reparación de bombas hidráulicas

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BBoorriiss AAgguuiilleerraa MMaannzzaannoo CCeennttrroo TTccnniiccoo EEssccoonnddiiddaa

Diciembre, 2000

Reparacin de componentes Hidrulicos Pgina 1

Centro de Entrenamiento Industrial y Minero

BOMBAS HIDRULICAS En un sistema hidrulico, la bomba convierte la energa mecnica de rotacin en energa hidrulica (potencia hidrulica) impulsando fluido al sistema. Todas las bombas funcionan segn el mismo principio, generando un volumen que va aumentando en el lado de entrada y disminuyendo en el lado de salida; pero los distintos tipos de bombas varan mucho en mtodos y sofisticacin. Para determinar la potencia hidrulica en CV se utiliza la frmula siguiente. Potencia hidrulica (CV) = GPM x PSI x 0.000583 Potencia hidrulica (Kilovatios) = LPM x BAR

600

Desplazamiento la capacidad de caudal de una bomba puede expresarse con el desplazamiento pro revolucin o con el caudal en gpm (1/min). el desplazamiento es el volumen de lquido transferido en una revolucin. Es igual al volumen de una cmara de bombeo multiplicado por el nmero de cmaras que pasan por el orificio de salida durante una revolucin de la bomba. El desplazamiento se expresa en pulgadas cbicas por revolucin (centmetros cbicos por revolucin).

Caudal en GPM (LPM) Una bomba viene caracterizada por su caudal nominal en gpm (litros por minuto); por ejemplo, 10 gpm (37.85 lpm). En realidad puede bombear ms caudal en ausencia de carga y menos a su presin de funcionamiento nominal. Su desplazamiento es tambin proporcional a la velocidad de rotacin. La mayora de los fabricantes facilitan una tabla o grfico ( Fig. 1) que muestra los caudales de las bombas y los requerimientos de potencia, bajo condiciones de ensayo especficas, relativas a las velocidades de accionamiento y a las presiones Rendimiento volumtrico En teora, una bomba suministra una cantidad de fluido igual a su desplazamiento por ciclo o revolucin. En realidad el desplazamiento efectivo es menor, debido a las fugas internas. A medida que aumenta la presin, las fugas desde la salida de la bomba hacia la entrada o al drenaje tambin aumentan y el rendimiento volumtrico disminuye. El rendimiento volumtrico es igual al caudal real de la bomba dividido por el caudal terico. Se expresa en forma de porcentaje.

Rendimiento volumtrico = Caudal real Caudal terico

Por ejemplo, si una bomba debe dar tericamente un caudal de 10gpm (37.85 lpm), pero da realmente solo 9 gpm (34.071 lpm), a una presin de 1000 psi (68.94 bar) (6984.00 kpa),su rendimiento volumtrico , a esta presin ser del 90 %. Rendimiento volumtrico = 9/10 = 0.9 90%

Caudal, gpm (lpm) a 1800 rpm

Potencia de entrada (Kw) a 1800 rpm

0 psi 0 bar

500 psi 34.47 bar

1000 psi 68.94 bar

0 psi 0 bar

500 psi 34.47 bar

1000 psi 68.94 bar



1.8 (6.81) 2.7 (10.22) 3.7 (14.01) 5.3 (20.06) 8.2 (31.04) 11.5 (43.53)

1.5 (5.68) 2.4 (9.08)

3.4 (12.87) 5.0 (18.93) 7.9 (29.90) 11.0 (41.64)

1.1 (4.16) 2.0 (7.57)

3.0 (11.36) 4.7(17.79) 7.5 (28.39) 10.6 (40.12)

0.20 (0.14) 0.25 (0.18) 0.30 (0.22) 0.35 (0.26) 0.40 (0.29)

0.9 (0.67) 1.2 (0.89) 1.4 (1.04) 1.9 (1.41) 2.8 (2.08) 3.7 (2.75)

1.5 (1.11) 2.2 (1.64) 2.6 (1.93) 3.6 (2.68) 5.2 (3.87) 7.0 (5.22)

Figura 1

Valores nominales de la presin Una bomba viene caracterizada por su presin mxima de funcionamiento y su caudal de salida a una velocidad de rotacin dada. La presin nominal de una bomba viene determinada por el fabricante y est basada en una duracin razonable en condiciones de funcionamiento determinadas. Es importante observar que no existe un factor de seguridad normalizado correspondiente a esta estimacin. Trabajando a presiones ms elevadas se puede reducir la duracin de la bomba o causar daos serios. Tipos de bombas Hay dos tpicos bsicos de bombas. El primero es la bomba de desplazamiento no positivo. Este diseo de bomba se utiliza principalmente para transferir fluidos donde la nica resistencia que se encuentra es la creada por el peso del mismo fluido y el razonamiento. La mayora de las bombas de desplazamiento no positivo (Fig. 2) funcionan mediante la fuerza centrfuga, segn la cual el fluido, al entrar por el centro del cuerpo de la bomba, es expulsado hacia el exterior por medio de un impulsor que gira rpidamente. No existe ninguna separacin entre los orificios de entrada y de salida, y su capacidad de presin depende de la velocidad de rotacin. Aunque estas bombas suministran un caudal uniforme y continuo, su desplazamiento disminuye cuando aumenta la resistencia. Es, de hecho, posible bloquear completamente el orificio de salida en pleno funcionamiento de la bomba. Por sta y otras razones las bombas de desplazamiento no positivo se utilizan muy pocas veces en los sistemas hidrulicos modernos. Estas propiedades las hacen una seleccin ms adecuada como bombas de agua en vehculos, mquinas para lavar vajilla o lavadoras.



Figura 2

Pueden tambin utilizarse como bombas de presurizacin de las bombas de desplazamiento positivo. Las bombas de desplazamiento positivo son las ms utilizadas en los sistemas hidrulicos industriales. Estas bombas suministran al sistema una cantidad determinada de fluido, en cada carrera, revolucin o ciclo. Este tipo de bomba se clasifica como de desplazamiento fijo o variable. Las bombas de desplazamiento fijo tienen un desplazamiento que no puede cambiarse sin reemplazar ciertos componentes. No obstante, en algunos tipos es posible hacer variar el tamao de la cmara de bombeo (y el desplazamiento) utilizando controles externos. Estas bombas se denominan bombas de desplazamiento variable. En ciertas bombas de paletas y de pistones, el desplazamiento puede variarse desde cero hasta el mximo. Algunas pueden invertir su caudal cuando el control pasa por la posicin central o neutra. La figura 3 muestra que el fluido entra en la bomba atravesando una vlvula antirretorno en la carrera de entrada. En la salida, la vlvula antirretorno se cierra, obturando la entrada. Cuando el pistn se mueve hacia delante, el fluido desplazado debe pasar por el orificio de salida. La presin viene determinada por la carga de trabajo, y exceptuando las fugas, el caudal de salida es independiente de la presin de trabajo y esto hace que la bomba de desplazamiento positivo sea ms adecuada para utilizarse en la transmisin de potencia.



Figura 3

Este captulo estudia los tres tipos ms conocidos de estas bombas: bombas de engranajes, de paletas, y de pistones. Bombas de engranajes Una bomba de engranajes (Fig. 4) suministra un caudal, transportando el fluido entre los dientes de dos engranajes bien acoplados. Uno de los engranajes es accionado por el eje de la bomba y hace girar al otro. Las cmaras de bombeo, formadas entre los dientes de los engranajes, estn cerradas por el cuerpo de la bomba y por placas laterales (llamadas frecuentemente placas de presin o de desgaste).

Fig

Las bombas de engranajes no estn equilibradas hidrulicamente debido aalta presin en el orificio de salida impone una carga no equilibrada soengranajes y cojinetes (Fig 4). Cojinetes grandes incorporados en esteequilibran estas cargas. Estas bombas pueden trabajar a presiones de haspsi (248 bar) (24,818 kPa) con una compensacin adecuada de las cargas ax

ura 4

que la bre los diseo ta 3600 iales.



Bombas de engranajes externos Como puede verse en la figura 4, en una bomba de engranajes externos, stos estn situados lateralmente. Cuando los dientes engranan, se crea un vaco parcial en la entrada, aspirando fluido en las cmaras formadas entre los dientes. Estas cmaras transportan el fluido por la parte exterior de los engranajes, donde es impulsado fuera cuando los dientes engranan otra vez a la salida. Cuando los dientes engranan, el fluido que est en la cmara desarrolla un nivel elevado de presin. Unas muescas de descompresin mecanizadas en las placas laterales descomprimen este fluido. El fluido a presin se canaliza en una ranura para lubrificar los cojinetes. Estas bombas estn disponibles en versiones simples, mltiples o de eje pensante (Fig. 5). La bomba de eje pasante es una bomba simple con una superficie auxiliar de montaje de acoplamiento en la tapa trasera. Con estos accesorios, pueden montarse otras bombas y accionarlas en tandem. Esta disposicin suministra orificios separados de entrada y de salida para cada bomba y permite el aislamiento de cada circuito. Permite, tambin, utilizar fluidos distintos para cada sistema. La versin doble lleva dos bombas simples, cada una con su propio orificio de salida, pero compartiendo un orificio y un eje de entrada comunes. Una bomba doble puede alimentar dos circuitos hidrulicos por separado o suministrar a un solo circuito con un caudal mayor. Las unidades mltiples estn formadas por dos o ms secciones de bombas accionadas por un eje de entrada comn. Las bombas dobles llevan un solo orificio comn de entrada, mientras que las bombas triples y cudruples llevan normalmente un orificio de entrada menos que el nmero total de secciones. Todos los orificios de entrada estn unidos internamente y cada seccin de bomba lleva una salida separada. Las bombas mltiples ahorran gastos de instalacin y espacio y presentan, tambin, menos oportunidades de fugas. Cuando se utilizan configuraciones de bombas mltiples con bombas de desplazamiento distintos, deben tenerse en cuenta ciertas limitaciones. La velocidad ms elevada viene limitada por la velocidad ms baja de la combinacin. La velocidad ms baja viene limitada por la ms elevada de las velocidades bajas de la combinacin. Cuando se combinan los caudales de salida, el lmite de presin viene dado por el nivel ms bajo de presin de la combinacin.



Figura 5

En las configuraciones de bombas mltiples con el mismo desplazamiento los valores nominales son comunes a los de las bombas simples. Los niveles de presin vienen tambin limitados por la carga torsional del eje de accionamiento. Deben revisarse las cargas sobre los ejes para cada bomba para asegurarse que las cargas torsionales combinadas no excedan de la capacidad torsional de este eje. La bomba de lbulos (Fig. 6) funciona de forma muy similar a la bomba de engranajes externos, pero tiene un desplazamiento mayor debido a que cada uno de los dos engranajes tiene slo tres dientes que son mucho ms anchos y ms redondeados que los de una bomba e engranajes externos. Esto hace que esta



bomba sea ms adecuada para utilizarla con fluidos ms sensibles al cizallamiento, lo mismo que para fluidos con gases o partculas atrapadas. Este tipo de bomba tiene una capacidad de presin relativamente baja y tiende a dar un caudal ms pulstil.

Figura 6

Bombas de engranajes internos La figura 7 muestra una bomba tpica de engranajes internos. Este diseo esta formado por un engranaje externo que engrana con los dientes que estn en el interior del engranaje mayor. Las cmaras de bombeo estn formadas entre los dientes de los engranajes. Una pieza en forma de media luna est me en el cuerpo de la vlvula entre la entrada y la salida donde la holgura entre s es mxima. De esta forma, los dos orificios estn separados mientras hacen circular el fluido. Como el tipo de engranajes externos, estas bombas son de dconstante y estn disponibles en configuraciones simples y mltiples. Uno de los tipos ms corrientes de la bomba de engranajes internogerotor (Fig. 8). Esta bomba combina un engranaje interno dentro de oengranaje interno est enchavetado en el eje y lleva un diente engranaje exterior. Cuando los engranajes giran, cada diente del enest en constante contacto con el engranaje externo, pero con un engranaje externo gira ms despacio. Los espacios entre los dieaumenta durante la primera mitad de cada giro, aspirando fluido. espacios disminuyen en la segunda mitad del ciclo, obligan a salir al fl canizada los diente

los engranajes

esplazamiento

s es la bomba tro externo. El

menos que el granaje interno diente ms, el ntes giratorios Cuando estos

uido.



Figura 7



Figura 8

Bombas de paletas El principio de funcionamiento de una bomba de paletas est ilustrado en la figura 9. un rotor ranurado est acoplado al eje de accionamiento y gira dentro de un anillo ovalado. Dentro de las ranuras del rotor estn colocadas las paletas, que siguen la superficie interna del anillo cuando el rotor gira.

Figura 9 Generalmente, se requiere una velocidad mnima de 600 rpm en el arranque para que la fuerza centrfuga y la presin aplicada en la parte inferior de las paletas las mantengan apoyadas contra el anillo. Las cmaras de bombeo se forman entre las paletas, rotor, anillo y las dos placas laterales.



Debido a que el anillo y el rotor son concntricos, las cmaras van aumentando de tamao, creando un vaco parcial que aspira fluido por el orificio de entrada. Cuando pasan por el centro, estas cmaras van disminuyendo de tamao, impulsando el fluido hacia la salida. El desplazamiento de la bomba depende de la anchura del anillo y del rotor y de la distancia que la paleta puede extenderse desde la superficie del rotor a la del anillo. El contacto entre la superficie interna del anillo y la punta de las paletas significa que ambos estn sometidos a desgaste. Para mantener un grado constante de contacto, las paletas salen ms de sus ranuras cuando se desgastan. Las bombas de paletas cubren la zona de caudales pequeos y medios con presiones de funcionamiento hasta 300 psi (206.82 bar) (20,682.00kPa). Son fiable, de rendimiento elevado, y de fcil mantenimiento. Adems, tienen un bajo nivel sonoro y una larga duracin. Diseo no equilibrado La construccin de una bomba (Fig. 9) con un anillo circular tiene una capacidad de presin ms bien limitada debido a que no est equilibrada hidrulicamente (cargas laterales sobre el eje). Este tipo de bomba se encuentra generalmente en el diseo de desplazamiento variable (Fig. 10), que lleva un ajuste de la presin mxima de funcionamiento y un tope para el desplazamiento mximo. El desplazamiento de una bomba de paletas no equilibrada puede cambiarse o reducirse a cero mediante controles externos, tales como un volante o un compensador por presin. El control desplaza el anillo haciendo variar la excentricidad entre ste y el rotor, reduciendo o aumentando as las dimensiones de la cmara de bombeo. El anillo est mantenido en la posicin excntrica mediante el muelle del compensador. Cuando la presin del sistema llega a su taraje, empuja contra la superficie del anillo haciendo que ste se desplace a la izquierda (Fig. 10) hacia la posicin concntrica o neutra. La bomba suministra nicamente el caudal suficiente para compensar las fugas y mantener el taraje del compensador. El tope de desplazamiento mximo est diametralmente opuesto al control por compensador y proporciona un ajuste manual de la excentricidad mxima del anillo y, por consiguiente, del caudal mximo. La ventaja principal de la bomba de paletas compensada por presin sobre la bomba de desplazamiento constante es el ahorro de energa (no se desperdicia potencia). Por ejemplo, cuando el sistema no requiere ningn caudal, la bomba se ajusta automticamente a esta condicin.



Figura 10

Otros controles opcionales disponibles para estas bombas incluyen: Sensor de carga Sensor de carga con limitacin de presin Compensador por presin con vlvula de descarga Compensador por presin con electrovlvula para dos o tres ajustes de la presin Compensador por presin con control hidrulico a distancia

Diseo equilibrado La mayora de las bombas de paletas de desplazamiento fijo construidas hoy en da utilizan el conjunto equilibrado diseado por el Sr. Harry Vickers, que desarroll la primera bomba de paletas equilibrada hidrulicamente, de alta presin y de velocidad elevada, en la dcada de 1920. Esta bomba y los inventos posteriores del Sr. Vickers contribuyeron substancialmente al rpido crecimiento de la industria de la energa hidrulica y la compaa, por l fundada, se conoce, hoy en da, como Vickers Systems, una divisin de Trinova. El funcionamiento de estas bombas es esencialmente el mismo que el de las bombas no equilibradas, exceptuando que el anillo es elptico en vez de circular (Fig. 11). Esta configuracin permite utilizar dos conjuntos de orificios internos en lados opuestos del rotor que estn conectados mediante pasajes dentro del cuerpo. Debido a que los orificios estn separados entre s 180, las fuerzas de presin sobre el rotor se cancelan, evitndose as, las cargas laterales sobre el eje y los cojinetes.



Figura 11

El desplazamiento de la mayora de las bombas de paletas equilibradas hidrulicamente no pueden ajustarse, aunque se dispone de anillos intercambiables (Fig. 12), haciendo as posible modificar una bomba para aumentar o disminuir su desplazamiento.

Figura 12

Las dimensiones del anillo determinan el tamao de las cmaras de bombeo

Cambio de sentido de giro. Otra modificacin que se utiliza algunas veces, es invertir la direccin de rotacin del eje sin cambiar la direccin del caudal dentro de la bomba. Se vuelve a posicionar el anillo de forma que su dimetro mayor est girado 90 con relacin a su posicin original (Fig. 13). Esto permite que las cmaras de bombeo aumenten de tamao cuando pasan por el orificio de entrada y disminuyan cuando pasan por la salida. El caudal que atraviesa la bomba no vaca, aun cuando se haya invertido la rotacin del eje.



Figura 13

Bombas de paletas tipo cuadrado. Estas bombas (Fig. 14) estn equilibradas hidrulicamente y son de desplazamiento constante. El conjunto rotativo o cartucho est formado por un anillo (colocado entre el cuerpo de la bomba y la tapa), un rotor, doce paletas y una placa de presin fijada por un muelle. El orificio de entrada se encuentra en el cuerpo de la bomba y el de salida en la tapa, que puede ser montada en cuatro posiciones distintas para conveniencias del montaje. El muelle (Fig. 15) mantiene, en todo momento, la placa de presin en posicin contra el anillo. A medida que la presin de salida aumenta, acta con el muelle para fijar la placa contra el anillo y el rotor, venciendo las fuerzas internas que tienden a separarlos; las holguras adecuadas vienen determinadas por las anchuras relativas del anillo y del rotor. El arranque inicial se consigue haciendo girar el rotor y el eje a velocidad suficiente para que la fuerza centrfuga impulse las paletas contra el anillo, iniciando la accin de bombeo. Una ranura circular continua en la placa de presin permite que el fluido a presin acte en las cmaras formadas e nferior de las paletas cuando stas se deslizan en las ranuras del rotor, my no permitiendo el retorno del fluido. Si es necesario invertir la direccin de rotaccolocndolo de nuevo invertido. Las flechaexterior del anillo, facilitan el cambio. Estas bombas se fabrican en diversos tamdistintos, disponibles para cada modelo. n la parte i

antenindolas apretadas contra el anillo

in del eje, el anillo debe desmontarse, s direccionales, grabadas en el borde

aos con cartuchos de desplazamientos



Figura 14

Figura 15

Bombas de paletas de alto rendimiento. Esta serie de bombas, equilibradas hidrulicamente, tienen ms capacidad de presin 2500 psi (172.35 bar) (17,235.00 kPa) y velocidad (1800 rpm) que las anteriores. En la figura 16 puede verse una bomba simple tpica de este diseo. El funcionamiento es esencialmente el mismo



que el de las bombas tipo cuadrado, exceptuando algunas diferencias importantes de diseo que se discutirn seguidamente.

Figura 16

Diseo de la doble paleta. Los cartuchos de alto rendimiento llevan incorporadas unas pequeas paletas internas, dentro de las paletas mayores, para hacer variar la fuerza de contacto de stas contra el anillo, en los cuadrantes de alta y baja presin (Fig. 17). Las bombas cuadradas, anteriormente mencionadas, utilizan la presin de salida en la parte inferior de las paletas en todo momento. En las unidades de alto rendimiento, debido a las relaciones de tamao y presin disponibles, esa caracterstica podra originar cargas elevadas y desgastes prematuros entre las puntas de las paletas y el contorno interno del anillo; para evitar esto, unos agujeros, taladros a travs de los segmentos del rotor, mantienen siempre la misma presin en los dos extremos de la paleta. La presin de salida se aplica constantemente a la pequea superficie entre la paleta y la paleta interna; esta presin, adems de la fuerza centrfuga, mantiene las paletas en contacto con el anillo, en los cuadrantes de entrada, para asegurar un funcionamiento correcto. Cartucho de recambio. Para un recambio rpido, se utiliza en estas bombas un cartucho completo ya montado que est formado por un anillo, rotor, paletas dobles, placa de presin, placa de desgaste, pasadores y tornillos. Estn montados para girar a la derecha o a la izquierda pero, si es necesario, pueden volver a montarse para girar en sentido opuesto. Las flechas y los pasadores sirven como guas del sentido de rotacin.



Figura 17

Figura 18

Cartucho de recambio

Cuando estn montados correctamente, la direccin del caudal contina siendo la misma en ambos sentidos de rotacin. Posiciones de los orificios. La serie de las bombas de alto rendimiento, as como las bombas cuadradas, se construyen de tal forma que la posicin relativa de los



orificios pueda cambiarse fcilmente segn cuatro combinaciones posibles; esto se consigue sacando los tornillos de fijacin y girando la tapa. Bombas de paletas de desplazamiento variable equilibradas hidrulicamente Este tipo de bomba, mostrado en la figura 19, tiene todas las caractersticas de las bombas de paletas equilibradas, incluyendo las dos acciones de bombeo por revolucin lo que la convierte en una unidad ms compacta. Aunque slo hay rotor, hay dos paletas, montadas lateralmente, en cada una de sus ranuras que giran en su propio anillo excntrico. En efecto, hay dos bombas en un cuerpo. Cuando los dos anillos, que pueden girar 90, uno con relacin al otro, estn alineados, los dos elementos de bombeo actan conjuntamente para dar el caudal mximo. Debido a su construccin, esta bomba es fcilmente adaptable para funcionar con un eje pasante con la posibilidad de aadir unidades y combinaciones mltiples (variable/variable o variable/fijo). Conjunto de bombas dobles Las bombas dobles (Fig. 20) suministran una sola fuente de potencia capaz de alimentar dos circuitos independientes o suministrar un volumen mayor de fluido mediante una combinacin de caudales. La mayora de estas bombas llevan una entrada comn en el centro del cuerpo. La salida de una unidad, generalmente la mayor de las dos, est en el extremo del eje. La segunda salida est en la tapa. Algunos tipos de bombas dobles llevan entradas separadas, aunque pueden montarse como bombas mltiples. Ambos tipos necesitan slo un motor de accionamiento, no obstante, las bombas dobles que llevan entradas separadas requieren tuberas separadas. La construccin del cartucho para las bombas dobles es esencialmente la misma que para las bombas simples, haciendo posible numerosas combinaciones de tamao y desplazamientos.



Figura 19

Figura 19



Figura 20 Bombas de pistones. Todas las bombas de pistones funcionan segn el principio de que un pistn, movindose alternativamente dentro de un orificio, aspirar fluido al retraerse y lo expulsar en su carrera hacia delante. Los dos diseos son radial y axial; ambos estn disponibles con desplazamiento fijo o variable. Una bomba radial tiene los pistones dispuestos radialmente en un bloque de cilindros o barrilete (Fig. 21), mientras que en las unidades axiales, los pistones son paralelos entre s y con el eje de barrilete (Fig. 22). Existen dos versiones para este ltimo tipo: en lnea (con una placa inclinada) y en ngulo. Caracterstica de funcionamiento Las bombas de pistones son unidades muy eficientes y estn disponibles en una amplia variedad de tamaos, desde desplazamientos muy pequeos hasta muy elevados. La mayora de ellas pueden funcionar con presiones entre 1500 y 3000 psi (103.41 206.82 bar) (10,341.00 20,682.00 kPa), aunque algunos modelos pueden llegar a presiones mucho ms elevadas. Debido a que sus piezas estn rectificadas y son holguras mnimas, la utilizacin de fluidos de buena calidad y una buena filtracin son condiciones esenciales para una larga duracin.



Figura 22 Bombas de pistones radiales En una bomba radial, el bloque de cilindros gira sobre un pivote estacionario y dentro de un anillo circular o rotor. A medida que el bloque va girando, la fuerza centrfuga, la presin hidrulica o alguna forma de accin mecnica, obliga a los pistones a seguir la superficie interna del anillo, que es excntrico con relacin al bloque de cilindros. Al tiempo que los pistones se desplazan alternativamente en sus cilindros, los orificios localizados en el anillo de distribucin les permiten aspirar fluido cuando se mueven hacia fuera y descargarlo cuando se mueven hacia adentro. El desplazamiento de la bomba viene determinado por el tamao y nmero de los pistones y, naturalmente, por la longitud de su carrera. Existen modelos en los que el desplazamiento puede variar moviendo el anillo circular para aumentar o disminuir la carrera de los pistones. Hay disponibles, tambin, controles externos de varios tipos para este fin.



Figura 21

Bombas de pistones axiales En las bombas de pistones en lnea, el conjunto de los cilindros y el eje de accionamiento tienen la misma lnea central y los pistones se mueven alternativamente en sentido paralelo al eje. El tipo ms sencillo de estas bombas se muestra en la figura 23. El eje de accionamiento hace girar el barrilete, conteniendo los pistones, que estn ajustados en sus alojamientos y conectados mediante patines y una placa de soporte, de forma que los patines estn apoyados sobre una placa circular inclinada (placa de presin). A medida que el barrilete gira (Fig. 24), los patines siguen la inclinacin de la placa, haciendo que los pistones tengan un movimiento alternativo. Los orificios, en la placa de distribucin, estn dispuestos de tal forma que los pistones pasan por la entrada cuando empiezan a salir de sus alojamientos y por la salida cuando se les obliga a entrar. En estas bombas de desplazamiento viene tambin determinado por el nmero y tamao de los pistones as como por la longitud de su carrera, que depende del ngulo de la placa circular inclinada. En los modelos de desplazamiento variable, la placa circular est instalada en un bloque o soporte mvil. (Fig. 25). Moviendo este bloque, el ngulo de la placa circular vara para aumentar o disminuir la carrera de los pistones (Fig. 22).



Figura 23

El bloque puede posicionarse de varias formas, incluyendo control manual, servocontrol, y controles por compensador hidrulico, detector de carga y limitador de presin. La figura 25 muestra un compensador hidrulico. El ngulo mximo de las unidades indicadas est limitado a 17.5 grados. Funcionamiento del compensador. El funcionamiento del compensador de una bomba de pistones en lnea puede verse esquemticamente en la figura 26. el control consiste en una vlvula compensadora, equilibrada entre la presin del



sistema y la fuerza de un muelle, un pistn controlado por la vlvula para mover el bloque y un muelle de retorno de ste.

Figura 24

Cuando la presin de salida es inferior al taraje del muelle del compensador, el muelle de retorno del bloque sita a ste en su posicin de inclinacin mxima, que corresponde al desplazamiento mximo (Fig. 26 vista A). A medida que la presin del sistema va aumentando, acta en el extremo de la corredera de la vlvula; cuando la presin es lo suficientemente elevada para vencer su muelle, la corredera se desplaza y el aceite entra en el pistn del bloque, que es actuado por el aceite a presin y disminuye el desplazamiento de la bomba (Fig. 26, vista B).



Figura 25

Si la presin del sistema disminuye, la corredera se mueve en sentido contrario, el aceite del pistn se descarga dentro del cuerpo de la bomba y el muelle empuja el bloque a un ngulo mayor. El compensador regula as la salida de la bomba para obtener el volumen requerido por el sistema para mantener una presin predeterminada, lo que evita una prdida excesiva de potencia, cuando la bomba descarga a travs de la vlvula de seguridad todo su caudal durante las operaciones de fijacin o mantenimiento. Control sensor de carga y limitador de presin. El control sensor de carga ajusta la salida de la bomba cuando vara la presin de carga o el orificio formado por la vlvula direccional del sistema. En el control sensor de la carga y limitador de presin mostrado en la figura 27, el orificio variable representa la vlvula direccional del sistema que puede adoptar un nmero infinito de posiciones. En el control sensor de la carga hay un muelle tarado a aproximadamente 200 psi (13.79 bar) (1378.80 kPa), y hay otro en el control de limitacin de presin, ajustado para limitar la presin mxima del sistema. La presin de trabajo se aplica a la cmara del muelle sensor de carga. Si se acciona la vlvula direccional del sistema de forma que la diferencia entre la presin a la salida de la bomba y la carga sea menor de 200 psi (13.79 bar) (1378.00 kPa), la corredera sensora de carga se desplaza ligeramente a la izquierda de la posicin mostrada, con la corredera limitadora de presin ligeramente a la derecha. Entonces, el pistn que acta sobre el bloque basculante es drenado al depsito mientras el bloque es mantenido al ngulo de mximo desplazamiento por su muelle.



Figura 26

La presin a la salida de la bomba es aproximadamente igual a la presin de la carga. Cuando la vlvula direccional est slo parcialmente actuada, restringe el caudal de salida de la bomba y hace que la presin aumente a la izquierda de la corredera sensora. Cuando esta presin es superior a la de la carga ms el muelle sensor, esta corredera se mueve hacia la derecha, enviando una pequea cantidad de



aceite al pistn actuador del bloque basculante para reducir el caudal de salida de la bomba. Esto continua hasta que la presin a la salida de la bomba sea otra vez igual a la presin de carga ms el muelle sensor. La posicin del bloque se mantiene por el caudal reducido hasta que el orificio formado por la vlvula direccional o la presin de carga varan. Es importante observar que la bomba funciona a un desplazamiento reducido, determinado por un orificio variable en el sistema, y a una presin igual a la de carga ms el taraje del muelle sensor. Por contraste, un control por compensador hidrulico tambin reduce el desplazamiento para igualar los requerimientos de caudal de la carga, pero esto ocurre nicamente a la presin de taraje del compensador (presin mxima), con independencia de la presin pedida por la carga. Cuando la presin a la salida de la bomba llega al taraje del compensador por presin, el caudal de salida se reduce de la misma forma que con el compensador por presin, limitando la presin mxima del sistema. Bombas de pistones en ngulo En una bomba de pistones en ngulo (Fig. 28), el bloque de pistones gira con el eje de accionamiento pero formando un ngulo con l. Los vstagos de los pistones estn fijados a la brida del eje mediante uniones esfricas, y se van desplazando hacia dentro y hacia fuera de sus alojamientos a medida que vara la distancia entre la brida del eje y el bloque de cilindros (Fig. 29). Una unin universal une el bloque de cilindros al eje de accionamiento para mantener el alineamiento y para asegurar que las dos unidades giran simultneamente. Esta unin no transmite fuerza excepto para acelerar o decelerar el bloque de cilindros y para vencer su resistencia cuando gira dentro de la carcasa llena de aceite. El desplazamiento de esta bomba vara con el ngulo de inclinacin (Fig. 30), siendo el ngulo mximo de 30 y el mnimo 0. Los modelos de desplazamiento constante estn disponibles, generalmente, con ngulos de 23 a 30. En los modelos de caudal variable (Fig. 31) se utiliza un bloque oscilante con un control externo para hacer variar este ngulo. Con algunos controles, el bloque puede moverse, pasando por el centro al lado opuesto, para invertir la direccin del caudal de la bomba. Funcionamiento del compensador Se usan varios mtodos para controlar el desplazamiento de las bombas de pistones de ngulo. Los controles tpicos son el volante, el compensador hidrulico y el servocontrol. La figura 32 muestra un compensador de presin para una bomba de eje inclinado. En la vista A, la presin del sistema es suficiente para vencer la fuerza del muelle del compensador. Como resultado, la corredera se levanta permitiendo que el fluido pase al cilindro de movimiento del compensador. Aunque el cilindro de mantenimiento recibe tambin la presin del sistema, el rea del pistn del cilindro de movimiento es mucho mayor, de forma que la fuerza desarrollada mueve el bloque hacia arriba para disminuir el caudal. La vista B muestra el bloque movindose hacia abajo, cuando la presin del sistema disminuye hasta un valor inferior al requerido para vencer la fuerza del muelle del compensador.



Figura 27

Figura 28



Figura 30



Figura 29



Figura 31



Figura 32 vista A



Figura 32 vista B



Administracin de la falla Determine la causa de la falla Algunas fallas tienen una causa y la razn con recurrencia es obvia. Otras fallas son consecuencia de una combinacin de cusas. En estos casos debern tener mucho cuidado para determinar todas las causas y eliminarlas para evitar otra falla. Examine todos los componentes disponibles y considere todos los otros factores que podran haber contribuido a la falla. Frecuentemente es muy til disponer de un poco de historia de la mquina. Para analizar frecuentemente una falla en una bomba hidrulica, analice los siguientes pasos.

1. Estado de cada uno de los componentes de la bomba. 2. Tipo y condicin del aceite hidrulico y de los filtros. 3. Condiciones de funcionamiento y sntomas antes de la falla. 4. Condiciones de los dems componentes del sistema hidrulico. 5. Severidad del trabajo de la mquina. 6. Cantidad de servicio que recibi la bomba antes de la falla. 7. Fallas y reparaciones anteriores al sistema hidrulico.

Evite que se repiten las fallas Es una parte esencial del servicio a las bombas hidrulicas el conocimiento de la vida de servicio dela bomba. An cuando la bomba haya trabajado durante un periodo satisfactorio de tiempo antes de la falla, se deben tomar varias precauciones para asegurar, que la bomba tenga un periodo similar de servicio. Si los registros de la mquina indican que la vida de la bomba se reduce con cada bomba que se reemplaza, se podr estar seguro de que no se siguieron estas instrucciones. La informacin para la ubicacin de fallas y las ilustraciones nos ayudaran a diagnosticar las fallas en las bombas hidrulicas. Para encontrar detalles sobre la operacin servicio y reparacin de cualquier pieza del sistema hidrulico , vea el correspondiente Manual de Servicio de la Mquina , proporcionado por el fabricante de la mquina o componente. Que es lo que causan las fallas en las bombas hidrulicas Hay varias causas para que fallen las bombas hidrulicas. En las siguientes pginas se discutir las causa y las seales o sntomas de cada causa. Adems explicaremos el anlisis de falla de las bombas y las medidas preventivas que se pueden tomar para evitar la repeticin de las fallas. Las causas ms comunes de las fallas de bombas son

1. Desgaste abrasivo a consecuencia de partculas finas. 2. Desgaste abrasivo a consecuencia de partculas metlicas. 3. Instalacin incorrecta. 4. Aereacin o cavitacin . 5. Falta de aceite. 6. Daos a consecuencia de objetos metlicos. 7. Calor excesivo. 8. Sobre presiones. 9. Ensamble incorrecto.

1.- Desgaste abrasivo. El desgaste abrasivo causado por partculas finas es la causa ms comn de fallas en las bombas. Sus sntomas generalmente es una reduccin gradual en la potencia y velocidad del sistema hidrulico. Partculas finas polvo suciedad (polvo,



suciedad y cualquier material extrao) circulando por todo el sistema causan desgasten todo los componentes, ms notorio en particular en las placas de presin , en las perforaciones de las cajas y en el rea del cojinete de los ejes. La tierra o suciedad pueden entrar al sistema a travs de sellos desgastados, o si se le ha dado servicio al sistema en condiciones polvorosas o con equipo sucio. Limpie siempre muy bien las tapas del estanque, los embudos y el rea alrededor del tubo de llenado antes de abrir el tanque. Cubra inmediatamente todas las lneas que desconecte , las conexiones y las aberturas. Inspeccione los sellos limpiadores de los vstagos de los cilindros para asegurarse que estn trabajando eficazmente. Los sellos de vstagos son una de las causas ms comn y no tomada en cuenta, de contaminacin en el sistema. Generalmente las partculas finas las que producen desgaste abrasivo no se pueden ver a simple vista. El tamao de estas partculas es de aproximadamente 40 micrones. El aceite que contenga partculas de este tamao puede aparentar limpio an cuando contenga suficientes partculas abrasivas para producir la falla de la bomba. Nota : 1 Micrn = 1/ 1000 milmetros 0.0000394 pulgadas. Desgaste abrasivo causado por partculas metlicas Los contaminantes metlicos generalmente son consecuencia de componentes que se han desgastado en el sistema hidrulico o de un lavado insuficiente del sistema despus de una falla anterior . El dao producido por partculas metlicas puede ser gradual o relativamente repentino, dependiendo de la cantidad o tamao de las partculas. El dao producido por partculas metlicas se identifica por ralladuras superficiales de las partes internas. Instalacin incorrecta La instalacin puede imponer cargas externas a la bomba, lo cual puede producir varias fallas. Asegrese que el eje de la bomba no toca con en forma axial con el eje de mando del eje de la bomba. Los conductos de aceite de bomba deben conectarse a la bomba sin forzarlos. La bomba no debe tocar ningn componente de la mquina en la operacin normal. Aireacin o Cavitacin La aireacin o cavitacin se discuten juntas debido a que tienen una accin muy similar dentro del sistema. En ambos casos las burbujas de aire o vapor de aceite son las que causan el dao a la bomba. Este tipo de falla es poco frecuente y se requiere de una investigacin cuidadosa para ubicar la fuente. La aireacin tiene lugar cuando aire se mezcla con aceite. El aire puede entrar al sistema a travs de una pequea filtracin de succin o por agitacin superficial del aceite en el tanque hidrulico tiene lugar cuando el aceite de retorno se descargue al tanque por encima de la superficie del aceite. La cavitacin es la formacin y contraccin de burbujas de vapor de aceite. Generalmente esto es consecuencia de restricciones en la succin de la bomba. La alta temperatura del aceite facilita a la formacin de la cavitacin. La cavitacin y aireacin corroen y pican las placas de presin , la caja de la bomba, elementos bombantes y placas laterales. Las burbujas de aire y vapor ceden o se comprimen debido a la presin de descarga de la bomba. Esta implosin se conoce como implosin. La fuerza de la implosin arranca trozos de metal de las placas de presin y de las caja de la bomba. Una bomba que est cavitando o trabajando con fluido aireado, generalmente es muy ruidosa. Emite un ruido como si estuviera bombeando piedras. El sistema funciona de una manera errtica o amortiguada.



Falta de aceite Cuando tiene lugar una falla por falta de aceite, el dao es generalmente muy rpido. Este tipo de falla puede deberse a cualquiera de las dos condiciones siguientes; 1.-Bajo nivel de aceite en el depsito, lo cual permite que se descubra la succin debido al movimiento del aceite, y 2.- una gran filtracin de aire en el conducto de succin. Este tipo de falla puede tener lugar con relativamente poco dao



TCNICAS PARA LA EVALUACIN DE PARTES Y ANLISIS DE FALLAS Proceso de limpieza Antes de inspeccionar cualquier parte, se debern lavar con un solvente derivado del petrleo. Lave cada parte por separado, las partes criticas o delicadas no debern ser mezcladas con las dems partes para ser lavadas en una mquina de lavado automtico. Al mezclar las partes, las superficies delicadas de las partes crticas podran ser daas a tal extremo de no poder ser reutilizadas. Use aire comprimido para secar las partes o simplemente para eliminar las partculas sueltas (recuerde que el aire comprimido es peligroso, siempre debe usar guantes y lentes de proteccin ocular al manipular aire comprimido). Luego de lavadas las partes protjalas de la corrosin aplicndoles una pelcula de aceite lubricante. Recuerde que en las bombas hidrulicas existen partes crticas que no debern ser daadas con corrosin. Procedimiento de inspeccin Las piezas de las bombas hidrulicas son muy sensibles a la contaminacin, es normal que a simple vista se encuentren ralladuras, estas sern normales, tambin es practico utilizar un lpiz o la ua para sentir las ralladuras ms profundas, pero debern ser corregidas con un procedimiento llamado lapeado (lapping). Este tipo de desgaste no deber afectar el rendimiento de la pieza. A menos que el desgaste o la ralladura sea severa la pieza se deber reemplazar. Lapeado de una pieza. El lapeado de una pieza se deber realizar cuando una pieza deber ser reutilizada o simplemente para ser evaluada. El lapeado no reemplaza la calidad superficial de una pieza nueva. Se una solamente para remover decoloracin o simplemente para ralladuras suaves y superficiales. Use una liga o tela de esmerilar muy suave (lija del 1000 por ejemplo). No utilice pasta de pulir. Coloque la lamina de esmerilar o lija sobre una superficie perfecta (un mrmol por ejemplo). Por ningn motivo utilice una superficie que no sea perfecta. Coloque sobre la superficie del papel una pequea cantidad de solvente para luego colocar la pieza a pulir sobre el papel. Comience el pulido presionando suavemente la pieza sobre el papel formando una trayectoria de un 8. Lave pa pieza y deje secar a temperatura ambiental luego proteja de golpes y corrosin.



Ejemplo de lapeado en la reutilizacin de un pistn de bomba



Bombas de pistones Zapatilla de Pistn

Nomenclatura de la superficie de una zapatilla de pistn

Las marcas que no son sentidas con un lpiz o la ua son normales Ejemplos para reutilizar o no reutilizar



e la pieza.

Pistn con severas ralladuras en lasbandas, intentar eliminar con ellapeado las ralladuras profundaspara luego evaluar y decidir lareutilizacin d

Calidad superficial de lasbandas despus del lapeado.Este pistn no se debe reutilizar



La zapatilla fue lapeada, lasralladuras profundasdesaparecieron , en este momentolas actuales rallas no se sienten

Esta zapatilla presenta ralladurasen sus bandas. Con el proceso delapeado debern ser eliminadas

Las marcas que presenta esta zapatillafueron realizadas por partculas extraasque se alojaron entre el plato retenedor yla zapatilla, Estas marcas no debernafectar el rendimiento d la bomba. Un pistn que presente su zapatilla coneste tipo de dao podr ser reutilizado.



Cilindro del pistn

Pistn con descoloramiento decolor azul indica agarrotamientopor alta temperatura. Este pistnno se debe reutilizar

Superficie del pistn con descoloramiento de color gris. Este pistn se puede reutilizar

Superficie del pistn con leve descoloramiento y ralladuras que no pueden ser sentidas con un lpiz o la ua



Evaluacin instrumental de un pistn Zapatilla Espesor de la zapatilla Con un micrmetro de 0-1 pulgada mida el espesor de la zapatilla como se indica en la figura. El espesor de la zapatilla lo determinar el fabricante de la bomba. Pero como regla estndar para no alterar el rendimiento y permitir excesos de fugas por las zapatillas considere que una diferencia de no mas de 0.002(0.05mm) de espesor entre todas las zapatillas de la bomba despus de lapeado de las zapatillas. Juego entre la zapatilla y pistn Mida el juego entre la zapatilla y el pistn utilizando un bloque de acero dos pistones auxiliares y un indicador dial. Monte el bloque sobre las zapatillas de los pistones como se muestra en la figura, instale el indicador dial en de tal manera de medir en el extremo del pistn que est en el interior del bloque. Empuje hacia abajo el pintn luego calibre en cero el reloj, empuje hacia arriba el pistn y lea la indicacin del reloj y tome nota. El juego ideal lo especifica el fabricante del la bomba , puede tomar como regla estndar la siguiente medida entre 0.004 a 0.010 ms de lo indicado permitir excesos de fugas, menos de lo indicado podra producir agarrotamiento de la zapatilla.



Los cantos de las zapatillas de los pistones debern estar perfectas, las caras debern estar derechas.

El juego entre la zapatilla y el pistn deber puede variar entre 0.004 a 0.010, donde las perdidas internas noafectarn en gran medida al rendimiento de la bomba.

La diferencia de espesor entre todas las zapatillas no deber superar las 0.002 La profundidad T deber variar entre 0.030 a 0.016 . La calidad superficial de la zapatilla deber ser de 8 a 25 .



Placas de retencin para pistones

Algunas bombas poseen placas quepermiten mantener el pistn sobre laplaca donde se deslizan las zapatillas.El ajuste entre la superficie de lazapatilla y la placa deslizante deberser exacto, de esa manera se impideexcesos de fugas o agripamiento del lazapatilla en la placa deslizante. El malajuste de la placa o el exceso ded elL rp oh

La siguiente placa muestra excesode desgaste sobre la superficie decontacto con la zapatilla, estedesgaste puede ser eliminadomediante el proceso de lapeado yas poder reutilizar la placa .

En la figura anterior se muestra laplaca con el proceso de lapeadoaplicado, donde se visualiza lali i i d l d t t lesgaste afectarn al rendimiento da bomba. a placa de la figura se puede reutilizaues no tiene severos desgaste soluellas por las horas de servicio.



Placa de retraccin Esta placa mantiene ordenados y gua a los pistones durante su desplazamiento sobre la superficie de las zapatillas.

Plato con desgaste en el dimetroexterior. Las marcas son productodel contacto con las placas deretencin para el ajuste de lazapatilla. Nuevamente el des gasteno se siente con un lpiz o con laua. Este plato pueda serreutilizado.

Las posibles deformacionesdel plato de retraccinpermiten las altas fugasinternas disminuyendo lavida til y su rendimiento. Sedebe verificar la deformacinen una superficie perfecta(mrmol).

Plato con desgaste que no esposible sentirlo con la ua o unlpiz. Las marcas son producto delcontacto con la zapatilla. Este platose puede reutilizar.



Plato de deslizamiento Sobre esta superficie se desplazan las zapatillas de los pistones, recordemos que el desplazamiento de las zapatillas es a alta velocidad su lubricacin es crtica. Recordemos que la tolerancia entre la zapatilla y el plato de deslizamiento tambin es pequeo y crtico (alrededor de 0.002 a 0.004). Tambien es necesario recordar que algunas bombas llevan este ajuste entregado en fabrica y no es posible modificarlo , en cambio existen bombas donde el ajuste se debe hacer cada vez que se realiza una reparacin. La calidad superficial de este plato y las dems partes que hemos revisado deben variar entre 8 a 25 (0.20 a 0.63 m) para reducir al mximo el roce producido cuando existan estas partes en movimiento.

La calidad superficial debe ser perfecta, no deben existir ralladuras profundas menos desgaste como el que indica la flecha , este desgaste no es recuperable , por lo tanto este plato no se deber reutilizar.



Tambin es posible, que por la falta de lubricacin , por la escasa separacin entre la zapatilla y el plato o simplemente por la alta temperatura del aceite hidrulico, se formen pequeas grietas en la superficie de deslizamiento que sern sentidas con un lpiz o con la ua. En este caso este tipo de ao el plato no debe ser reutilizado.

Este plato ha sufrido una mala manipulacin durante el proceso de desarme, se ha producido una ralla profunda en la superficie (ver flecha). Este plato no debe ser reutilizado. Si por algn motivo este plato es reutilizado el rendimiento de la bomba ser altamente afectado.



Plato de Entrada y salida Comnmente este plato est construido de una aleacconsiderar que esta pieza no posee dureza. En algunay solo la tapa de la bomba se utiliza como plato de este plato son las bandas de sellado las c ales permite Nomenclatura del plato

Ain de cobre y acero. Se debe s bombas este plato no existe salida. Las partes crticas de n el sellado hermtico. u

Este plato nos est mostrando eldao que se produce fuera de lasbandas de sellado. Es importanterecordar que este plato producesu cierre hermtico mediantelas bandas de sellado, estosignifica que si las bandas no sondaadas el plato se puedereutilizar, quizs despus de unleve lapeado. El dao que estindicado con A no afecta en elrendimiento de la bomba.



En el caso de este plato eldao lo sufri la banda desellado (ver flecha). Estasralladuras permitirnexcesos de fugas internaslo que acarrea altatemperatura del aceitehidrulico y dao en laspiezas producto de la altatemperatura. Este plato no de debereutilizar.

Barril de pistones Esta pieza est fabricada de acero con alto contenido de carbono, la dureza en la superficie es de 55 Rc. En ella se encuentran los cilindros de cada pistn. Los cilindros para los pistones pueden ser parte del mismo acero o simplemente insertos o camisas de bronce. Nomenclatura



Este barril se encuentra conseveras ralladuras en lasbandas de sellado (ver flecha).Auque el resto de la superficiedel barril se encuentre enbuenas condiciones este no sedebe reutilizar pues ya estndaadas las bandas desellado. Recordemos que estasuperficie y las camisas sonlas partes ms criticas de estapieza.

La superficie del barrilpresenta huellas productodel contacto normal con elplato de salida. Este barrilpodr ser reutilizado, yaque el rendimiento de labomba no ser afectado.



Cilindros del barril Use el siguiente procedimiento para evaluar los cilindros del barril. 1.- Lavar el barril y los pistones con un solvente derivado del petrleo. Use aire comprimido para secar las partes. 2.- Coloque un pistn en el interior de uno de los cilindros hasta la carrera mxima. 3.- Desplace el pistn en forma radial para sentir el mximo juego radial. Aplique la siguiente norma.

La diferencia entre el dimetro D del cilindro del barril y el dimetro del pistn d no deber superar los 0.002 a 0.0024 (0.050 a 0.060 mm).



Bombas de paleta Partes criticas para evaluar Despus de desmontar los cartuchos o elementos bombantes de la bomba, proceda a desarmar con sumo cuidado cada cartucho. Recuerde que cuando se est procesando una posible garanta en el momento de del desarme se debe tener extremo cuidado pues con una mala manipulacin se podra perder evidencias sumamente importantes, las podran ayudar a encontrar el causante de la falla. Cuerpos laterales del cartucho

Evalu las ranuras para el montaje de sellos. Recuerde que estos sellos con sus ranuras son los que permitirn dirigir el aceite a alta presin (salida de bomba), cualquier posible dao en el cuerpo o en los sellos causar fuga interna.

Este cuerpo presenta severos daos en la ranura porta sello. Este dao permitir un mal funcionamiento de la bomba. Lo mas probable es que este tipo de dao sea causado durante el proceso de desarme producto de la mala manipulacin



El cuerpo opuesto se debe evaluar el cojinete indicado con una flecha(no todas las bombas las poseen)

Con un micrometro de interiores mida el dimetro del cojinete y comprelo con las especificaciones del fabricantes



Placas flexibles Pieza critica en el rendimiento de la bomba. Estn fabricadas con una aleacin de cobre con el dorso se acero con un bajo contenido de carbono. Estas piezas estn sometidas a extremas condiciones de trabajo, donde la lubricacin critica provoca alta temperatura en la superficie de cobre.

La alta temperatura de trabajo de estas piezas permiten la formacin de carbn debido al aceite que se quema.Es posible eliminar el carboncillo mediante el proceso de lapeado para luego reutilizar la placa.



La decoloracin en estos platos es normal debido a la escasa tolerancia que existe entre las placas y el rotor. Este tipo de marcas indican un correcto funcionamiento de la bomba. El descoloramiento es diferente al desgaste, recordemos que tambin existe descoloramiento cuando hay desgaste. Esta placa se puede reutilizar.

Compruebe la deformacin de las placas laterales. Estas placas no deben tener deformacin alguna. Si una placa se encuentra con deformacin se deber reemplazar.

La superficie de bronce ha sufrido decoloracin y pequeas marcas de pitting , con el proceso de recuperacin de lapeado esta pieza podr ser reutilizada.



Pequeas marcas dejadas producto de la aireacin despus de aplicado el proceso de lapeado esta pieza se podr reutilizar. Tal vez ser imposible eliminar toda la erosin, pero pequeas marcas de erosin no afectarn el rendimiento de la bomba.

Este plato ha sufrido severos daos producto de la baja presin de admisin o aireacin. El dao es tan severo que no se podr reutilizar el plato, aunque se aplique el procedimiento de lapeado.



Cam Ring (plato de salida) Los anillos elpticos son de aleacin de acero con alto contenido de carbono, con una dureza Rockwell de 62 Rc para proporcionar una superficie altamente resistente al desgaste. El rectificado final es altamente preciso y recibe un bruido final que entrega una superficie lisa a las puntas de las paletas. La zona critica del ring o anillo es la pista de las paletas.

A pista para paletas, B perforacin para pasador.

Este anillo presenta pequeas marcas en las pistas de las paletas. Este anillo se podr reutilizar pero antes se deber usar una lija fina para eliminar la marcas que sobresalgas y puedan daar las puntas de las paletas.



Este anillo presenta suaves marcas dejadas por las paletas. La pista crtica no se encuentra con daos solo marcas normales dejadas por las horas de servicio.

Desgaste tpico provocado por la alta temperatura del aceite hidrulico. Este desgaste normalmente aparece en la zona lmite despus de la salida de la del cartucho. El resto del anillo sufri severo descoloramiento. Este tipo de desgaste termina ocasionando el atascamiento de la bomba debido a la fractura de las paletas al pasar por la zona con desgaste. Este ring o anillo no se deber reutilizar.

Este anillo muestra marcas comunes dejadas por baja presin de admisin o aireacin . No se debe reutilizar.



Alta temperatura del aceite hidrulico podra causar lo se muestra en esta figura. Notar que la temperatura fue capaz de formar grietas en la superficie de anillo. Este anillo no debe ser reutilizado.

RRoottoorr El rotor es la pieza que gira hermanada mediante ranuras con el eje conductor. Est construido de acero de bajo contenido de carbono y tiene una dureza superficial de 60 Rc. Esta pieza est encargada de mantener a las paletas y hacerlas desplazar a medida que gira el eje motriz, la alta velocidad y las bajas tolerancias entre las paletas, placas laterales y anillo transforman en esta pieza en parte critica y sensible a las temperaturas y lubricacin. El rotor posee ranuras para el montaje de las paletas y perforaciones para la comunicacin del aceite de baja y alta presin.

Nomenclatura, C estras, D ranuras para paletas, E Superficie del rotor



Inspeccione la tolerancia existente entre la paleta y el rotor mediante un filer. Tomar como referencia una tolerancia mxima de 0.002 para bombas de alto desplazamiento. Tolerancias excesivas podrn causar el atascamiento y la fractura de la paleta.

La tolerancia existente entre la superficie del rotor y placa lateral estarn determinada por la diferencia entre la altura del anillo y el espesor del rotor. Demasiada tolerancia causar posible deformacin de las placas laterales y fugas afectando al rendimiento de la bomba. Instale un indicador dial sobre el rotor, con una extensin larga, calibrar el reloj en cero con la extensin por el orificio del eje tocando la superficie que soporta al rotor (mrmol).

Luego de calibrar en cero instale el instrumento sobre el anillo y determine la diferencia arrojada por el instrumento. La mxima diferencia no deber superar las 0.002 para bombas de alto desplazamiento.



Este rotor presenta suaves ralladuras que no son sentidas con un lpiz o ua. Este rotor prcticamente no posee desgaste solo huellas dejadas en la superficie del rotor.

Paletas Las paletas estn encargadas de formar la cmara para transportar el aceite desde la admisin a la salida. Las paletas normalmente estn acompaadas por un inserto que tiene como misin compensar la fuerza de la paleta hacia el anillo. Su dureza es de 62 Rc. La seccin mas critica de una paleta es su labio debido a si escasa rea de contacto.

Nomenclatura, F labio de la paleta, G superficie de la paleta, H inserto de la paleta.



Comparacin de una paleta nueva de la derecha, con una daada por aireacin de la izquierda y la del centro daada por contaminacin. Se puede determinar el desgaste del labio midiendo la altura y comparndolas con las especificaciones del fabricante.

Vista tpica de una paleta con el labio en condiciones de reutilizar.

Paleta con severo desgaste producto del aceite contaminado. Reutilice la paleta siempre y cuando la tolerancia entre la paleta y ranura del rotor se mantenga dentro de lo especificado y las ralladuras o desgaste no se sientan con la ua o la punta de un lpiz.

Paleta con desgaste abrasivo producto de alta presin de salida. Esta paleta no se debe reutilizar.



Eje de bomba El eje es el encargado de comunicar el movimiento angular desde el mando de bomba hasta el elemento bombante. Normalmente sufren daos en las estras de acoplamiento con el mando o las estras del rotor. Comnmente el rea o superficie de deslizamiento de los sellos se desgaste producto del constante roce con los retenes, se debe aplicar un procedimiento llamado metalizado para recuperar el desgaste en el rea de sellos.

Este extremo de eje presenta severo desgaste causado por el continuo y bruscos golpes de torsin entregados por el mando de bomba y tambin es producido por el desgaste de las estras de conductor del eje de bomba.

Cuando la banda de deslizamiento de sellos se encuentra con desgaste el eje se deber someter a un procedimiento para recuperar el dimetro original o simplemente para eliminar las ranuras dejadas por el continuo roce de los sellos (J). 1.- Si las marcas son superficiales eliminarlas con una lija suave. 2.- Si la marcas son severas se deber a proceder a una recuperacin mediante metalizado o encamisado. 3.- El dimetro final puede variar del original unas 0.002 con una calidad superficial de 0.40 a 0.80 m (16 a 32 )



Bombas de Engranajes Partes criticas para evaluar Despus de desmontar la bomba de engranajes, proceda a desarmar con sumo cuidado cada elemento. Recuerde que cuando se est procesando una posible garanta, en el momento de del desarme se debe tener extremo cuidado pues con una mala manipulacin se podra perder evidencias sumamente importantes, las podran ayudar a encontrar el causante de la falla. Despus de desarmado el componente proceda a evaluar cada una de las partes componentes de la bomba.

Partes componentes de una bomba de engranajes tipo, flanges donde se logra divisar los sellos retenedores del eje ranuras para sellos y superficie para el montaje en el mando de bomba.



Recuerde que para una buena evaluacin de las partes , stas deben estar sumamente limpias. Remueva los sellos de labio y luego limpie las partes con un solvente derivado basa de petrleo. Utilice una lija suave para remover todas las impurezas y posible aceite quemado (Holln). Remueva los sello s que se alojan en las ranuras. Es necesario mencionar que las bombas de engranajes las encontramos de dos tipos , de acero y de aleacin de aluminio, por lo tanto los cuidados para las partes debern durante el pulido o en el lapeado sern del criterio del tcnico. En las figuras anteriores se detallas las partes que componen cada pieza, en este caso son cuerpos principales de aluminio para el montaje de los engranajes. En la lmina de la izquierda se muestran las superficie de sellado para los oring y los bujes o cojinetes. Flange de montaje.

Aunque parezca despreciable esta rea es de suma importancia para la vida til de la bomba. Las marcas pueden indicar deformacin producto del mal montaje o altas temperaturas

La zona de montaje de los sellos es un rea critica, no debe tener ralladuras que permitan fugas desde el interior al exterior de la bomba a travs del eje



del mal montaje o altas temperaturas. bomba a travs del eje.

Con un profundimetro mida la distancia entre la superficie piloto de montaje y la superficie del flange en el extremo de la perforacin para el perno de montaje y a un costado de la superficie piloto. Se deber comparar las dos medidas. Sila diferencia entre las dos medidas es menos de 0.02 se podr reutilizar, de lo contrario no reutilice la pieza.

Un dao de este tipo permitir que el sello del eje no retenga por su dimetro externo, se deber recupera la superficie daada para reutilizar la pieza.

Vista tipica de un buje o cojinete de recubrimiento de tefln con desgaste normal , este tipo de buje se podr reutilizar. Un buje de bronce o aluminio que presente este tipo de desgaste no se deber reutilizar.



Vista tipica de un buje o cojinete de recubrimiento de tefln con desgaste normal , este tipo de buje se podr reutilizar. Un buje de bronce o aluminio que presente este tipo de desgaste no se deber reutilizar.

Este buje o cojinete presenta severo dao debido a la

pelcula lubricante entre el ej

producto de ala alta presin del sistema. Este cojinete no se deber reutilizar.

adherencia de material , la e y

Superficie de contacto entre el dimetro externo del engranaje y la superficie de cuerpo.

el cojinete se perdi por falta de lubricacin o alta temperatura del aceite hidrulico. Este es un caso tpico de falla

Debemos recordar que existen bombas de engranaje con cuerpos de acero y de aluminio. Los desgaste son similares y ocasionados por las mismas cargas y fuerzas debido a la alta presin en el costado de escape de la bomba , que desplaza a los engranajes al costado de admisin causando que el engranaje se incruste en el cuerpo.



El desgaste mximo permisible en cuerpos de aluminio es de 0.015 en el costado de admisin, sin alterar su rendimiento. Para cuerpos de acero el desgaste mximo permisible ser de 0.011 en el costado de admisin del cuerpo. En la figura se muestra como el tcnico elimina parte del material desprendido durante la incrustacin del engranaje al cuerpo, antes de medir el desgaste es necesario eliminar este borde filoso.

EEnnggrraannaajjee Despus de lavado el engranaje se deber tratar con extremo cuidado. Cualquier golpe que sufra el engranaje ya sea en su eje o engrane como tal van a producir daos en los cuerpos, que normalmente son de un material ms blando, un golpe en los dientes del engranaje daarn al cuerpo de tal manera el cuerpo que este termina rayado y con perdida de eficiencia.

Partes del un engranaje de bomba



Los daos en las caras laterales del engranajes (Tooth face) son provocados por la escasa lubricacin o contaminacin entre el engranaje y las placas laterales. Si el engranaje presenta ralladuras leves estas no podrn ser eliminadas pero si se podr aminorar el dao que podra producir a las placas. El dao se debe eliminar con una lija suave montada sobre una superficie plana , no se debe curvar los vrtices o cantos de los dientes estos deben estar lo ms recto posible

El desgaste sufrido en la cara del diente (tooth profile), provocado por cavitacin o aireacin es un riesgo potencial al reutilizar el engranaje, Este engranaje podra desprender el diente daado terminando por causar severos daos. No es recomendable reutilizar este engranaje.

El desgaste de la cresta de los dientes se deber evaluar. A medida que el diente sufre desgaste la bomba perder eficiencia . El mximo desgaste permisible deber ser de 0.25mm (0.010)

Reparacin de Componentes HidrulicosBoris Aguilera ManzanoCentro Tcnico EscondidaDiciembre, 2000

BOMBAS HIDRULICASPotencia hidrulica \(CV\) = GPM x PSI x 0.000DesplazamientoCaudal en GPM (LPM)

Rendimiento volumtricoRendimiento volumtrico = Caudal real

Rendimiento volumtrico = 9/10 = 0.9 90%Figura 1

Valores nominales de la presinTipos de bombasBombas de engranajesBombas de engranajes externosBombas de engranajes internos

Bombas de paletasFigura 9

Diseo no equilibradoDiseo equilibradoFigura 14

Bombas de paletas de desplazamiento variable equConjunto de bombas doblesBombas de pistones.

Caracterstica de funcionamientoFigura 22

Bombas de pistones radialesBombas de pistones axialesBombas de pistones en nguloFuncionamiento del compensadorAdministracin de la falla

Determine la causa de la fallaEvite que se repiten las fallasQue es lo que causan las fallas en las bombas hidDesgaste abrasivo causado por partculas metlicInstalacin incorrectaAireacin o CavitacinFalta de aceitePlacas flexiblesCam Ring (plato de salida)A pista para paletas, B perforacin para pas

RotorNomenclatura, C estras, D ranuras para paletas,

PaletasNomenclatura, F labio de la paleta, G superficie de la paleta, H inserto de la paleta.

Flange de montaje.Superficie de contacto entre el dimetro externo

EngranajePartes del un engranaje de bomba

reparación de bombas hidráulicas

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