¿Qué bomba hidráulica es adecuada para sus necesidades?

Hay varias categorías diferentes de bombas hidráulicas , cada uno con sus propias capacidades y limitaciones. Tratar de decidir qué tipo de bomba necesita para una aplicación de sistema hidráulico puede ser un desafío, pero un conocimiento básico de los tipos más comunes de bombas hidráulicas es un buen comienzo.

Conceptos básicos de las bombas hidráulicas

El objetivo de una bomba hidráulica es mover fluido hidráulico a través de un sistema hidráulico, actuando como el corazón palpitante del sistema. Hay dos cosas que todas las bombas hidráulicas tienen en común:(1) proporcionan flujo hidráulico a otros componentes (por ejemplo, arietes, motores hidráulicos, cilindros) dentro de un sistema hidráulico y (2) producen flujo que a su vez genera presión cuando hay una resistencia al flujo. Además, la mayoría de las bombas hidráulicas son accionadas por motor e incluyen una válvula de alivio de presión como un tipo de protección contra sobrepresión. Los tres tipos más comunes de bombas hidráulicas actualmente en uso son bombas de engranajes, de pistón y de paletas.

Bombas de engranajes

En una bomba de engranajes, el fluido hidráulico queda atrapado entre el cuerpo de la bomba y las áreas entre los dientes de los dos engranajes de la bomba. El eje de transmisión se utiliza para accionar un engranaje mientras que el otro permanece inactivo hasta que engrana con el engranaje impulsor. Estas bombas son lo que se conoce como desplazamiento fijo o desplazamiento positivo porque cada rotación del eje desplaza la misma cantidad de fluido hidráulico a la misma presión. Hay dos tipos básicos de bombas de engranajes, externas e internas, que se analizarán en un momento.

Las bombas de engranajes son compactas, lo que las hace ideales para aplicaciones que involucran espacio limitado. También tienen un diseño simple, lo que los hace más fáciles de reparar y mantener. Tenga en cuenta que las bombas de engranajes suelen exhibir la mayor eficiencia cuando funcionan a su velocidad máxima. En general, las bombas de engranajes externos pueden producir niveles más altos de presión (hasta 3000 psi) y un mayor rendimiento que las bombas de paletas.

Bombas de engranajes externas

Las bombas de engranajes externos a menudo se encuentran en diseños de acoplamiento cerrado donde la bomba de engranajes y el motor hidráulico comparten el mismo montaje y el mismo eje. En una bomba de engranajes externos, el flujo de fluido ocurre alrededor del exterior de un par de engranajes rectos externos engranados. El fluido hidráulico se mueve entre la carcasa de la bomba y los engranajes para crear la succión y descarga alternas necesarias para el flujo de fluido.

Las bombas de engranajes externos pueden proporcionar presiones muy altas (hasta 3000 psi), operar a altas velocidades (3000 rpm) y funcionar más silenciosamente que las bombas de engranajes internos. Sin embargo, cuando las bombas de engranajes están diseñadas para manejar presiones y velocidades aún más altas, serán muy ruidosas y es posible que se deban tomar precauciones especiales.

Las bombas de engranajes externos a menudo se usan en aplicaciones de levantamiento de pesas, así como en áreas donde los equipos eléctricos serían demasiado voluminosos, inconvenientes o costosos. Las bombas de engranajes externos también se pueden encontrar en algunos equipos agrícolas y de construcción para alimentar sus sistemas hidráulicos.

Bombas de engranajes internos

En una bomba de engranajes internos, la acción de engrane de los engranajes internos y externos funciona con un elemento de sector en forma de media luna para generar un flujo de fluido. El engranaje exterior tiene dientes que apuntan hacia adentro y el engranaje interior tiene dientes que apuntan hacia afuera. A medida que estos engranajes giran y entran y salen del engrane, crean zonas de succión y descarga con el sector actuando como una barrera entre estas zonas. Un gerotor es un tipo especial de bomba de engranajes internos que elimina la necesidad de un elemento de sector mediante el uso de engranajes trocoidales para crear zonas de succión y descarga.

A diferencia de las bombas de engranajes externos, las bombas de engranajes internos no están diseñadas para aplicaciones de alta presión; sin embargo, generan flujo con muy poca pulsación presente. No se utilizan tanto en hidráulica como las bombas de engranajes externos; sin embargo, se usan con aceites lubricantes y aceites combustibles y funcionan bien para aplicaciones de medición.

Bombas de pistón

En una bomba de pistón, los pistones alternativos se utilizan para generar alternativamente succión y descarga. Hay dos formas diferentes de categorizar las bombas de pistón:si su pistón está montado axial o radialmente y si su desplazamiento es fijo o variable.

Las bombas de pistón pueden manejar presiones más altas que las bombas de paletas o de engranajes, incluso con desplazamientos comparables, pero tienden a ser más costosas en términos del costo inicial. También son más sensibles a la contaminación, pero seguir pautas estrictas de limpieza hidráulica y filtrar cualquier fluido hidráulico agregado al sistema puede resolver la mayoría de los problemas de contaminación.

Bomba de pistones axiales

En una bomba de pistones axiales, a veces llamada bomba axial en línea, los pistones están alineados con el eje de la bomba y dispuestos dentro de un bloque de cilindros circular. En un lado del bloque de cilindros se encuentran los puertos de entrada y salida, mientras que en el otro lado se encuentra un plato oscilante en ángulo. A medida que gira el bloque de cilindros, los pistones se mueven hacia adentro y hacia afuera del bloque de cilindros, creando así una succión y descarga alternas de fluido hidráulico.

Las bombas de pistones axiales son ideales para aplicaciones de alta presión y gran volumen y, a menudo, se pueden encontrar alimentando sistemas hidráulicos de misión crítica, como los de los aviones a reacción.

Bombas de eje inclinado

En una bomba de pistón de eje inclinado (que muchos consideran un subtipo de bomba de pistón axial), la bomba se compone de dos lados que se unen en ángulo. Por un lado, el eje impulsor hace girar el bloque de cilindros que contiene los pistones que coinciden con los orificios del otro lado de la bomba. A medida que gira el bloque de cilindros, las distancias entre los pistones y la superficie de las válvulas varían, logrando así la succión y descarga necesarias.

Estas bombas están diseñadas para ciclos de trabajo pesado, como transmisiones hidrostáticas y maquinaria eléctrica.

Bomba de pistones radiales

En una bomba de pistones radiales, los pistones se encuentran perpendiculares al eje de la bomba y están dispuestos radialmente como los radios de una rueda alrededor de una leva colocada excéntricamente. Cuando el eje de transmisión gira, la leva se mueve y empuja los pistones cargados por resorte hacia adentro al pasar por ellos. Cada uno de estos pistones tiene sus propios puertos de entrada y salida que conducen a una cámara. Dentro de esta cámara hay válvulas que controlan la liberación y admisión de fluido hidráulico.

Las bombas de pistones radiales se utilizan a menudo en máquinas herramienta y como fuente de alimentación para sistemas hidráulicos como cilindros.

Desplazamiento fijo frente a desplazamiento variable

En una bomba de desplazamiento fijo, la cantidad de fluido descargado en cada movimiento alternativo es el mismo volumen. Sin embargo, en una bomba de caudal variable, un cambio en el ángulo del plato oscilante ajustable puede aumentar o reducir el volumen de fluido descargado. Este diseño le permite variar la velocidad del sistema sin tener que cambiar la velocidad del motor.

Bombas de paletas

Cuando el eje de entrada de una bomba de paletas gira, las paletas rígidas montadas en un rotor excéntrico recogen fluido hidráulico y lo transportan a la salida de la bomba. El área entre las paletas aumenta en el lado de entrada a medida que el fluido hidráulico ingresa a la bomba y disminuye en el lado de salida para expulsar el fluido hidráulico a través del puerto de salida. Las bombas de paletas pueden ser de desplazamiento fijo o variable, como se mencionó para las bombas de pistón.

Las bombas de paletas se usan en vehículos utilitarios (como los que tienen escaleras aéreas o baldes), pero no son tan comunes hoy en día, ya que fueron reemplazadas por bombas de engranajes. Esto no significa, sin embargo, que no estén todavía en uso. No están diseñados para manejar altas presiones, pero pueden generar un buen vacío e incluso funcionar en seco durante cortos períodos de tiempo.

Selección de una bomba

Hay otros aspectos clave para elegir la bomba hidráulica adecuada que van más allá de decidir qué tipo se adapta mejor a su aplicación. Estas características de la bomba incluyen lo siguiente:

• El tipo de fluido hidráulico que se utilizará
• Velocidad de funcionamiento en rpm
• Presión máxima de funcionamiento
• Desplazamiento fijo o variable
• El caudal (que está relacionado con la velocidad de la bomba en rpm, la eficiencia de la bomba y el desplazamiento)
• Valores nominales de par y curvas de potencia

Sin embargo, su punto de partida siempre será el tipo de motor que necesita.

Conclusión

Seleccionar una bomba puede ser un gran desafío, pero un buen lugar para comenzar es ver el tipo de bomba que necesita. Las bombas de paletas han sido reemplazadas en gran medida por bombas de engranajes compactas y duraderas, con bombas de engranajes externas que funcionan mejor para altas presiones y velocidades de operación, mientras que las bombas de engranajes internos pueden generar flujo con muy poca pulsación. Sin embargo, las bombas de paletas siguen siendo buenas para crear un vacío efectivo y pueden funcionar incluso cuando están secas por períodos cortos de tiempo. Las bombas de pistón en general son más potentes pero, al mismo tiempo, más susceptibles a la contaminación.

Hidráulica MAC

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