Bomba de engranajes exteriores más silenciosa

Uno de los tipos de bombas más habituales en oleohidráulica son las bombas de engranajes exteriores debido a su extraordinaria relación prestaciones / precio. Normalmente son construidas, la carcasa en aluminio, y los engranajes en acero.

Debido a su principio constructivo (fáciles de construir), y a su bajo precio no suelen ser reparadas.

El principio de funcionamiento es relativamente simple, disponen de una carcasa donde se mecaniza el alojamiento de los engranajes.

Los engranajes rotan, engranando y desengranando sus dientes conforme giran.

Uno de ellos es el engranaje conductor, y dispone de un eje sobre el que aplicaremos un movimiento rotatorio con la ayuda de un motor eléctrico ó térmico.

El otro engranaje es el conducido, y gira arrastrado por el conductor.

Para que la cavidad donde giran los engranajes sea estanca (el aceite no debe fugarse, o al menos que la fuga interna sea despreciable), y para que ambos ejes giren en su sitio se sitúan dos tapas a cada lado del engranaje.

A menudo se usan con tal fin dos piezas, comúnmente llamadas “ochos”.

Conforme el engranaje conductor gira en un sentido arrastra al engranaje conducido obligándolo a girar en sentido contrario.

Esto provoca que se encierre un volumen de aceite entre los valles de los dientes y la camisa, obligándolo a trasladarse de un lado (aspiración) al contrario (impulsión), desde el que no puede volver porque el hueco de los valles ahora lo ocupa el diente del engranaje contrario.

Para saber si estamos frente a una bomba oleohidráulica, o un motor oleohidráulico podemos diferenciarlos de la siguiente manera (en la mayoría de los casos):

– Si los dos orificios son del mismo tamaño, casi con toda probabilidad el fabricante lo ha construido para funcionar como motor oleohidráulico.

– Si uno de los orificios es más grande, casi con toda probabilidad, ha sido fabricada para funcionar como bomba oleohidráulica, siendo además el agujero de mayor tamaño el lado de aspiración. El sentido de giro condiciona qué boca aspira y qué boca impulsa aceite, es decir tienen sentido de giro y es muy importante conectar el motor que la mueve adecuadamente, en caso contrario nos arriesgamos a sufrir una rotura en el mismo momento que la pongamos en marcha.

Así pues en función del tamaño de los valles (de los dientes) del engranaje, y su longitud, obtendremos el dato fundamental de toda bomba oleohidráulica: su cilindrada ó cubicaje, expresado normalmente en cm3 en los catálogos de los fabricantes (c.c. en algunos catálogos).

Conocido el volumen, o cilindrada, de aceite que cada vuelta completa envía la bomba, y la velocidad de giro de los engranajes podremos averiguar el caudal que enviamos, por tanto también podremos despejar la potencia necesaria en nuestro motor térmico o eléctrico (el que mueve la bomba) para que sea capaz de enviar un caudal a una presión determinada.

Cabe considerar que a mayor tamaño de la bomba mayor caudal enviaremos, pero también exigirá del motor que la hace girar un mayor esfuerzo (potencia).
Lo mismo ocurre con las bombas pequeñas, que envían poco caudal, pero el esfuerzo para hacerlas girar es pequeño.

Veamos el ejemplo típico con el que se suele ilustrar la explicación en cualquier clase, y que estamos aplicando con bombas pequeñas en oleohidráulica:

Podemos definir la presión como una fuerza aplicada sobre una superficie, y formular que Presión = Fuerza / Superficie ….. En realidad esto ya lo hizo el Señor Pascal hace muchos años, véase el principio de Pascal.

Así pues, si el señor de la imagen pesa 100 Kg., y la superficie sobre la que se pone de pié es de 1 cm2 la presión generada en el aceite por el señor será:

P = 100Kg. / 1 cm2 = 100Kg/cm2   siempre que el aceite no se pueda escapar claro!!!

Dado que el contenedor del aceite comunica con ambas cámaras, la presión reinante en será la misma (despreciando la diferencia de alturas, y la posible pérdida de carga en caso de que exista movimiento).

Si la superficie donde descansa el coche es un poco más grande, pongamos 10 cm2, la fuerza generada en esta superficie será:

F=PxS ; F=100 Kg/cm2 x 10 cm2; F= 1.000 Kg

Hemos multiplicado la fuerza por 10, pero claro la altura ganada por el coche será 10 veces menor que la bajada por la persona. Este es el principio utilizado en gatos y prensas oleohidráulicas.
Ocurre lo mismo que con la ley de la palanca, y es este sencillo principio el que utilizamos para desarrollar esfuerzos de cientos de toneladas, mediante el uso de bombas Oleohidráulicas.

Volviendo a nuestra bomba de engranajes exteriores típica, dos de las pegas de este tipo de bomba debido a que los dientes engranan y desengranan de golpe unos con otros, son:

– Por un lado su elevado ruido durante el funcionamiento.

– Por otro lado, el caudal enviado es pulsatorio (porque cuando los dientes desengranan lo hacen de golpe liberando el aceite), creando indeseables vibraciones de alta frecuencia que limitan la vida de nuestra instalación.

La empresa Rexthroth ha lanzado al mercado una bomba de engranajes exteriores con un diseño que disminuye estos dos inconvenientes considerablemente, se trata de una bomba de engranajes helicoidales exteriores con un perfil de diente semicircular, concepto constructivo que han llamado SILENCE PLUS.

Al tratarse de un engranaje helicoidal el engrane y desengrane de los dientes es continuo, antes de desengranar un diente con otro, el siguiente diente comienza a engranar, con lo que el volumen de aceite enviado es continuo (sin caudal pulsatorio), y el ruido no presenta puntas tan elevadas.

Puede escuchar la comparativa sonora que Rexroth hace del producto frente a una bomba de engranajes exteriores convencional aquí.

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Post publicado por: Jose Antonio Pardos