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CONSIDERACIONES DE INSPECCIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE LASBOMBAS A PISTONES

Imperan para este caso las condiciones generales que hemos expuesto paralas bombas de paletas, sin embargo en razón de las estrictas toleranciasconstructivas y la complejidad de algunos modelos son limitadas lasreparaciones que pueden intentarse dentro de las plantas industrialesdebiéndose recurrir en la mayoría de los casos al reemplazo de los conjuntosrotor o barrilete y pistones.

INVERSIÓN DEL SENTIDO DE GIRO

El sentido de giro de las bombas de pistones axiales y radiales puede serinvertido solo en los modelos de plato matriz ylo de distribución por vástago

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central, siempre ateniéndose en las instrucciones del fabricante.

Las bombas de distribuidor por placa rozante ylo los de tambor a barriletegiratorio no pueden invertir su sentido de giro en cuyo caso deben sersolicitadas al fabricante para un determinado sentido.

BANCO DE PRUEBAS Y RECEPCIÓN

Cualquier tipo de bomba de desplazamiento positivo, puede ser controlada en un banco deconstrucción sencilla que nos permita conocer si se ajusta a las condiciones de funcionamientoespecificadas.

El banco que describiremos permite fundamentalmente comprobar el caudal que entregada unadeterminada bomba a diferentes valores de presión (Ver Fig. 2.27) y constatar mediante unamperímetro la potencia que desarrolla el motor.

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Las condiciones de prueba son:

a. Mantener las condiciones de temperatura del aceite y viscosidad del mismode acuerdo a lo indicado por el fabricante.

b. En función de que los fabricantes señalan los caudales y potenciasabsorbidas por un tipo determinado de bomba a diferentes valores depresión. Se tomarán esas presiones para la pruebas permitiendo de esa formaconstatar los caudales.

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c. La velocidad de giro de la bomba durante la prueba deberá coincidir con laestablecida por el catálogo en caso contrario efectuar la conversión decaudal al nuevo número de vueltas , utilizando para ello el valor que debefigurar en catálogo de desplazamiento cúbico por vuelta.

Bomba de engranajes rectos ( spur gear pump )

Las bombas de engranaje se clasifican como bombas de engranaje externas ointernas. En bombas de engranaje externas los dientes de ambos engranajesse proyectan hacia fuera de sus centros. Las bombas externas puedenutilizar engranajes cilíndricos, engranajes de dientes angulares, o engranajeshelicoidales para mover el líquido. En una bomba de engranaje interna, losdientes de un engranaje se proyectan hacia afuera, pero los dientes del otroengranaje proyectan hacia adentro hacia el centro de la bomba . Las bombasde engranaje internas pueden ser centradas o excéntricas.

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Fig. Bomba rotativa de engranajes ( externos )

Esta es una de los tipos más populares de bombas de caudal constante,Sobro todo si es de engranajes exteriores . En su forma mas común, secomponen de dos piñones dentados acoplados que dan vueltas, con un ciertojuego, dentro de un cuerpo estanco. El piñón motriz esta enchavetado sobreel árbol de arrastre accionando generalmente por un motor eléctrico. Lastuberías de aspiración y de salida van conectadas cada una por un lado,sobre el cuerpo de la bomba.

A consecuencia del movimiento de rotación que el motor le provoca al eje

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motriz, éste arrastra al engranaje respectivo el que a su vez provoca el girodel engranaje conducido (segundo engranaje). Los engranajes son iguales endimensiones y tienen sentido de giro inverso.

Con el movimiento de los engranajes, en la entrada de la bomba se originanpresiones negativas; como el aceite que se encuentra en el depósito está apresión atmosférica, se produce una diferencia de presión, la que permite eltraslado de fluido desde el depósito hacia la entrada de la bomba (movimientodel fluido). Así los engranajes comienzan a tomar aceite entre los dientes y atrasladarlo hacia la salida o zona de descarga. Por efecto del hermetismo dealgunas zonas, el aceite queda impedido de retroceder y es obligado acircular en el sistema .

En la figura 2.28 se ve el corte de una bomba común de dos engranajes .

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Los dientes de los piñones al entrar en contacto por él lado de salida expulsael aceite contenido en los huecos, en tanto que el vacío que se genera a lasalida de los dientes del engranaje provoca la aspiración del aceite en losmismos huecos.

Las bombas corrientes de engranajes son de construcción simple, pero tienenel defecto de tener un caudal con pulsaciones.

Los piñones dentados se fabrican con acero Cr-Ni de cementacióncementados, templados y rectificados (profundidad de cementación 1 mm. ) .

Los ejes de ambos engranajes están soportados por sendos cojinetes derodillos ubicados en cada extremo. El engranaje propulsor se encuentraacuñado a su eje. Como se dijo, el aceite es atrapado en los espacios entrelos dientes y la caja de función que los contiene y es transportado alrededorde ambos engranajes desde la lumbrera de aspiración hasta la descarga.

Lógicamente el aceite no puede retornar al lado de admisión a través delpunto de engrane.

Los engranajes de este tipo de bomba generalmente son rectos, perotambién se emplean engranajes helicoidales , simples o dobles, cuya ventajaprincipal es el. funcionamiento silencioso a altas velocidades. Cabe destacarun hecho al cual hay que poner preferente atención: deben tomarseprecauciones contra el desarrollo de presiones excesivas que puedenpresentarse por quedar aceite atrapado entre las sucesivas líneas decontacto de los dientes, como puede verse en el detalle de la Fig. 5.1. Paraevitar este inconveniente, se ejecuta en las platinas laterales un pequeñofresado lateral que permite el escapa del aceite comprimido, ya sea hacia lasalida o hacia la aspiración .

Siendo Mº el módulo del diente de los engranajes :

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La anchura del fresado es aconsejable quesea:

La profundidad del fresado

La longitud del fresado

Distancia del fresado a la línea de centros

195 Mº

0,5 Mº

1,2 Mº

0,5 Mº

En las bombas con dos sentidos de marcha, se efectúan dos fresados, una a cada lado de la líneade centros.

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En la Fig. 2.29 se muestra una bomba llamada "Barnes" en la cual se ha solucionado el problemaanteriormente mencionado. En el piñón conducido y en el fondo de los vacíos de los dientes se hapracticado un pequeñísimo agujero por donde descarga el aceite atrapado, Sí también se hace lomismo en la cresta de los dientes, el problema se soluciona totalmente.- La comprensión del aceiteen la cámara "A" empieza en el momento que un diente entra en contacto a la vez con los dosadyacentes al hueco en el que penetra. En este momento, el aceite de la cámara "A" se escapapor, el canal "F" la cavidad "N" fresado en el árbol y los canales "E" hacia la salida.

Cuando los dientes atraviesan la línea de centros se inicia el desengrase. Se crea así un vacío enla cámara "B" qua es inmediatamente llenado por el aceite que llega por el lado aspiración por loscanales "D", la cavidad "M" y el canal "Q" Esta acción particular asegura a la bomba "Barnes" unagran suavidad de funcionamiento.

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En las bombas de engranajes de construcción corriente el aceite ejerce una presión radialconsiderable sobre los piñones lo que provoca la deformación de los árboles el aumento disimétricodel juego y por consiguiente el aumento de las fugas .

Por otra parte, los refuerzos radiales elevados necesitan rodamientos o cojinetes de grandesdimensiones, todo lo cual hace aumentar el peso de la bomba.

Para equilibrar los piñones de las bombas de engranajes desde el punto de vista hidráulico, existendos modos diferentes que permiten resolver esta cuestión. Por un lado, se realizan en los piñonesdentados (que a este efecto deben tener números pares de dientes) pequeños agujerosdiametrales que atacan los vacíos de los dientes. Estos agujeros se cruzan, pero no se cortan.

La figura 2.30 muestra lo que sucede: del lado de salida, la presión que se ejerce sobre lospiñones da origen a fuerzas resultantes F1 y F2, en la que cada una actúa sobre su piñónrespectivo.

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Debido a los agujeros radiales, el aceite a presión penetra a través de cada piñón en el ladoopuesta a la cámara de compresión, lo que crea las fuerzas resultantes F5 y F4, que libranrespectivamente las fuerzas F1 y F 2 .

La presión sobre las engranajes varia durante su rotación, por este hecho el equilibrado no puedeser perfecto, no obstante, permite una reducción considerable de las dimensiones de los cojinetesy como consecuencia la aplicación de las bombas de engranajes para presiones de serviciomayores.

Los piñones de la bomba esquematizada en la figura 2.30 tienen para su equilibrio un taladro en

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cada hueco entre diente.

Esta disposición perjudica considerablemente la estanqueidad entre las zonas de aspiración y decomprensión, por la simple razón de que los agujeros (1) y (2) unidos respectivamente a cada unade estas zonas, no están separadas sino por un solo diente.

Para remediar este inconveniente, se ejecutan los agujeros mas separados, como se ilustra en lafigura 2.31 .En todos los casos, a fin de disminuir el máximo los esfuerzo sobre los piñones,conviene dotar a la cámara de comprensión (R) de dimensiones lo mas reducidas posibles

El numero de vueltas para las bombas de dientes rectos es generalmente de 900 a 1500 r.p.m..-En las bombas de dentado helicoidal ya sea simples o actas, la velocidad puede llegar hasta 1800r.p.m. .

En los modelos muy perfeccionados, con dientes corregidos platinas de bronce rectificadas,eliminación de la compresión de aceite entre los dientes en contactos, el numero de revolucionespuede llagar hasta 2.500 r.p.m.

En los modelos equilibrados, las presiones pueden llegar a 70kg/cm2 y aun valores superiores.

Presiones mayores en este tipo de bombas ocasionan ruidos muy molestos de funcionamiento ytrepidaciones perjudiciales en el circuito. Es importante que los huecos entre dientes se llenencompletamente de aceite durante la aspiración. En caso contrario los espacios mal llenados evocanla formación de vapores de aceite, los cuales bruscamente comprimidos, causan choqueshidráulicos y un ruido considerable.

Este ruido es mas amortiguado cuando se emplean aceites viscosos , pero aumentaconsiderablemente con el crecimiento de la velocidad y de la presión. Un recurso que da buenresultado, es aumentar considerablemente el volumen de la cámara de aspiración El ruido defuncionamiento de la bomba se reduce así considerablemente.

Para obtener un llenado correcto hay que evitar en las tuberías de aspiración velocidades deaceite superiores a 2 m/seg. Las velocidades de salida no deben ser mayores que 5m/seg.

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Fig. 2.32 Equilibrado de empujes radiales y axiales en unabomba engranaje

Fig. 2.33 Equilibrio de empujesradiales sobre los piñones en unabomba unidireccional

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Fig. 2.34 Curva de pulsaciones del caudal de una bomba de engranajes en el caso de un dentadocon coeficiente recubierto e=1 .

Bomba de engranajes de dientes internos

Esta bomba la constituyen elementos como,engranajes de dientes externos (motriz),engranajes de dientes internos (conducido) yuna placa en forma de media luna. Existe unazona donde los dientes engranancompletamente en la cual no es posible alojar

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Fig. Bombas de engranajes con dientesinternos

aceite entre los dientes.

Al estar los engranajes ubicadosexcéntricamente comienzan a separarsegenerando un aumento del espacio con lo cualse provoca una disminución de presión lo queasegura la aspiración de fluido. Logrado esto, elaceite es trasladado hacia la salida, la acciónde la placa con forma de media luna y elengrane total, impiden el retrocesos del aceite.

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