Bomba de engranajes

Las bombas de engranajes son bombas de desplazamiento muy utilizadas en el sector hidráulico que generan un caudal volumétrico mediante la rotación de engranajes entrelazados. Son esenciales para el suministro de energía a los sistemas hidráulicos en una amplia variedad de aplicaciones industriales y móviles. Su diseño robusto y su capacidad para funcionar a altas presiones las convierten en la opción preferida de ingenieros y técnicos que necesitan soluciones fiables y eficientes para el transporte de fluidos.

Funcionamiento de una bomba de engranajes

El funcionamiento básico de una bomba de engranajes se basa en el principio de desplazamiento. Dos o más engranajes se engranan entre sí dentro de una carcasa. Uno de los engranajes, el denominado engranaje motor, es accionado por un motor externo. A su vez, este engranaje motor acciona el engranaje o los engranajes accionados.

Proceso de aspiración

En el lado de aspiración de la bomba, los dientes de los engranajes se separan. De este modo, aumenta el volumen entre los dientes y la carcasa, lo que genera una presión negativa. Esta presión negativa aspira el fluido hidráulico desde el depósito de almacenamiento hacia las cámaras de engranajes que se forman.

Proceso de descarga

El líquido atrapado es transportado por los dientes giratorios a lo largo de la pared de la carcasa hacia el lado de presión. Dado que los engranajes vuelven a engranarse en el lado de presión, el volumen entre los dientes se reduce. El líquido es expulsado de las cámaras dentadas y bombeado a presión hacia el sistema hidráulico. En las bombas de engranajes internos, una cuña de sellado o una hoz evita un cortocircuito hidráulico entre el lado de succión y el de presión.

Estructura y componentes

Las bombas de engranajes constan de varios componentes clave que funcionan conjuntamente para garantizar la función de bombeo.

Carcasa

La carcasa envuelve los engranajes y forma las cámaras de aspiración y de presión. Tiene una construcción robusta para soportar las presiones que se generan durante el funcionamiento.

Engranajes

Los engranajes son el corazón de la bomba. En las bombas de engranajes externos hay dos engranajes idénticos, mientras que las bombas de engranajes internos utilizan una corona dentada hueca con dentado interno y un piñón más pequeño con dentado externo.

Soportes y cojinetes

Los engranajes están montados en cojinetes que permiten una rotación precisa y absorben las fuerzas radiales y axiales.

Eje de transmisión

El eje de transmisión transmite la energía mecánica del motor al engranaje de accionamiento.

Tipos de bombas de engranajes

Existen diferentes tipos de bombas de engranajes, que se diferencian en su diseño y sus características específicas. Los tipos más comunes son las bombas de engranajes externos y las bombas de engranajes internos.

Bombas de engranajes externos

Las bombas de engranajes externos son las más utilizadas. Constan de dos engranajes con dentado exterior que se engranan entre sí. Uno de los engranajes es el impulsor y acciona al otro. El líquido se transporta a través de los espacios entre los dientes a lo largo de la pared de la carcasa, desde el lado de succión hasta el lado de presión.

Características de las bombas de engranajes externos

• Estructura sencilla: diseño robusto y económico.
• Altas presiones: pueden alcanzar presiones de hasta 280 bar.
• Diseño compacto: Ocupan poco espacio.
• Amplio espectro de aplicaciones: Versátiles en instalaciones hidráulicas móviles y fijas.

Bombas de engranajes internos

Las bombas de engranajes internos constan de un piñón con dentado exterior que engrana con una corona con dentado interior. Entre los dos engranajes se encuentra una cuña de sellado en forma de hoz que separa el lado de aspiración del de presión.

Características de las bombas de engranajes internos

• Bajo nivel de ruido: funcionamiento especialmente silencioso, ideal para aplicaciones sensibles al ruido.
• Buen comportamiento de aspiración: se llenan lentamente de fluido hidráulico, lo que da lugar a un funcionamiento muy silencioso.
• Alta eficiencia: gracias al continuo aumento y disminución del volumen.
• Diseño compacto: a pesar de su construcción más compleja, suelen ahorrar espacio.

Ventajas y desventajas de las bombas de engranajes

Las bombas de engranajes ofrecen una serie de ventajas que las hacen atractivas para muchas aplicaciones hidráulicas, pero también tienen ciertas limitaciones.

Ventajas

• Diseño robusto: insensibles a las impurezas presentes en el fluido hidráulico.
• Alta seguridad de funcionamiento: funcionamiento fiable incluso en condiciones exigentes.
• Diseño compacto: ocupan poco espacio, lo que facilita su integración en las máquinas.
• Bajo coste: a menudo más económicas en la adquisición en comparación con otros tipos de bombas.
• Fácil mantenimiento: su diseño relativamente sencillo facilita las tareas de mantenimiento.
• Caudal constante: proporcionan un caudal uniforme, lo cual es importante para muchas aplicaciones.

Desventajas

• Pulsaciones: el caudal puede presentar ligeras pulsaciones, especialmente en las bombas de engranajes externos.
• Ruido: Las bombas de engranajes externos pueden ser, en determinadas circunstancias, más ruidosas que otros tipos de bombas. Sin embargo, las bombas de engranajes internos son considerablemente más silenciosas.
• Rangos de presión limitados: aunque alcanzan presiones elevadas, a menudo son inferiores a las bombas de pistones axiales en aplicaciones de presión extremadamente alta.
• Rendimiento: El rendimiento volumétrico puede disminuir a bajas velocidades y altas presiones.

Aplicaciones de las bombas de engranajes en la hidráulica

Las bombas de engranajes se utilizan en numerosos ámbitos de la hidráulica debido a su versatilidad y robustez.

Maquinaria móvil

Las bombas de engranajes son indispensables en maquinaria de construcción como excavadoras, palas cargadoras y grúas. Suministran los cilindros y motores hidráulicos responsables del movimiento de los equipos de trabajo. También se utilizan en maquinaria agrícola como tractores y cosechadoras.

Instalaciones industriales

En la industria manufacturera, las bombas de engranajes se utilizan en máquinas herramienta, prensas, máquinas de moldeo por inyección y otras instalaciones de producción. Controlan movimientos, generan fuerzas de sujeción y permiten un posicionamiento preciso.

Técnica de transporte

En la tecnología de transporte, por ejemplo en carretillas elevadoras, plataformas elevadoras y ascensores, las bombas de engranajes proporcionan la fuerza de elevación y el movimiento necesarios.

Tecnología de vehículos

También en vehículos industriales, como camiones y vehículos municipales, se utilizan bombas de engranajes para sistemas de dirección asistida, dispositivos de basculación y otras funciones hidráulicas.

Normas y directrices para bombas de engranajes

La seguridad y el rendimiento de las bombas de engranajes en los sistemas hidráulicos están garantizados por una serie de normas y directrices. Estas normas son fundamentales para el diseño, el funcionamiento y el mantenimiento.

DIN EN ISO 4413

Esta norma es fundamental para los sistemas de accionamiento hidráulico y establece reglas generales para el diseño y el funcionamiento seguro. Abarca aspectos como la limitación de presión, las mangueras y la documentación de los sistemas hidráulicos.

DIN EN ISO 12100

Esta norma se ocupa de la seguridad de las máquinas y proporciona principios generales de diseño que también son relevantes para los sistemas de control hidráulicos.

DIN EN ISO 13849 (partes 1 y 2)

Esta serie de normas aborda los componentes de los sistemas de control relacionados con la seguridad y complementa los requisitos de los sistemas hidráulicos para garantizar la seguridad funcional.

Normas de fijación (SAE, DIN, UNI)

Las normas internacionales de fijación, como SAE, DIN y UNI, son de gran importancia para la compatibilidad y la sustitución de bombas de engranajes. Estas normas definen las dimensiones de bridas, muñones y conexiones.

Fluidos hidráulicos

La selección del fluido hidráulico adecuado es decisiva para la vida útil y el rendimiento de una bomba de engranajes. Normas como la DIN 51 524 (partes 2-3) y la ISO VG 10-68 según la DIN ISO 3448 establecen los requisitos para los aceites hidráulicos, incluidos los rangos de viscosidad y la resistencia a la temperatura.

Mantenimiento y conservación

Un mantenimiento regular es fundamental para la durabilidad y el funcionamiento fiable de las bombas de engranajes.

Gestión de fluidos

La limpieza del fluido hidráulico es de suma importancia. Las impurezas pueden provocar desgaste y averías. Por lo tanto, es imprescindible cambiar los filtros y realizar análisis del fluido con regularidad.

Prueba de estanqueidad

Las comprobaciones periódicas de fugas en juntas y conexiones ayudan a evitar pérdidas de presión y a mantener la eficiencia de la bomba.

Control del desgaste

La supervisión del ruido, las vibraciones y el caudal puede indicar a tiempo signos de desgaste. En caso necesario, deben sustituirse los componentes desgastados, como cojinetes o engranajes.

Control de la temperatura

El sobrecalentamiento del fluido hidráulico puede acortar considerablemente la vida útil de la bomba y de otros componentes. Por lo tanto, es importante supervisar la temperatura de funcionamiento.

Conclusión

Las bombas de engranajes son componentes indispensables en la hidráulica moderna. Su diseño robusto, su capacidad para generar altas presiones y su versatilidad las convierten en la primera opción para una amplia gama de aplicaciones en la industria y en el sector móvil. El cumplimiento de las normas pertinentes y un mantenimiento cuidadoso garantizan un funcionamiento fiable y eficiente de los sistemas hidráulicos. El desarrollo continuo, especialmente en el ámbito de las bombas de engranajes internos, contribuye a ampliar constantemente su rendimiento y su ámbito de aplicación.