Bomba de pistones de caudal variable

Integrantes

Jorge Ferreira C

Sebastián Biaggini J

Imaq 41

27 Noviembre de 2012

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Índice

1. Portada Pag.12. Índice Pag.23. Introducción Pag.34. Desarrollo Pag.4 a 145. Conclusión Pag.15

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Introducción

A continuación en este trabajo observaremos como está compuesta una bomba de caudal variable. También Daremos a conocer sus componentes y el funcionamiento de cada uno de ellos, además analizaremos cómo funciona la bomba en conjunto y de qué manera está constituida parte por parte la bomba de caudal variable.

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Desarrollo

Bomba de pistones de caudal variable

¿Qué es una bomba hidráulica?

Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma la energía (generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía hidráulica del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud.

¿Qué es una bomba de caudal variable?

Las bombas de pistones axiales son de tipo volumétrico, es decir, generan un cierto caudal de aceite en cada rotación completa de la misma. Su principio de funcionamiento es simple a la vez que ingenioso, está basado en el movimiento axial, paralelo al eje de la bomba, producido por un pistón dentro de su alojamiento o cilindro en cada rotación de la bomba. Este desplazamiento se consigue mediante el deslizamiento de la base del pistón sobre una placa que permanece inclinada mientras el pistón gira, solidario con el eje de la bomba, alrededor del centro de la placa. El fluido a bombear llega a la bomba por el lado de baja presión que no es más que aquel sector en el que los pistones realizan la aspiración y es transportado hacia el lado de alta presión. Para aumentar la eficiencia de la bomba, suministrando más volumen por vuelta, la bomba se compone no de uno si no de varios pistones que simultáneamente bombean el fluido hidráulico en cada vuelta de la misma.

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Funcionamiento:

Ahora bien, la cilindrada o volumen aportado por la bomba en cada vuelta está influenciada principalmente por el ángulo α de inclinación de la placa estacionaria. Cuanto mayor es éste mayor es el volumen desplazado por el pistón ya que su carrera será mayor. Aunque no es el caso que nos ocupa, cabe mencionar que existen modelos de bombas en los cuales la placa inclinada está mecanizada directamente sobre la carcasa de la bomba, sin posibilidad alguna de variación de su ángulo de inclinación, se trata por supuesto de bombas de caudal constante. En caso de que la placa se encuentre totalmente vertical, es decir α = 0º, la bomba no aportará ningún caudal. Por tanto, podemos variar el caudal de aceite hidráulico simplemente variando el ángulo de inclinación de la placa estacionaria. En la siguiente figura podéis ver un esquema algo mas detallado en el que también aparece el cálculo del volumen aportado por la bomba en cada rotación, en función del ángulo de la placa inclinada.

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Para un determinado número de revoluciones del motor, el par de giro absorbido y por tanto la potencia absorbida aumenta con la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la bomba. Recuerda que las bombas volumétricas no generan presión, sino caudal, la presión alcanzada a la salida de la bomba dependerá del circuito hidráulico aguas abajo. Por ejemplo, supongamos que la bomba alimenta un motor hidráulico que puede embragarse o desembragarse a voluntad, si el motor se encuentra desembragado y sin carga alguna, la presión a la salida de la bomba será la estrictamente necesaria para girar el motor en vacío y vencer las pérdidas de carga de la línea y el motor, es decir, muy baja. Sin embargo, si embragamos el motor, la presión a la salida de la bomba aumentará hasta el valor necesario para mover el par resistente aplicado en el eje del motor y vencer las pérdidas de carga en el mismo y en la línea de alimentación. En la siguiente figura puede apreciarse la sección de una bomba Rexroth de pistones axiales y caudal variable del tipo A10VSO y su forma constructiva.

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Accionando la bomba, el eje dentado de accionamiento gira arrastrando el cilindro que a su vez gira arrastrando a los nueve pistones que monta este tipo de bomba. Los pistones se apoyan mediante los patines de apoyo sobre la superficie de deslizamiento de la placa inclinada y son mantenidos y conducidos forzosamente sobre esta superficie mediante el llamado dispositivo recuperador. En una vuelta, cada pistón efectúa una carrera completa pasando por el punto muerto superior, momento en el cual comienza la zona de aspiración o baja presión y llegando al punto muerto inferior que es dónde comienza la zona de alta presión. El fluido bombeado atraviesa las ranuras de la placa de mando hacia adentro en el lado de aspiración y hacia afuera en el lado de impulsión. La placa inclinada se desliza fácilmente por medio de dos apoyos laterales y es mantenida en la posición cero o posición vertical por medio de un resorte que la mantiene en esta posición hasta que un pistón de posicionamiento comandado hidráulicamente la inclina en función de la presión medida en el conducto de salida. La siguiente figura muestra un esquema de

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funcionamiento del regulador hidráulico de presión que suelen acompañar a este tipo de bombas.

Experiencia en taller.

Una bomba caudal variable permite tener un caudal regulando la presión que se va produciendo dentro , esta bomba siempre va a partir con un caudal máximo, esto es porque comienza con una inclinación de ángulo máximo, desprendiendo el cuerpo de control, reconociendo componentes tales como:

- Placa de desgaste

- El pivote

- Pistón de Presión

Luego pescamos la carcasa de la bomba para extraer los componentes dentro, la cual tuvimos una vez fuera nos encontramos con él:

- Cartucho de Bomba

- Rodamiento Cónico

- Collarín

- Placa inclinable

- Pistones

En esta bomba de caudal variable su funcionamiento no va ser igual si contiene carga, ya que, al momento de no tener carga no se genera tanta presión, pero en cambio si el pistón mueve algo con carga la bomba enviara más presión para poder mover dicha carga (va depender de la carrera del pistón para saber cuánto fluido saldrá del cilindro). Cuando la bomba comienza a acumular presión, esta acciona el pistón de presión la cual va saliendo y dejando la placa inclinable en paralelo con el cuerpo de control produciendo un caudal de 0 ya que los pistones no están en juego con la placa sino que al momento de levantar esta placa se forma una estación entre medio.

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1.- Bomba de caudal variable.

2.- Cuerpo de control aquí encontraremos lo que es el pivote y el pistón de presión.

En este paso nos dimos cuenta de una falla de la bomba que se puede apreciar en la siguiente imagen:

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Esta falla se pudo haber ocasionado por distintos factores, por desgaste o por demasiada presión en el sistema o mala fabricación del material.

Continuamos al siguiente paso.

3.- En este proceso desmontamos lo que era el pistón de presión y el pivote luego sacamos el disco de desgaste donde circula el aceite hacia los pistones del cartucho de la bomba.

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4.- Aquí veremos lo que son los pistones y el collarín.

5.- En este proceso vemos montado el cartucho de la bomba a la carcasa principal.

6.- Aquí desmontamos el cartucho y el eje de la carcasa como se ve en el dibujo.

7.- En este dibujo veremos más la explicación de el proceso que cumple la bomba de caudal variable como se ve en el dibujo está activado el pivote haciendo que este circulando caudal por la inclinación del plato basculante, al momento de acumular la

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presión del pistón cuando este en el PMS, este se activara el pistón de presión así para que la placa inclinable queda en forma horizontal y el caudal quede en 0.

Partes y sus funciones:

Eje de bomba: En la bomba tiene la función de hacer girar los componentes que estén fijos a este, soportar flexión al hacer el giro y tener un giro balanceado para que tenga una mayor vida útil el componente.

Carcasa: Es donde se almacenan todas sus partes y se lubrican sus componentes con el mismo aceite de la bomba, y es capaz de soportar grandes presiones.

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Rodamientos cónicos de rodillos: Tienen por función soportar las cargas del eje y evitar que el eje se desgaste ya que estos giran en su parte interna que va sujeta al eje.

Plato basculante: Regular la inclinación de los pistones para darle el avance dependiendo de su inclinación para regular su caudal.

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Pistones: Un pistón es el encargado de empujar el aceite en su cámara y generar el caudal al sistema. Este pistón tiene un sistema para cambiar su ángulo de posición debido a que trabaja en conjunto con el plato basculante.

Cuerpo de control: es el encargado de darle la inclinación al plato basculante ya que tiene un pistón que se regula hidráulicamente.

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Elemento de desgaste de plato basculante: Cumple la función de proteger el plato basculante para que este no se dañe ya que constantemente esta en movimiento.

Disco de fricción: tiene por función soportar la carga del conjunto giratorio de la bomba que lleva los pistones en su interior, tiene orificios de entrada y salida de la bomba. En la imagen se puede apreciar una falla por exceso de presión en el disco. La posible solución es reemplazar el disco.

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Conclusión

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