La bomba hidráulica tiene la función de transformar el trabajo del motor eléctrico o térmico (energía mecánica) para conferir energía de presión (energía hidráulica) que suministra el fluido a los componentes del sistema.
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Funcionamiento de la bomba
El funcionamiento de una bomba tiene dos características básicas, la acción mecánica de rotación que crea el vacío en el área de succión y permite que la presión atmosférica haga que el aceite suba del tanque a la tubería de succión.
La otra característica se basa en el hecho de que la bomba al transferir el fluido (caudal) no genera presión, dado que el aceite cumple con la resistencia para mover una carga en el sistema hay un aumento de presión.
La bomba hidráulica debe tener las dimensiones correctas para soportar la presión que se genera en el circuito. Además, para reducir al mínimo las fugas entre el área de suministro y el área de succión, debe realizarse con extrema precisión. De hecho, cuanto más pequeña sea la fuga, mejor será el rendimiento de la bomba (las fugas son pérdidas debidas a las tolerancias de construcción entre los diferentes elementos de la bomba).
Funcionamiento del esquema hidráulico básico
La rotación del motor, al cual está vinculado el engranaje de la bomba, arrastra al otro engranaje generando una zona de depresión en la tubería de succión. El aceite empujado por la presión atmosférica presente en el tanque y recuperado por la depresión, llena toda el área de succión.
En cambio, el aceite atrapado entre los dientes de los engranajes y las paredes de la bomba es empujado hacia la boca de entrega y luego dentro del tubo de conexión al distribuidor manual que comunica la boca de alimentación con la salida. El aceite fluye hacia la cámara trasera del cilindro, empujando el pistón y, al mismo tiempo, el aceite contenido en la cámara frontal del cilindro se transporta hacia el tanque pasando a través de la salida del distribuidor.
La presión leída en el manómetro, al comienzo de la carrera del cilindro, viene dada por la suma de las resistencias (pérdidas de carga) de los diversos componentes: tubería, accesorios, distribuidor manual, resistencia al drenaje de aceite, sellos del cilindro.
La detención del pistón contra la culata delantera determina el final de la carrera, es decir, el cilindro ya no puede moverse. La bomba continúa empujando aceite al circuito y el aceite, al no tener salida, aumenta la presión hasta que se rompe un componente.
Para evitar este inconveniente, se inserta una válvula de limitación de presión en la salida de la bomba, que tiene la función de abrirse a una presión predeterminada (presión máxima de trabajo) y conectar la portada de la bomba con el tanque para evitar daños. La calibración de la válvula de limitación se obtiene al cargar el resorte que sostiene una bola o un cono de estanquidad en su lugar.
Cuando la presión excede el valor de calibración, el resorte se abre, liberando el paso del aceite hacia el drenaje. Toda el área permanece bajo presión y la presión máxima del circuito que se pudiera leer en el manómetro, por ejemplo, sería de 80 bar. Se debe tener cuidado con respecto a la succión ya que la presión es menor (depresión) que la atmosférica.
Con la bomba parada, el aceite no puede subir a lo largo de la tubería de succión porque la presión atmosférica también actúa dentro de la tubería. Cuando se arranca el motor, la bomba aspira el aceite y llena tanto el tubo de succión como la cavidad de la bomba. (Es el mismo fenómeno que ocurre cuando se chupa una bebida de una lata con una paja; se crea una depresión con respecto a la presión atmosférica tanto en la boca como en la paja cerrada por los labios, esto provoca un desequilibrio y el aire exterior empuja la bebida a través de la paja y llena la cavidad bucal).
Tipos de bombas hidráulicas de pistones
En el siguiente diagrama podemos ver como las posibilidades de ejecución de las bombas hidráulicas de pistones.
Trataremos en particular la Bomba de pistones axiales.
Este tipo de bomba es muy común debido a su característico funcionamiento continuo. Está diseñada con un mecanismo de desplazamiento variable, para modificar el flujo de salida y controlar la presión del sistema. Las más comunes tienen una placa inclinada y consisten en tener una placa que puede inclinarse con respecto a los pistones para obtener una mayor o menor distancia para cada rotación (un mayor desplazamiento corresponde a un mayor flujo y, por lo tanto, menos presión). Generalmente se compone de un cuerpo cilíndrico giratorio.
Los pistones arrastran el cuerpo giratorio a través de su movimiento o a través de un engranaje cónico o junta universal. En las bombas axiales generalmente hay 5 o 7 pistones. El número impar de ellos es necesario para evitar puntos muertos.
Estos tipos de bombas son un poco más caras que las bombas de engranajes, pero ofrecen una vida útil más larga si se someten a alta presión, en presencia de contaminantes y con ciclos largos y continuos.
Funcionamiento de la bomba de pistones axiales
El bloque de cilindros forma un ángulo con respecto al eje de transmisión, por lo que cada pistón de la bomba realiza una carrera de compresión en la primera mitad de la rotación y una carrera de succión en la segunda mitad de la rotación.
En el ángulo máximo, la bomba hidráulica proporciona el flujo de aceite máximo. Al reducir el ángulo de ajuste, la carrera de los pistones también disminuye y, con ello, el caudal de la bomba. No hay flujo cuando el bloque de cilindros está a cero grados con respecto al eje.
Al ajustar el bloque de cilindros en la posición opuesta y sin cambiar la dirección de rotación del eje del motor, se invierte la carrera de compresión y succión. Este tipo de bomba tiene aplicaciones en un circuito donde se requieren diferentes presiones o caudales.
Vídeo: reparación de una bomba hidráulica por fugas entre cuerpos
En el siguiente vídeo mostraremos cómo reparar una bomba por fuga entre los dos cuerpos.
Los pasos principales para reparar la bomba son los siguientes:
- Preparación de todas las piezas necesarias
- Montaje del servo pistón en la bomba delantera
- Montaje del rodamiento en la rampa
- Montaje conjunto bloque de cilindros
- Montaje del servo pistón en la bomba trasera
- Montaje de la junta en la bomba trasera
- Montaje de las dos partes
- Eloy: el mecánico de nuestro taller que ha realizado la reparación.
Vídeo
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