-
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 segunda forma (Fi-gura 6), los
cilindros se dis-ponen sobre la superficielateral del cuerpo
interno orotor que gira con excentri-cidad e respecto del centrode
la superficie interior dela carcasa. Sobre esta su-perficie,
deslizan los pati-nes que se apoyan y articu-lan con los pistones.
Al girar el rotor, el conjuntode pistones realizan la operacin de
bombeo.
Datos Tcnicos
Cilindrada: de 1,5 hasta 20 cm3/revPresin de Servicio: hasta 700
barSon de cilindrada constante o variable, de pre-sin ajustable.
Pueden usarse como motores.
4.- Bomba de tornillos (bomba helicoidal)La figura 7 muestra un
corte longitudinal deeste tipo de bomba hidrulica. En una
carcasaestn alojados dos o ms tornillos sinfn (en lafigura son
tres).
El tornillo central, con rosca derecha, es elrbol motor;
arrastra a los otros dos que son derosca izquierda. De esta manera
se forman c-maras cerradas entre los filetes de los
tornillosexternos, el filete del tornillo central o motor yla
carcasa.
Con el giro de los tornillos, lacmaras se desplazan axial-mente,
sin variar su volumen,desde la conexin de aspira-cin (azul) a la de
presin (ro-jo). As se obtiene un flujo cons-tante, continuo y
uniforme.
5.- Bomba de pistonesaxialesEstas unidades de pistones
axiales, son transformadores de energa en loscuales los pistones
estn dispuestos en untambor en forma axial.Las variantes
constructivas se distinguen en: construccin rbol inclinado (ver
figura 8). construccin con placa o platina inclinada (fi-gura 9).La
primera disposicin consiste en un rbol quelleva montada una placa
motora, donde se ar-ticulan las bielas de cada uno de los
pistones.Los cilindros estn mecanizados en un cuerpoo bloque de
igual forma donde se alojan losmbolos que son movidos por la
rotacin de laplaca motora, que hace rotar el bloque de cilin-
Figura 8
La bombahidrulica de
tornillos es deflujo axial, que
erogan lostornillos
conducidos
arbol motor
placa motora
biela
pistn
bloque decilindros
12
AC
+H
-
BOmBaS HidrauliCaS
dros y efectuar la accin de bombeo por el mo-vimiento de vaivn
que produce el ngulo deinclinacin (), que forman el eje del rbol
mo-tor con el eje del bloque de cilindros. En el extremo del bloque
del lado de compre-sin se encuentran las entradas y salidas
delfluido hidrulico.La segunda forma consiste en un rbol motorsobre
el cual est montado el bloque de cilin-dros. Los mbolos de cada
pistn se articulansobre una placa cuyo eje est inclinado res-pecto
del rbol motor. De manera similar a la primera versin, la ro-tacin
del bloque de cilindros efecta la accinde bombeo. Los esquemas
siguientes muestran las diferen-cias entre los dos sistemas en lo
que respectaa las fuerzas en el punto de transmisin y a losmomentos
actuantes.Para simplificar la interpretacin se esquema-tizaron los
puntos de contacto entre pistones yplatina como puntas.En la figura
10 se apoyan los pistones, con sucara plana, contra la placa, que
ha sido repre-sentada con puntas. Los pistones, solicitados a
presin y el tambor,no se ven expuestos a esfuerzos de momentosya
que stos son generados en la placa y ab-sorbidos por sta.Ambas
variantes se construyen con cilindradaconstante o variable.Por
intermedio del punto de contacto T (figura11) se transforma la
fuerza hidrulica (presinx superficie del pistn) en una fuerza
mec-nica. La fuerza transversal al eje del pistn, re-sultante de
todas las fuerzas actuantes, pro-duce un momento torsor que es
absorbido porel tambor y transmitido por ste al rbol motorfue es
paralelo a los pistones.
Datos Tcnicos
Cilindrada: de 5 a 1000 cm3/revPresin: hasta 420 barVelocidad
mxima: hasta 5600 rpmPotencia mxima: hasta 933 kWCaractersticas
constructivas
9 pistones / patinesPlaca planaArbol pasante (bomba de placa
inclinada)ngulo de inclinacin de 0 a +/- 15Conexin de aspiracin
cortaPropiedades especiales
Reducido tiempo de basculamiento Pequea masa Buen comportamiento
alrededor de caudal nulo Pequeas dimensiones Dos extremos del eje
motor, posibilidad deacoplar bomba adicional Apta para
funcionamiento reversible de gran-des masas de inercia.
Figura 9
Figura 10 Figura 11
En las bombasde ejeinclinado lacilindrada esfuncin dembolos
placa inclinada
mbolo
bloque decilindros
rbolmotor
dc
F = seccin del pistn F = seccin del pistn
13
AC
+H
