Cómo Seleccionar la Bomba Hidráulica Ideal para su Sistema

Existen varias categorías diferentes de bombas hidráulicas, cada una con sus propias capacidades y limitaciones. Intentar 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 Bombas Hidráulicas

El objetivo de una bomba hidráulica es mover fluido hidráulico a través de un sistema hidráulico, actuando muy parecido al corazón latiente del sistema. Hay dos cosas que todas las bombas hidráulicas tienen en común: (1) proporcionan flujo hidráulico a otros componentes (p. ej., vástagos, motores hidráulicos, cilindros) dentro de un sistema hidráulico, y (2) producen flujo que a su vez genera presión cuando hay resistencia al flujo. Además, la mayoría de las bombas hidráulicas son accionadas por motor e incluyen una válvula de alivio de presión como tipo de protección contra sobrepresión. Los tres tipos más comunes de bombas hidráulicas actualmente en uso son de engranajes, de pistones 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 engranados de la bomba. El eje de accionamiento se usa para impulsar un engranaje mientras el otro permanece inactivo hasta que engrana con el engranaje impulsor. Estas bombas son lo que se conoce como desplazamiento fijo o 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 discutirán en un momento.

Las bombas de engranajes son compactas, lo que las hace ideales para aplicaciones que implican espacio limitado. También son simples en diseño, lo que las hace más fáciles de reparar y mantener. Tenga en cuenta que las bombas de engranajes usualmente exhiben la mayor eficiencia cuando funcionan a su velocidad máxima. En general, las bombas de engranajes externas pueden producir niveles de presión más altos (hasta 207 bar / 3.000 psi) y mayor caudal que las bombas de paletas.

Bombas de Engranajes Externas

Las bombas de engranajes externas a menudo se encuentran en diseños acoplados directamente donde la bomba de engranajes y el motor hidráulico comparten el mismo montaje y el mismo eje. En una bomba de engranajes externa, 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 alternadas necesarias para el flujo de fluido.

Las bombas de engranajes externas pueden proporcionar presiones muy altas (hasta 207 bar / 3.000 psi), operar a altas velocidades (3.000 rpm) y funcionar más silenciosamente que las bombas de engranajes internas. Cuando las bombas de engranajes están diseñadas para manejar presiones y velocidades aún más altas, sin embargo, serán muy ruidosas y puede haber precauciones especiales que deban tomarse.

Las bombas de engranajes externas a menudo se usan en aplicaciones de elevación de potencia, así como en áreas donde el equipo eléctrico sería demasiado voluminoso, inconveniente o costoso. Las bombas de engranajes externas también se pueden encontrar en algunos equipos agrícolas y de construcción para alimentar sus sistemas hidráulicos.

Bombas de Engranajes Internas

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

A diferencia de las bombas de engranajes externas, las bombas de engranajes internas no están destinadas para aplicaciones de alta presión; sin embargo, generan flujo con muy poca pulsación presente. No se usan tan ampliamente en hidráulica como las bombas de engranajes externas; sin embargo, se usan con aceites lubricantes y combustibles y funcionan bien para aplicaciones de dosificación.

Bombas de Pistones

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

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

Bomba de Pistones Axial

En una bomba de pistones axial, 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 están los puertos de entrada y salida, mientras que una placa inclinada (swashplate) está en el otro lado. A medida que el bloque de cilindros gira, los pistones se mueven dentro y fuera del bloque, creando así succión y descarga alternada de fluido hidráulico.

Las bombas de pistones axiales son ideales para aplicaciones de alta presión y alto caudal y a menudo se pueden encontrar alimentando sistemas hidráulicos críticos como los de aviones de reacción.

Bombas de Eje Inclinado (Bent-Axis)

En una bomba de pistones de eje inclinado (que muchos consideran un subtipo de la bomba de pistones axial), la bomba está compuesta por dos lados que se encuentran en un ángulo. En un lado, el eje de accionamiento gira el bloque de cilindros que contiene los pistones que coinciden con los orificios en el otro lado de la bomba. A medida que el bloque de cilindros gira, las distancias entre los pistones y la superficie de distribución varían, logrando así la succión y descarga necesarias.

Estas bombas están diseñadas para ciclos de trabajo pesados, como transmisiones hidrostáticas y maquinaria de potencia.

Bomba de Pistones Radial

En una bomba de pistones radial, los pistones yacen perpendiculares al eje de la bomba y están dispuestos radialmente como radios en una rueda alrededor de una leva excéntrica. Cuando el eje de accionamiento gira, la leva se mueve y empuja los pistones cargados por muelle hacia adentro al pasarlos. 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 a menudo se usan en máquinas herramienta y como fuente de alimentación para sistemas hidráulicos como cilindros.

Desplazamiento Fijo vs Desplazamiento Variable

En una bomba de desplazamiento fijo, la cantidad de fluido descargado en cada alternancia es el mismo volumen. Sin embargo, en una bomba de desplazamiento variable, un cambio en el ángulo de la placa inclinada 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, 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 es aspirado dentro de 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 discutió para bombas de pistones.

Las bombas de paletas se usan en vehículos de utilidad (como los que tienen escaleras aéreas o cestas) pero no son tan comunes hoy, habiendo sido reemplazadas por bombas de engranajes. Esto no significa, sin embargo, que no sigan en uso. No están diseñadas para manejar altas presiones pero pueden generar un buen vacío e incluso funcionar en seco por cortos períodos de tiempo.

Selección de una Bomba

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

• El tipo de fluido hidráulico que se usará
• Velocidad de operación en rpm
• Presión máxima de operación
• Desplazamiento fijo o variable
• El caudal (relacionado con velocidad de bomba en rpm, eficiencia de bomba y desplazamiento)
• Pares nominales y curvas de potencia

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

Conclusión

Seleccionar una bomba puede ser muy desafiante, pero un buen lugar para empezar es mirar el tipo de bomba que necesita. Las bombas de paletas han sido largely reemplazadas por bombas de engranajes compactas y duraderas, con las bombas de engranajes externas funcionando mejor para alta presión y velocidades de operación mientras que las bombas de engranajes internas 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 en seco por cortos períodos. Las bombas de pistones en general son más potentes pero, al mismo tiempo, más susceptibles a la contaminación.

MAC Hydraulics

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