v4Averias de Las Bombas y Cilindros

5/11/2018 v4Averias de Las Bombas y Cilindros - slidepdf.com

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GUIA Nº 1

CILINDROS HIDRAULICOS (actuadores Lineales)



INTRODUCCIÓN

Fig. 1 — Cilindro de pistón

El cilindro es el órgano que realiza el trabajo en el sistema hidráulico, Vuelve a transformar lafuerza hidráulica en fuerza mecánica. Loa cilindros son loe "brazos" de los circuitos hidráulicosEn el Capitulo 1 se explican las aplicaciones de la fuerza hidráulica y la forma en que se emplelos cilindros hidráulicos pora accionar equipos suspendidos o remolcados (con cilindros remotoEn ambos casos, el cilindro es básicamente igual y solo cambian los accesorios para acoplarlo,TIPOS DE CILINDROSEn este Capitulo nos ocupa/nos de dos tipos principales de cilindros a saber:• Cilindros de pistón — que producen un movimiento rectilíneo.• Cilindros de paletas - que producen un movimiento circular.(Otro transformador de fuerza hidráulico en movimiento giratorio, es el motor hidráulico de quetrata en otro Capítulo).

CILINDROS DE PISTÓN.- Los cilindros de pistón pueden ser de dos tipos:

• CILINDROS DE ACCIÓN SIMPLE - que actúan con fuerza en un solo sentido (Fig... 2). El aca presión entra por un extremo de) cilindro, nada más, para levantar la carga, El cilindro se vuea retraer por el peso de la carga o por la fuerza del muelle.

• CILINDROS DE DOBLE ACCIÓN - capaces de actuar con fuerza en ambos sentidos (Fig. 2aceite a presión entra alternativamente por un extremo u otro del cilindro, según esté retraído otendido, actuando con fuerza en ambos sentidos.



CILINDRO DE ACCIÓN SIMPLE 1 — Elevar 2 – Bajar 3 — Bajar por gravitación

CILINDRO DE DOBLE ACCIÓN

1 – Extendido

2 – Retraído

Fig. 2 - Diferencia entre el cilindro de acción simple y el de doble acción

En ambos tipos de cilindro es un pistón el que se encarga de recibir el empuje del aceite a prestransmitiéndolo a una biela. Estos pistones suelen llevar juntas, segmentos y retenes para evitalas fugas de aceite.



CILINDRO DE ACCIÓN SIMPLE

En los cilindros de acción simple el aceite a presión actúa sobre una de las caras del pistón nada más (Fig..El pistón con su biela salen del cilindro por la presión del aceito. Cuando cesa de actuar la presión, el peso ocarga (o un muelle) hacen que la biela se retraiga de nuevo. La charnela sirve para articular el cilindro entre dos puntos de trabajo.Por la otra cara el pistón está seco. En ese extremo del cilindro tiene que haber un orificio de respiración parque pueda salir el aire que empuja el pistón, o para que pueda entrar cuando el cilindro se retrae.El cilindro trabaja mejor «al, no haciéndose el vacío. Con objeto de que no entre suciedad, el orificio derespiración suele taparse con un filtro poroso.El pistón lleva una Junta que evita que el aceite pase a la otra cara. Sobre la misma biela se monta uno Juntque tiene por objeto limpiarla cuando se retrae.En algunos cilindros de acción simple la biela no lleva pistón, haciendo las veces de este el extremo de la prbiela. Son los llamados cilindros hidráulicos tipo ariete (Fig. 4), La biela es de diámetro un poco más reducid

que el diámetro Interior del cilindro. (Sobre el extremo de la biela que hace les veces de pistón hay un pequereborde que Impide que la biela se pueda salir del cilindro),Esto tipo de diseño ofrece varias ventajas frente al tipo de pistón: 1) La biela es de mayor diámetro y no se dpor efecto de la carga que actúan sobre ella en sentido lateral, 2) Las juntas son exteriores y más fáciles decambiar por esta razón. 3) Las rugosidades que puedan tener las paredes Interiores del cilindro, no afectan Juntas, 4) No se necesita orificio de respiración, porque el aceite a presión llena toda lo cámara interior delcilindro. Los cilindros de acción simple se prefieren para algunos equipos móviles en los que lo único que senecesita es levantar lo carga para volver a dejar que baje por su propio peso.



CILIDROS DE DOBLE ACCION

Los cilindros de doble acción actúan con fuerza en ambos sentidos. Cuando el aceite a presión entra por el Cabeza, el cilindro se extiende, y cuando lo hace por el lado Vástago, el cilindro so retrae (Fig. 5). El aceite dlado opuesto del pistón es obligado a retornar al depósito.En los cilindros de doble acción tienen que llevar anillos "O" (o´ring) el pistón y la biela.

En la Fig. 6 se Ilustran dos tipos de cilindros de doble acción.

El tipo SIN EQUILIBRAR, o diferencial, se caracteriza porque la fuerza aplicada por el lado del pistón del qula biela, es menor que la que se aplica por el lado opuesto. Ello es debido a que la biela ocupa una parte de superficie del pistón sometida a la presión del aceite. Estos cilindros se utilizan cuando se necesita unmovimiento de extensión más lento pero con más fuerza, y un movimiento de retracción más rápido y con mfuerza.



En el cilindro EQUILIBRADO la biela va por ambas caras del pistón. De esta forma ambas superficies de trason Idénticas el cilindro se retrae y se extiende con la misma fuerza.(Como es natural, el equilibrio o desequilibrio de estos cilindros depende también de las cargas. Si la carga qtienen que mover en uno y otro sentido no es la misma, el cilindro se desequilibra.)

CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LOS CILINDROS DE PISTÓN

Casi todos los cilindros de pistón presentan características especiales que permiten multiplicar funciones o adaptarlos a distintos trabajos.

LIMITADORES DE CARRERAAlgunos cilindros llevan un dispositivo de parada hidráulico, que actúa cerrando la salida de ac(Fig. 7).Al retraerse la biela, el tope ajustable de ésta toca el brazo de la válvula de parada, y ésta secierra. El aceite bloqueado hace que la presión aumente por la otra cara del pistón. Este aumende presión lo acusa la válvula de mando, que vuelve a punto muerto automáticamente. El tope la biela permite dar a ésta la carrera que se desea. También se emplean los topes mecánicos plimitar la carrera de las bielas.



Para hacer que el aumento de presión sea menos brusco, el cilindro ilustrado en la Fig. 7 lleva dispositivo (representado en el recuadro de la Figura) consistente en dos pequeños orificios depurga que dejan salir una cantidad limitada da aceite al continuar retrayéndose el cilindro (por mantener la palanca de mando un la posición de retracción). En esta condición se desplaza laválvula de purga montada dentro de la válvula de parada, hasta quedar aplicada sobre el extrede la válvula de parada, cerrando en este momento por completo la salida de aceite del cilindroUn mecanismo de muelles hace que el aceite a presión que entra en el cilindro abra de nuevo lválvulas. La velocidad do trabajo do algunos cilindros también

CILINDROS SECUNDARIOSLos cilindros secundarlos funcionan con el aceite que atraviesa eI cilindro principal (Fig.-8). Elaceite a presión acciona primero el cilindro principal. Una parte del aceite pasa por una válvulaorificio que lleva el pistón, al otro lado de este, yendo desde allí al cilindro secundario. La válvu

el orificio se pueden calcular de forma que ambos cilindros trabajen al mismo tiempo o de formque el segundo lo haga con retraso. Cuando el cilindro principal está completamente retraído, abre otra válvula que permite el retorno al depósito del aceite del cilindro secundario, pasando través del cilindro principal. Existe otra variante en la que se conectan en serie tres cilindros Elaceite entra primero en el mas grande de los cilindros y lo extiende. Este cilindro bombeaentonces el aceite al cilindro que lo sigue en tamaño que, a su vez, lo manda al más pequeño. volumen de cada cilindro se puede calcular de forma que los tres se extiendan a la vez. Laaplicación más corriente de este dispositivo la tenemos en los aperos remolcados en que espreciso actuar tres mecanismos distintos a la vez. Es condición indispensable en este caso quemás grande de los tres cilindros hidráulicos tenga fuerza suficiente para levantar todo elImplemento.

AMORTIGUADORESAlgunos cilindros llevan amortiguadores para reducir la velocidad de la carrera de su biela al lleal final de la misma. Estos amortiguadores actúan como verdaderos "frenos hidráulicos" que evlas averías por Impacto. En la Fig. 9, tenemos un cilindro que trabaja normalmente durante laparte principal de su carrera (dibujo nº 1), pero que reduce su velocidad al cerrar el propio pistóuno de los orificios



CILINDROS DE DOS PASOSLos pistones en escalón permiten al cilindro Iniciar carrera con mucha velocidad y poca fuerza terminarla a poca velocidad y mucha fuerza. Para ello se hace que el aceite a presión actúeprimero sobre la cabeza de menor diámetro del pistón, empujándola con rapidez hasta elmomento en que el aceite a presión llega a la segunda cabeza del pistón, de mayor diámetro, qes la que trabaja (Fig. 10).

CILINDROS RECUPERADORES

En el cilindro recuperador, el aceite que sale por el extremo de la biela se canaliza de nuevo hala cabeza del pistón para aumentar la velocidad de su carrera. El aceite de retorno del cilindrohidráulico se suele mandar a la tubería de presión de la bomba hidráulica, tal como puede versen la Fig. 11, con-objeto de sumar este caudal al qué manda la bomba a la válvula de mando dcilindro. Durante este ciclo, la presión es igual en ambos extremos del cilindro.



CILINDROS DE PISTÓN QUE PRODUCEN MOVIMIENTO ROTATORIOLos cilindros de pistón se pueden montar en oposición, en un mecanismo de tira y empuja, parproducir un movimiento rotatorio. (Los cilindros de paletas también producen movimiento rotato(véase más adelante en este mismo Capitulo). En algunos casos se utiliza un piñón y unacremallera con un cilindro de acción simple a cada extremo, para obtener un movimiento rotatoalternante. Al aplicar la presión, la cremallera sale o entra en el cilindro obligando al piñón a girEl final de la carrera de estos pistones suele amortiguarse por el procedimiento que hemos

descrito más atrás.PISTONES TELESCÓPICOSEn esta aplicación la biela del cilindro consta de dos tubos concéntricos. La biela sale del cilinden una sola pieza hasta que el tubo exterior da en el tope. En ese momento comienza aextenderse el tubo Interior, hasta el final de la carrera. Este tipo de cilindro también se puedediseñar de forma que salga primero el tubo Interior y le siga el exterior. Para ello se dispone unbloqueo hidráulico entre ambos tubos. La velocidad de la carrera de una y otra biela, depende su diámetro. Este tipo de cilindro solo puede ser de acción simple.

VÁLVULAS DE RETENCIÓN DE SEGURIDADEn algunos cilindros se pone una válvula de retención en la boca de entrada de aceite a presiópara que el aceite quede bloqueado dentro del cilindro y éste no se mueva a consecuencia de fugas que pueda tener el sistema. Si falta el suministro de aceite a presión, la válvula de retencse cierra y bloquea el aceite en el cilindro. Esto es muy necesario cuando el cilindro está elevanuna carga considerable. Como ejemplo podemos citar los cilindros hidráulicos empleados paranivelar las cosechadoras especialmente proyectadas para trabajar sobre laderas pendientes.(Véase la guía en que se describen con detalle las válvulas de retención)

VÁLVULAS DE DESCARGA PARA LA PROTECCIÓN CONTRA EL CALENTAMIENTOEl calor hace que se dilate el aceite y que aumente la presión dentro del cilindro. El sol ha hechestallar alguna vez un cilindro en reposo, con el aceite bloqueado. Para evitar que esto ocurra dotan a veces los cilindros de válvulas de descarga que abren a una presión mucho más alta qla presión a que trabaja el sistema, limitando la presión máxima dentro del cilindro por elcalentamiento del aceite.

CILINDROS DE PALETASEl cilindro de paletas produce un movimiento rotatorio.



La Fig. 12 ilustra un cilindro de paletas. La presión del aceite hace girar la paleta móvil, solidaricon el eje. El aceite sale por el orificio del lado opuesto del cilindro.La velocidad del movimiento rotatorio, también se puede amortiguar en este cilindro. Al girar lapaleta móvil, llega a cerrar el orificio de salida del aceite, y éste tiene que continuar saliendo mádespacio por el orificio más pequeño, reduciendo la velocidad del giro en la última parte delmismo.El cilindro de paletas se utiliza para girar sobre su eje el aguilón de las retroexcavadoras. Graca este dispositivo, el operador puede pasar rápidamente el cucharón desde la trinchera que esexcavando hasta el punto donde amontona la tierra. La amortiguación o frenado del movimient

rotatorio del cilindro al llegar a la posición extrema, evita la parada brusca del movimiento y losgolpes.Casi todos los cilindros de paletas son de doble acción. La paleta fija al cilindro, lo divide en docámaras. El aceite a presión se manda a una otra cámara según el sentido del giro.Como ya hemos explicado antes, también se puede conseguir un movimiento rotatorio limitadomediante dos cilindros de pistón dispuestos de forma que uno tire cuando el otro empuja.

JUNTAS Y RETENESEn los cilindros se utilizan diferentes tipos de juntas y retenes. El tipo de junta empleado depende la presión y de la temperatura del aceite. de que la parte se mueva o no, de la velocidad conque se mueva y de las puntas de presión que tenga que soportar. Véase la Fig. 13.

IDENTIFICACIÓN DE LOS CILINDROSLos cilindros hidráulicos que se montan en los equipos llevan una plaquita con sus característicEstas consisten en unos números que Indican el diámetro del cilindro. Estas podrían ser, por ejemplo, las siguientes;

Diámetro Plaquita Diametro del cilindro25 64 2,5 pulg. (64 mm)30 76 3 0 pulg. (70 mm)35 89 3,5 pulg. (89 mm)



Por lo tanto, las dos primeras cifras indican el diámetro del cilindro en décimas de pulgada, porque basta poner una coma entre las dos cifras para tenerlo en pulgadas. Las dos últimas cifrasIndican el diámetro del cilindro en milímetros. Si no sabe usted que diámetro debe tener el cilinhidráulico que necesita para un determinado trabajo, consulte el manual del operador de lomáquina en cuestión ó búsquelo por su número en el catálogo de piezas de recambio.

PRUEBA Y LOCALIZACION DE LAS AVERIAS DE LOS CILINDROSLos cilindros se pueden probar en la misma máquina. En el mismo Capitulo se encontrará un

cuadro sinóptico de las causas y remedios de las fallas que se pueden presentar en los cilindroBajo el siguiente epígrafe se tratan algunos de los problemas más corrientes.

MANTENIMIENTO DE LOS CILINDROS

Los cilindros hidráulicos son compactos y relativamente simples. Los puntos claves que hay quvigilar son los retenes y los pivotes. A continuación se dan algunos consejos para mantenerlos buen estado de funcionamiento.

1° FUGAS EXTERNAS - Si el cilindro pierde por las tapa de sus extremos, empiece por apretaestas, SI continua la pérdida de aceite, cámbiese la junta. Si el cilindro pierde por la biela, cam

la empaquetadura. Los hilos de sellado del retén deben mirar hacia la boca de entrada de aceitpresión. Si el retén continúa perdiendo aceite, revisar los puntos 5 a 9.

2º FUGAS INTERNAS - Las fugas internas, por las juntas del pistón, se notan porque el cilindrtrabaja perezosamente y se retrae poco a poco con la carga. Estas fugas pueden ser debidas adesgaste de las juntas y segmentos del pistón o de Ias paredes interiores del cilindro. Estasúltimas se rayan y desgastan por la suciedad y la arenilla que puede llevar el aceite.

NOTA IMPORTANTE: Siempre que se repara un cilindro hay que cambiar todas sus juntas y retenes.

3° REPTACION DEL CILINDRO - SI el cilindro repta (se desliza) detenido a media carrera, esseñal de que tiene fugas internas (punto 2) o está gastada la válvula de mando

4° FUNCIONAMIENTO PEREZOSO - La causa más corriente de que un cilindro trabaje conpereza, es el aire que se pueda acumular dentro de él. (Al final de este capitulo se explica comse purga el aire de los cilindros.) Las fugas internas pueden ser otra de las causas (punto 2). Sfuncionamiento es perezoso al empezar a trabajar con el sistema hidráulico y va normalizándomedida que se calienta el aceite, es señal de que se está empleando un aceite demasiado visc(consúltese el manual del operador de la máquina en cuestión). Si el cilindro continúa trabajandcon pereza después de subsanar todas estos posibles defectos, se tiene que revisar todo elsistema hidráulico en busca de componentes desgastados.

5° PUNTOS DE MONTAJE FLOJOS - Los puntos de articulación del cilindro pueden estar flojoLos bulones o pasadores tendrán que apretarse o cambiarse en caso de desgaste. El exceso dholgura en los puntos de articulación del cilindro, avería los retenes de aceite de la biela. Revisperiódicamente los puntos de articulación de los cilindros.

6° ALINEACIÓN - Las bielas tienen que estar bien alineadas en todo momento. Si se descentrcarga que actúa sobre la biela, ésta flecta y avería el reten de aceite. En casos extremos la biepuede llegar a doblarse o a romperse por los puntos de soldadura.



7° FALTA DE ENGRASE - La falta de engrase de la biela puede dar lugar a que se agarrote enempaquetadura, extendiéndose a saltos, especialmente en los cilindros de acción simple.

8° ABRASIVOS SOBRE LA BIELA - Al salir la biela del cilindro se pueden adherir a ella tierra suciedad. Al retraerse de nuevo el cilindro, esta suciedad se arrastrada hacia dentro por la bielaveriando el retén de aceite. Esta es la razón de que se suela poner por delante del retén una

junta que limpia la biela al retraerse ésta. En otros casos se pone un capuchón de goma sobre extremo del cilindro. . También puede crear un problema la oxidación de la biela. Por eso debe

guardarse loa cilindros con la biela completamente retraída.9° MUESCAS Y REBABAS DE LA BIELA - La parte expuesta dé la biela puede ser dañada pobjetos duros. Las asperezas de su superficie pulimentada, dañan el retén de aceite. Todaaspereza debe lijarse con papel de esmeril Inmediatamente, hasta dejar la superficie de la bielaperfectamente lisa.

10° REVISIÓN DEL ORIFICIO DE RESPIRACIÓN - Los cilindros de acción simple (exceptuanlos de tipo ariete) tienen que tener un orificio por el que pueda entrar o salir el aire del lado secdel cilindro. Para que no entre suciedad por este orificio se le ponen filtros de diversos tipos. Lamayoría de ellos se auto-limpian, pero es necesario revisarlos periódicamente para cerciorarsesu buen funcionamiento.



PURGA DEL AIRE DE UN CILINDRO REMOTOSiempre que se conecte un cilindro al sistema hidráulico, se tiene que purgar el aire atrapadodentro de él. De no eliminar todo el aire, el cilindro trabajará con pereza. Para purgar el aire decilindro, se conecta primero al sistema hidráulico. Después se apoya sobre el suelo con el extrede la biela hacia abajo. (Si el cilindro está montado, se suelta el extremo de la biela para quepueda moverse libremente). Se pone en marcha el motor y se actúa de 7 a 8 veces la palanca la válvula de mando hidráulica para extender y retraer el cilindro. De esta forma se elimina todoaire que contiene. (En los cilindros de doble acción es posible que se tenga que invertir la posic

del cilindro sobre el suelo para repetir el procedimiento con el extremo de la biela hacia arriba).Formulas

EXAMÍNESE USTED MISMO PREGUNTAS

1° (¿Cierto o falso?) "Los cilindros transforman fuerza mecánica en fuerza liquida". _______

2° (Rellenar los espacios en blanco). Los cilindros de pistón producen un movimiento __________ ... mientras quo los cilindros de paletas producen un movimiento ________________

3° (Rellenar los espacios en blanco). Los cilindros de _____________________aplican fuerza ambos sentidos, mientras que los cilindros ___________________________ duplican fuerzen un sólo sentido.

4° ¿Qué es lo que llena las cámaras de un lado y otro del pistón en un cilindro de acción simple

5° En un cilindro de acción doble el hecho de ir la biela por un sólo lado del pistón afecto a la

carrera de trabajo de éste ¿en que forma?6° ¿En que consiste el freno o amortiguador hidráulico de un cilindro de paletas?

RESPUESTAS1° Falso. Los cilindros transforman fuerza hidráulica en fuerza mecánica.2° Primer espacio: "longitudinal". Segundo espacio: "rotatorio".3° Primer espacio: "doble acción". Segundo espacio: "acción simple".4° Por un lado hay aceite y por el otro aire.5° La biela ocupa una área determinada del pistón, sobre la que no puede actuar el aceite apresión. Por eso la carrera es menos potente, pero más rápida (porque se necesita menos ace

para llenar la cámara), cuando éste entro a presión por el lado de la biela.



6° En la estrangulación de la salida del aceite por la paleta en movimiento para hacer más lentomovimiento al final de la carrera.

RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DEBOMBASAntes de ocuparnos de las aplicaciones y el rendimiento comparado de los diferentes tipos de

bombas hidráulicas, resumiremos los puntos principales acerca de ellas que acabamos deexponer.

Resumiendo:

1° La bomba hidráulica convierte fuerza mecánica en fuerza hidráulica. Dicho de otra manera, hace traba un líquido.

2° De los dos tipos principales de bombas (de des plazamiento positivo y no-positivo) emás idóneo para desarrollar fuerza por medio de un sistema hidráulico es el desplazamiento positivo, por en tregar un caudal de liquido capaz de vencer la resis tencia qse le opone dentro del sistema hidr áulico.

3° La bomba hidr áulica puede dise ñarse de forma que entregue un caudal constante deaceite, variando la presi ón de trabajo, o de forma que entregue un caudal variabmanteni éndose constante la presi ón.

4° Los tres tipos de bombas m ás comúnmente usa dos en los sistemas hidr áulicos de máquinas son la de engranajes, la de paletas y la de pistones.

5° Los tres tipos de bombas Indicados son rotato rios, lo que permite reducir su tama ño pun mismo caudal de aceite.6° En este capitulo solo se han descrito los tipos básicos de bombas hidr áulicas. En realidse reconocen y utilizan muchas variantes de los tipos descri tos.

RENDIMIENTO DE LA BOMBA HIDRÁULICAComo es natural, para conocer el sistema hidráulico a fondo, no bastó con conocer los tres tipode bombas hidráulicas más populares que hemos descrito. En efecto, también hay que conocelas aplicaciones que tienen y su rendimiento.

CUALIDADES DE LA BOMBAHay tantas variedades de bombas y sistemas hidráulicos, que no es posible escoger un modelparticular de bomba para un determinado sistema.Lo que si que se puede hacer, en cambio, es describir las buenas y malas cualidades de los tretipos de bombas, para que el lector pueda juzgar por si mismo la conveniencia de emplear unootro tipo de bomba en un determinado sistema hidráulico.

TAMAÑO DE LA BOMBAUna de las primeras consideraciones a tener en cuenta al escoger una bomba para el sistema un vehículo, es el tamaño de aquella. En efecto el espacio de que puede disponerse para montla bomba hidráulica siempre es reducido.Por fortuna hay muchos modelos de bombas que cumplen esta condición de ser de tamañoreducido.Solo en el caso de necesitarse una gran potencia se tendrá que renunciar a esta condición,haciendo sitio para la bomba a expensas de otros elementos menos importantes,

CAUDAL, PRESIÓN Y VELOCIDAD



Otra de las condiciones en el volumen de líquido que debe entregar la bomba.El caudal que entrega una bomba se suele Indicar en litros por minuto, Pero no basta indicar elcaudal que entrega la bomba. Hay que Indicar también la presión máxima que es capaz desoportar la bomba entregando el caudal especificado. En efecto, al aumentar la presión aumentambién las fugas de aceite dentro de la bomba y se reduce el caudal útil que ésta entrega.Al Indicar el caudal es preciso Indicar también la velocidad de giro de la bomba y esto por dosrazones. En primer lugar, en las bombas de caudal constante, éste es directamente proporcionla velocidad de giro de la bomba.

En segundo lugar, es preciso conocer esta velocidad de giro con objeto de calcular el mecanisde accionamiento necesario para que la bomba entregue el caudal nominal, Por lo tanto, la bomhidráulica queda caracterizada por el caudal en litros por minuto, por la presión en kilogramos centímetro cuadrado y por las revoluciones por minuto a que ha de girar.Por ejemplo "45 lts/min. a 140 Kg./cm² y 2100 rpm".En algunas bombas se Indica además el caudal Intermitente que son capaces de entregar. Enestos casos se trata de la máxima potencia a que pueden trabajar por un periodo de tiempolimitado.

RENDIMIENTO DE LA BOMBAEl rendimiento de la bomba, o sea, la eficacia con que trabaja, también tiene importancia paraseleccionar un determinado tipo.Una determinada bomba podrá entregar el caudal que necesitamos, a la presión necesaria y aunas revoluciones que podemos obtener... pero absorbiendo mucha potencia mecánica. O podresultar muy cara por exigir para ello materiales especiales y una construcción muy cuidada. Ptodos estas razones importa conocer el rendimiento de cualquier bomba hidráulica antes dedecidirse por un determinado tipo. Se trata de obtener el caudal de aceite necesario de unamanera eficiente y económica.La calidad de una bomba se juzga por tres características:

• Rendimiento volumétrico

• Rendimiento mecánico

• Rendimiento total

EL RENDIMIENTO VOLUMÉTRICO es la relación entre el caudal efectivo que entrega la bombel caudal teórico que entregaría en condiciones Ideales. La diferencia entre uno y otro suele sedebido a las fugas Internas de la bomba.

EL RENDIMIENTO MECÁNICO es la relación entre el rendimiento total de la bomba y surendimiento volumétrico. La diferencia entre uno y otro suele ser debida a la fricción de sus piezen movimiento.

EL RENDIMIENTO TOTAL es la relación entre la potencia hidráulica que entrega la bomba y la



potencia mecánica que absorbe. Es Igual al producto del rendimiento mecánico por el rendimievolumétrico.

Formulas

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DE UN DETERMINADO TIPO DE BOMBA

Al seleccionar una bomba hidráulica se tienen que tener en cuenta, además de las característigenerales que se acaban de exponer, otros factores muy variados, como la adaptabilidad de labomba a determinados líquidos, su adaptabilidad a diferentes tipos de sistemas y circuitos, elambiente en que ha de trabajar la bomba, su costo, etc.

COMPARACIÓN DE LAS BOMBAS DE ENGRANAJES, DE PALETAS Y DE PISTONES

Ahora que sabemos como juzgar la calidad de una bomba hidráulica, vamos a comparar entre los tres tipos principales. No se olvide, sin embargo, que hablamos en términos generales.

TAMAÑOLos tres tipos de bombas se construyen de todos los tamaños posibles. Este factor, por lo tantono es decisivo en ninguno de los tres tipos.Las bombas de engranajes suelen ser las de tamaño más reducido, las de pistones, las más

grandes y las de paletas de un tamaño intermedio entre aquellos dos tipos.El rendimiento de las bombas de engranaje, de paleta y de pistones es de un 75% a un 95%. Lbombas da pistones suelen ser las de rendimiento mas alto, y las de engranaje, las de rendi-.miento más bajo, ocupando las de paletas una posición Intermedio, Nos estamos refiriendo a tres rendimientos de que hemos hablado antes, sin tener en cuenta la adaptabilidad de la bombal sistema, el material de que está fabricada o su costo.

RESUMEN ACERCA DEL RENDIMIENTO

Podemos decir, en resumen, que el factor principal a tener en cuenta para escoger un tipo debomba que se adapte a un determinado sistema hidráulico, es el que se refiere a les exigencia

del sistema en cuestión. Seria absurdo montar una bomba da gran caudal en un sistema que



requiera poco caudal, o una bomba que tuviera que trabajar Interrumpidamente en el limitesuperior de su capacidad para satisfacer solamente las necesidades mínimas de un determinasistema. Cualquiera de estos dos errores se traducirá en pérdidas, en el primer caso por ser labomba innecesariamente grande y costosa, y en el segundo, porque se averiará con muchafrecuencia.Debe emplearse siempre una bomba adaptada a las necesidades del sistema, pudiendo ser deengranajes, que consta de menos piezas y de menor precisión, o de pistones, con numerosaspiezas mecanizadas con tolerancias mínimas y más caras por esta razón.

Eligiendo la bomba con este criterio se logrará que trabaje con más economía que si le falta o lsobra potencia.

CAUDAL, PRESIÓN Y VELOCIDADEl caudal al que distingue a los tres tipos de bombas. Las de pistones entregan mayor caudal amás presión y trabajan a más revoluciones. Le siguen las bombas de paletas, y a éstas, lasbombas de engranajes.

Veamos el siguiente cuadro comparativo:

Caudal Presión Velocidad(l/min.) (Kg/cm3 ) (rpm)

Engranajes 1 - 600 15 - 175 800 - 3500Paletas 2 - 950 15 - 175 1200 - 4000Pistones 2 - 1700 50 - 350 600 – 6000

Como puede verse, hay bombas para todos los caudales, lo que no quiere decir que los sistemhidráulicos de las máquinas trabajen con un margen de caudales tan amplio.En los modernos equipos agrícolas e Industriales se trabaja con caudales de 5 a 200 litros por minuto.Las presiones con que trabajan estos sistemas suelen estar comprendidas entre 5 y 175 kg/cmLa velocidad de giro de la bomba suele ser de 800 a 3500 rpm.

AVERIAS DE LAS BOMBAS

EL FACTOR HUMANOLa mayor parte de las averías de las bombas hidráulicas se deben a errores del operador: faltacuidados periódicos, reparaciones mal hechas, bombas que se hacen trabajar a mayor régimedel que se especifico y, por último, la causa más frecuente, el empleo de líquidos que contieneImpurezas y son de mala calidad.Una bomba hidráulica puede desgastarse por el uso normal, pero pocas averías suelen ser causadas por "envejecimiento" de la bomba.Basta examinar la relación de causas de averías para darse cuenta de que la más frecuente so

los errores que comete el operador.Por eso, para prevenir averías hay que conocer el sistema hidráulico, cuidarlo como requiere,hacerlo trabajar dentro de sus posibilidades y emplear los líquidos recomendados.Es oportuno que digamos aquí y ahora, que. Explicando la teoría y el funcionamiento de lossistemas hidráulicos, esperamos contribuir a que se reduzca ese gran porcentaje de averíascausadas por errores humanos.En lo que queda de esta Guía vamos a ocuparnos de las causas más generales de las averíaslas bombas, de como se pueden prevenir y de como se reparan

LÍQUIDOS CONTAMINADOS



En esta parte vamos a explicar nada más lo que le ocurre a la bomba cuando el líquido estácontaminado o no se adapta a las necesidades de aquella.Los líquidos contaminados o Inadecuados, son la causa más frecuente de las averías de lasbombas hidráulicas.

Pistones de bomba rayados por un líquido contaminado

Los líquidos contaminados pueden averiar las bombas de varias maneras. Las partículas duras

arena, etc., que pueda llevar el liquido en suspensión hacen que este actué como abrasivo de lpiezas de la bomba mecanizadas con gran precisión. De esta forma se produce un desgasteprematuro de la bomba y aumentan las fugas Internas, perdiendo rendimiento.

Rotor de una bomba de paletas averiado por líquido contaminado

Por reacción química del líquido sometido a grandes cambios de temperatura, y por condensacse forman en él cienos. Este cieno se adhiere a las piezas de la bomba, pudiendo llegar a obstel paso del aceite. Si se obstruye la boca de entrada de aceite, la bomba se queda sin liquido ycalor desarrollado por fricción hará que se agripe.



Desgaste excesivo causado por cieno (Anillo de una bomba de paletas)

El aire, el agua y el calentamiento también dan lugar a que se forme cieno por oxidación con lamismas consecuencias para la bomba. El agua y otros líquidos extraños pueden oxidar las pie

móviles y la caja de la bomba. Las capas de oxido formados sobre el metal, se pueden desprey actuar como partículas abrasivas.

LÍQUIDOS INADECUADOSEs Importantísimo que la viscosidad del líquido sea adecuada para la bomba en cuestión. Laviscosidad de un líquido Indica la mayor o menor facilidad con que fluye. Un líquido de granviscosidad, Indicada por un número muy alto, ofrecerá mucha resistencia a fluir. En la práctica suele Indicar lo viscosidad hablando de líquidos de mayor o menor "densidad".A continuación se Indican algunas de las consecuencias que puede tener el empleo de líquidodensidad Inadecuada:

Líquidos demasiado "ligeros" (menor Viscosidad):1° Aumentan los fugas de liquido internas y externas

2° La bomba patina sobre el líquido, lo que da lugar a que se caliente y se reduzca su rendimie

3° Las piezas se desgastan más por falta de una lubricación adecuada.

4° No se alcanza la presión de trabajo requerida dentro del sistema.

5° El sistema hidráulico da la sensación de tener elasticidad cuando se pone en trabajo.

Líquidos demasiado "densos" (mayor Viscosidad):

1° Aumenta la fricción Interna, y con ella, la resistencia opuesta por el líquido a fluir por todo elsistema.

2° Aumenta la temperatura y las probabilidades de que se forme cieno.

3° El sistema hidráulico trabaja con pereza y a saltos

4° Aumenta la caída de presión dentro del sistema.

5° Se necesita más potencia para realizar el mismo trabajo hidráulico.



Anillo de una bomba de paletas, desgastado por un liquido inadecuado

ALGUNOS LÍQUIDOS ATACAN LAS JUNTASAlgunos .líquidos contienen sustancias químicas capaces de causar averías. Estas sustanciaspueden atacar las fibras o los materiales sintéticos de las Juntas o retenes de la bomba. Las

juntas en mal estado son causas de fugas internas y externas de aceite.

ALGUNOS LÍQUIDOS SE DESCOMPONENAlgunos líquidos no son adecuados pora trabajar en determinadas condiciones. Por ejemplo,puede ocurrir que la bomba tenga que trabajar constantemente a altas temperaturas y al máximrendimiento y que el líquido no resista estas condiciones, y se descomponga. Estos líquidosalterados pueden ser la causa de algunas de las averías que hemos mencionado.

ABUSO DEL SISTEMA HIDRAULICO

Si bien es cierto que las averías causadas por sobrepasar la capacidad de la bomba, son muchmenos frecuentes, esta posibilidad también hay que tenerla en cuenta.

Eje roto por exceso de tensión de la correa de transmisión

Recuérdese siempre que la bomba hidráulica es un delicado Instrumento de precisión.Revolucionándola o cargándola más allá del máximo recomendado, se acortará su vida, bajarárendimiento y se averiará con más frecuencia

Sobrecarga de !a bombaCasi todas las bombas están proyectadas de forma que les sobre potencia trabajando en servicontinuo. De esta forma se les puede hacer trabajar en el límite de su capacidad durante periodde tiempo cortos, sin el riesgo de averías o desgaste prematuro,¿Que pasaría si se obligara a la bomba a trabajar continuamente en el limite de su capacidad?¿Qué les pasaría, por ejemplo, a los cojinetes de la bomba?

Pongamos un ejemplo: supongamos que la bomba ha estado trabajando a una presión de 70



kg/cm3 y que la vida útil de sus cojinetes es de 4800 horas. Aumentemos ahora la presión detrabajo a 140 kg/cm3 ¿Cual será la vida útil de los cojinetes en estas condiciones? Se puedecalcular mediante la siguiente fórmula

Vida del cojinete= vida del cojinete usado( nueva presión/antigua presión) 3

Sustituyendo en esta fórmula los datos del ejemplo que hemos puesto, tendremos:

480 0 horas __________ ______4800____ 4800(140kg/cm3:70kg/cm3) 3 = 23 (ó 2 X 2 x 2) = 8 = 600 horas Vemos, por lo tanto, que haciendo trabajar a la bomba a una presión doble, se acorta su vida úveces, o sea, de 4800 horas a sólo 600 horas.Son varias las causas que pueden hacer que aumente la presión de trabajo de una bomba enservicio, como el no cuidar el sistema hidráulico, el sobrecargar la bomba o las obstrucciones dsistema que pasan inadvertidas.

Exceso de velocidad da la bombaAumentando la velocidad de giro de la bomba también se reduce la vida útil de sus cojinetes.También esto se demuestra con una fórmula. Tomemos la bomba del ejemplo anterior y doblemla velocidad. Recuérdese que la vida útil de sus cojinetes es de 4800 horas. La fórmula es lasiguiente:

Vida del cojinete= Vida útil normal X velocidad normal Nueva velocidad de lo bomba

Aplicada a nuestro ejemplo;

Vida del cojinete = 4800 horas X 2000 rpm = 9.600.000 = 2400 hrs.4000rpm 4000

Doblando la velocidad, acortarnos In vida de la bomba a la mitad de lo normal. Hemos visto asque la sobrecarga de la bomba al no respetar los límites máximos especificados, acorta su vidaútil.

CAVITACIÓN

La cavitación en la boca de entrada a. la bomba es otra causa de averías que suele presentarspor el Indebido entretenimiento y funcionamiento del sistema hidráulico.

Cuando no entra suficiente líquido en la bomba, el vacío que se forma por aspiración hace queaparezcan huecos o cavidades en el aceite que pueden estropear la bomba.Cuando la bomba trabaja a gran velocidad, haciendo circular el aceite con poca resistencia,existiendo al propio tiempo una estrangulación que limita el paso del aceite del depósito a labomba, ésta aspira más aceite del que recibe, haciendo un vacío que da lugar a que se formencavidades o huecos en el líquido que entra.El vacío hace que estas cavidades se llenan de líquido evaporado al reducirse la tensión de vadel misino. La tensión de vapor de un líquido es el punto en que comienza a evaporarse a unatemperatura dada.La situación aún se complica más, porque el vacío de estas cavidades hace que se desprendatambién el aire disuelto en el líquido.



El daño lo sufre la bomba al pasar estas cavidades del lado de baja presión de la bomba, al ladde alta presión, donde son comprimidas. Se produce entonces un fenómeno parecido a unaimplosión, que hace, que se desprendan pequeñas partículas metálicas de la bomba y que éstavibre y haga ruido al trabajar.Si se deje trabajar la bomba en estas condiciones, sufrirá un desgaste excesivo y sufuncionamiento será Irregular, terminando por agarrotarse.

AIREACIÓN

Esta se da cuando existe una rotura en la línea de succión de la bomba, por el ingreso de airesistema, que al ser comprimido y elevada su temperatura, explosa que hace, que se desprendpequeñas partículas metálicas de la bomba y que ésta vibre y haga ruido al trabajar.Los síntomas son idénticos a la cavitación y las consecuencias también.

ADAPTACIONES O MODIFICACIONES AL SISTEMA HIDRAULICOAhora queremos describir las consecuencias que pueden tener para la bomba los cambios hecen el sistema hidráulico que afecten al rendimiento de aquella.Recuérdese qua todo sistema hidráulico se calcula y proyecta con precisión. El circuito recorridpor el liquido, los ángulos y el diámetro de las tuberías, la situación de las válvulas, filtros ydepósitos, — todo ha sido cuidadosamente proyectado para obtener el máximo rendimientoposible del sistema hidráulico.El cambio o sustitución Indebido de algún componente del sistema hidráulico, puedo afectar alfuncionamiento de la bomba y averiarla.Por ejemplo, el cambio de una tubería de entrada a la bomba por otra de menor sección, podrála causa de que se formen cavidades en la bomba.También puede tener malas consecuencias el cambiar de sitio el depósito para montarlo más lede la bomba. Ello podría dar lugar a que no recibiera bastante líquido. La bomba podrá quedarstambién sin líquido si el depósito es demasiado pequeño.Por último, la bomba podría averiarse en el caso de emplear tuberías de un material que noresistiera la presión y llegaran a reventar. MANTENIMIENTO INADECUADO El mantenimiento Inadecuado también puede ser perjudicial para la bomba. Así, por ejemplo, eInspeccionar con la debida frecuencia las tuberías de entrada de aceite en busca de posiblespérdidas de líquido, podrá ser la causa de que entre aire en el sistema, formando espuma y cavidades. Un nivel de liquido demasiado bajo en el depósito, puede tener los mismos efectos.descuidar la limpieza del sistema hidráulico ante la probabilidad que el líquido esto contaminadequivale a dejar que la bomba se averíe.

DIAGNOSTICO DE LOS FALLOS DE LA BOMBAEn la siguiente relación Se enumeran las causas que pueden averiar la bomba hidráulica,Ya hemos visto que la mayor parte de las averías se deben a descuido o errores cometidos pooperador, Para evitar estos errores es preciso atenerse a las recomendaciones que se dan enmanual de Instrucciones de la máquina y realizar todos los trabajos de entretenimiento yconservación que se dan en aquel.La siguiente relación le ayudará a diagnosticar y remediar algunos de loa fallos que puedenpresentarse en la bomba hidráulica,

I. LA BOMBA NO ENTREGA LIQUIDO

Causa posible Corrección posib le



1° Fa lta de nive l 1° Llenar el depósito con e ldepósito con e l liquido recomendado,

Buscar posibles pérdidas.

2º Entrada a la bomba obstruida 2º Desmontar y limpiar, revisar mangueras, filtros y depósitos

3º entrada de aire a la bomba 3º Evaluar por roturas, sellos endurecido oaplanados, o aco

en la línea de succión de la Bomba

4º Pocas revoluciones de la bomba 4º Evaluar motor impulsor, si va por correas, revisar tensión

5º Cieno o suciedad en la bomba 5º Desarmar y limpiar la bomba, limpiar todo el sistema y re

liquido nuevo

6º Liquido demasiado viscoso 6° Consultar recomendaciones del fabricante y rellenar conliq

recomendado.

7° Regulador de caudal desre- 7° Ajustarlo como Indica el manual de taller de la máquinaglado (bomba de caudalvariable).

8° Piezas rotas o gastadas en 8° Revisar las causas de la avería y corregirlas. Reparar oel Interior de la bomba cambiar las piezas de acuerdo con el manual de taller. II. FALTA DE PRESIÓN1° La bomba no entrega liquido. 1° Consultar las correcciones del párrafo I.

2° Las paletas no salen de la ra- 2° Buscar rebabas o partículas metálicas que agarrotan lanura. paleta en la ranura. Reparar o cambiar. Limpiar todo el s

tema si se encuentran suciedades.

3° El liquido retorna al depósito 3° Falla mecánica de algún otro elemento del sistema, espe

sin trabajar, cialmente de la válvula de descarga. Si es por suciedad,limpiar todo el sistema y rellenar con el líquido adecuado

4º Pistón o válvula de la bomba 4° Desarmar la bomba, averiguar la causa y corregirla. Re

rotos o agripadas en posición pararla de acuerdo con el manual técnico de la máquinaabierta, dejando pasar liquidohacia el retorno

II. PRESIÓN BAJA O VARIABLE

1° Líquido frío. 1° Calentar el sistema. Hacerlo trabajar únicamente a la temperatura derégimen recomendada.

2° Liquido de 2° Cambiar el liquido por otro de la viscosidad recomendada.viscosidadInadecuada.

3° Entrada da aire 3° Reparar o limpiar de acuerdo con el manual técnico de la maquina.u obstrucción enla admisión.



III. PRESIÓN BAJA O VARIABLE - Cont.

4° Poca velocidad de 4° Darle la velocidad especificada.la bomba.

5° Piezas de la bom- 5° Desarmar y reparar de acuerdo con e! manual técnico de la máquba agripadas Buscar rebabas o. partículas metálica en el liquido. Limpiar .

todo el sistema si se encuentran materias extrañas.

6° Exceso de holgura 6° Desarmar y reparar Si el desgaste es anormal, averiguar la causa

de las piezas de la consultando la hoja de servicio y reparaciones y revisando todo el sisbomba tema.

.

IV. LA BOMBA HACE RUIDO

1° Tubería de Admisión 1° Limpiar o reparar. admisiónestrangulada u obstruida

2° Entrada de aire por la 2° Reparar o cerciorarse de que el tubo da aspiración está su-admisión. mergido en el liquido. (Para comprobar la hermeticidad de

las juntas, echar liquido en ellas y observar si cambia el ruidola bomba).

3° Nivel bajo de aceite. 3° Rellenar hasta el nivel con el liquido recomendado.

4° Aire en el sistema. 4° Revisar en busca de fugas y despichar

5° Exceso de viscosidad. 5° Rellenar con liquido de la densidad recomendada.

6° Exceso de velocidad. 6° Poner la bomba a la velocidad recomendada.

7° Pieza de la bomba agripada 7° Buscar materias extrañas en el liquido o rebabas en laspiezas. Limpiar el sistema y rellenarlo si se encuentra su-ciedad, o reparar o cambiar la pieza de acuerdo con el mantécnico de la máquina.

8° Piezas gastadas o rotas. 8º Comprobar o corregir la causa de la falla. Reparare cambiarpiezas averiadas.

V. DESGASTE EXCESIVO

1º Abrasivo o cieno 1º Buscar la causa de la contaminación. Instalar o cambiar el filtro.en el liquido Reparar o cambiar las piezas gastadas de acuerdo con el manual

técnico de la máquina. Cambiar el líquido 2° Exceso o falta de

viscosidad.2º Cambiar el liquido por otro de la densidad recomendada.



3° Presión detrabajo demasiadoalta para la bomba

3º Comprobar la válvula de descarga limitadora de presión.

4° Entrada de 4° Eliminar la causa. Comprobar desgaste de las piezas. Cambiar laaire o extran- que lo requiera.gulaciones que .hace que se formen

cavidades.5° Eje de la bomba 5º Verificarlo y corregirlo con el manual técnico de la máquina

Mal alineado.

VI. PERDIDA EXCESIVA DEL LIQUIDO

1° Retenes y juntas 1º Comprobar y cambiar. Cerciorarse de que el líquido no ataca a las jundel eje, en mal y retenes. Emplear el líquido recomendado por el fabricante.estado,

VII. ROTURA DE PIEZAS INTERNAS1° Presión de trabajo 1º Buscar le causa del mal funcionamiento. Reparar de acuerdo con el

excesiva. manual técnico de la maquina.

2° Agarrotamiento por 2º Comprobar el nivel del liquido en el depósito, la permeabilidad del tufalta de liquido de aspiración y la del filtro para el liquido.

3° Abrasivos que no 3° Revisar el filtro para el liquido

son retenidos por.el filtro

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