excentricidad entre carcasa y rbol.En la figura 6, los cilindros estn mecanizadosen un cuerpo que gira en forma excntrica res-pecto de la carcasa esttica. El doble de la ex-centricidad entre rotor y estator constituye lacarrera de los pistones. Est compuesta por: lacarcasa, el rbol excntrico y los elementos debombeo cilindro con pistn.

    Un elemento de bombeo, observado separada-mente, es una bomba de un pistn cuyo cilin-dro est mecanizado en la carcasa. Los pis-tones son apretados mediante resorte contra laexcntrica. Cada pistn recorre dos carreraspor revolucin del rotor.Con la rotacin del rbol excntrico, se aspirafluido por una perforacin axial practicada enel mismo rbol. El fluido es expulsado por per-foraciones radiales hacia canales que lo con-ducen a la vlvula de aspiracin.Al moverse el pistn hacia el eje, se agrandael volumen de la cmara. De esta manera, lacmara se llena de fluido. A continuacin, elpistn se mueve hacia afuera, empujado por laexcntrica. El fluido de cada uno de los ele-

    Figura 5 Figura 6

    carcasa

    rotor excntrico

    resorte

    patn

    pistn

    e

    dK

    carcasa

    patn

    pistn

    e

    dK

    Figura 7

    lado presin rbol

    tornillos conducidos

    aspiracin

    En las bombas de pistn radialesla carrera es igual al doble dela excentricidad

    cilindro

    bloque decilindros

    carcasa

    BOmBaS HidrauliCaS

    9

    AC

    +H

  • BOmBaS HidrauliCaS

    mentos es transportado por canales en la car-casa hacia la conexin de presin. El caudalest dado por la cantidad y el dimetro de lospistones. La potencia depende de la presin ydel caudal y por ello, dado un dimetro de pis-tn queda fijada la presin mxima a quepuede trabajar la bomba.En la segu