Bomba eléctrica de aceite para engranajes
¿Qué es una bomba eléctrica de aceite para engranajes?
Una bomba de aceite de engranajes eléctricos es una bomba rotativa de desplazamiento positivo (DP) que utiliza un motor eléctrico como motor principal. Los fabricantes de bombas de aceite eléctricas de engranajes desarrollan el dispositivo con un conjunto de engranajes entrelazados que actúan como elemento giratorio. La bomba de aceite de engranajes eléctricos mueve el aceite encerrando repetidamente un volumen fijo mediante engranajes entrelazados, transfiriéndolo mecánicamente mediante una acción de bombeo cíclica. Es especialmente adecuada para bombear aceites y otros fluidos de alta viscosidad y se encuentra en sistemas de energía hidráulica y equipos de iluminación comerciales y domésticos. Las bombas eléctricas de aceite de engranajes se diferencian por la disposición de los engranajes y pueden ser de engranajes externos o internos. La bomba de aceite de engranajes externos puede soportar presiones y caudales más elevados que su homóloga de engranajes internos. Sin embargo, la bomba de aceite de engranajes internos proporciona una mejor capacidad de aspiración. En general, estos dispositivos de corte de bordes tienen muchas ventajas destacables, como un bajo consumo de energía, una alta eficacia y una estructura compacta y sencilla con pocas piezas móviles.
Figura: Configuración de una bomba eléctrica de aceite de engranajes
Componentes de una bomba eléctrica de aceite de engranajes
Motor eléctrico
Los fabricantes de bombas de aceite de engranajes eléctricas equipan la unidad con un motor eléctrico para accionar el elemento giratorio: el motor eléctrico funciona convirtiendo el suministro de energía eléctrica en salida de energía mecánica. Un motor eléctrico puede ser de corriente alterna o de corriente continua (CC). La mayoría de las unidades emplean un motor de CC sin escobillas.
Cuerpo de la bomba
El cuerpo o carcasa de la bomba protege el elemento giratorio y otros componentes internos, como el eje, los cojinetes y los casquillos del eje. Los fabricantes de bombas eléctricas de aceite de engranajes suelen sellar la carcasa de la bomba para evitar fugas y mantener la presión. Los fabricantes de bombas eléctricas de aceite de engranajes diseñan el cuerpo de la bomba a partir de diversos materiales, como latón, acero fundido o fundición dúctil.
Eje
La bomba es un componente mecánico rotativo soportado por el cojinete y conectado al engranaje impulsor. Conecta el elemento giratorio al motor eléctrico directamente o mediante un acoplamiento. Suele ser de acero inoxidable porque es resistente y puede superar las vibraciones durante el funcionamiento de la bomba.
Engranajes
La bomba de aceite eléctrica de engranajes consta de un conjunto de engranajes entrelazados. Un engranaje conductor y un engranaje conducido forman el elemento giratorio. El propósito de los engranajes es mover el fluido a través del cuerpo de la bomba. Los fabricantes de bombas de aceite eléctricas de engranajes crean estos componentes a partir de bronce, aceros aleados, aceros al carbono con tratamiento térmico, etc.
Rodamientos
Los cojinetes soportan el conjunto del rotor y garantizan su perfecta alineación con el cuerpo de la bomba. Soportan la carga totalmente giratoria del eje durante el funcionamiento y minimizan la fricción entre el eje giratorio y el estator para un funcionamiento suave.
Cierres mecánicos
Los cierres mecánicos impiden que el fluido a presión salga de la bomba. Los cierres mecánicos impiden que la bomba aspire el aire en condiciones de vacío.
¿Cómo funciona una bomba eléctrica de aceite para engranajes?
Una bomba eléctrica de aceite de engranajes utiliza la acción giratoria de los engranajes para mover el fluido a través de la bomba. Cuando el motor eléctrico arranca, el elemento giratorio gira, desarrollando un sello líquido con la carcasa de la bomba y creando succión en la entrada de la bomba. Cuando los engranajes salen del engranaje en el lado de entrada de la bomba, forman un volumen expandido. El aceite se introduce en la carcasa de la bomba y queda encerrado en las cavidades que se forman entre los dientes de los engranajes. El aceite atrapado se transfiere de la entrada a la descarga alrededor de la carcasa de la bomba. Los dientes de engranaje entrelazados del lado de descarga de la bomba reducen el volumen y fuerzan la salida del fluido bajo presión. Mientras los engranajes giran, se entrelazan y encierran repetidamente un volumen fijo de aceite y lo transfieren mecánicamente en una acción de bombeo cíclica.
Tipos de bombas eléctricas de aceite de engranajes
Bomba eléctrica externa de aceite de engranajes
Una bomba de aceite eléctrica de engranajes externos se compone de dos engranajes idénticos que encajan entre sí, montados sobre ejes separados. El engranaje conductor, que se acciona directamente mediante un motor eléctrico, acciona el otro engranaje (denominado engranaje motriz o engranaje loco). Sin embargo, en algunos casos, ambos ejes pueden estar accionados por motores. Los fabricantes de bombas de aceite eléctricas de engranajes externos pueden equipar el dispositivo con engranajes rectos, helicoidales o de espiga. Los cojinetes situados a cada lado de la carcasa soportan los ejes. Este tipo de bomba de aceite eléctrica de engranajes se caracteriza por las estrechas tolerancias entre los engranajes y la carcasa de la bomba, lo que permite que la bomba desarrolle succión en la entrada y protege el fluido contra fugas por el lado de descarga. Una bomba eléctrica de engranajes externos puede soportar presiones y caudales más elevados gracias al uso de un eje más rígido y tolerancias más estrechas. Se utiliza principalmente en aplicaciones de energía hidráulica, normalmente en vehículos, maquinaria de elevación y equipos de plantas móviles.
Figura: Disposición de los engranajes en una bomba de aceite eléctrica de engranajes externos.
Bomba eléctrica de aceite de engranajes internos
Una bomba de aceite eléctrica de engranajes internos consta de dos engranajes entrelazados de diferentes tamaños, uno girando dentro del otro. El engranaje mayor, llamado rotor, es un engranaje interno, lo que significa que sus dientes sobresalen por dentro. El engranaje más pequeño, llamado piñón loco, está situado dentro del más grande y se mantiene en su sitio mediante un piñón y un casquillo fijados a la carcasa de la bomba. El engranaje loco está diseñado para encajar con el rotor de forma que los dientes del engranaje engranen en un punto. Una bomba eléctrica de aceite de engranajes internos es perfecta para líquidos sensibles al cizallamiento, como jabón y pinturas, porque tiene mejor holgura y puede funcionar a baja velocidad. Las bombas eléctricas de aceite de engranajes internos ofrecen una mejor capacidad de aspiración y son adecuadas para fluidos de alta viscosidad. También tiene un amplio rango de funcionamiento y es fácil de desmontar, limpiar y montar.
Figura: Disposición de los engranajes en la bomba de aceite eléctrica de engranajes internos.
Aplicaciones de la bomba eléctrica de aceite de engranajes
Una bomba eléctrica de aceite de engranajes se adapta perfectamente a diversas aplicaciones de energía hidráulica en vehículos, maquinaria de elevación y equipos de plantas móviles. También se encuentran en equipos comerciales y equipos de iluminación domésticos. Los usos típicos de las bombas eléctricas de aceite de engranajes son los siguientes:
- Las bombas eléctricas de aceite para engranajes se utilizan para lubricar la transmisión automática o variable continua, sobre todo al arrancar o parar el vehículo.
- Se utilizan para bombear productos de alta viscosidad, como aceite, pinturas y resinas.
- Se utilizan para el trasvase de aceite de baja viscosidad, anticongelante (A), gasóleo (D) y agua (W).
- Las bombas eléctricas de aceite de engranajes también se utilizan ampliamente en aplicaciones que requieren una dosificación precisa o una salida de alta presión.
- Se utilizan en diversas aplicaciones con suministro irregular porque la potencia de la bomba sólo se ve ligeramente afectada por la presión.
- Se utilizan para operaciones de dosificación y mezcla en aplicaciones químicas y agrícolas porque la potencia de la bomba es directamente proporcional a su velocidad.
Ventajas de una bomba eléctrica de aceite de engranajes
- Las bombas eléctricas de aceite para engranajes suministran un caudal suave y sin pulsaciones, proporcional a la velocidad de rotación de sus engranajes.
- Proporcionan mayor presión y caudal que las bombas de paletas o de lóbulos
- Son autocebantes y pueden elevarse en seco, aunque sus características de cebado mejoran si se humedecen los engranajes.
- Pueden diseñarse para manipular materiales corrosivos y viscosos seleccionando cuidadosamente los materiales de la bomba. El uso de materiales compuestos permite a la bomba bombear líquidos corrosivos como ácido sulfúrico, hipoclorito sódico, cloruro férrico e hidróxido sódico.
- Las bombas eléctricas de aceite de engranajes son ligeras, compactas y sencillas gracias a sus pocas piezas móviles.
- Tienen un alto rendimiento y un bajo consumo.
- Ofrecen características superiores de presión y temperatura.
- Las bombas eléctricas de aceite de engranajes son menos sensibles a la cavitación.
- Son fáciles de manejar, mantener y reconstruir.
- Están disponibles en tamaños minúsculos para suministrar un caudal de líquido constante y una descarga sin pulsaciones.
- La salida de la bomba es controlable.
Desventajas de la bomba eléctrica de aceite de engranajes
- Una bomba eléctrica de aceite para engranajes requiere una lubricación regular de los engranajes por el fluido bombeado; por tanto, no puede funcionar en seco durante periodos prolongados.
- Los engranajes entrelazados pueden ser ruidosos.
- Las bombas eléctricas de engranajes son susceptibles al desgaste, principalmente cuando se utilizan con líquidos abrasivos, debido a la estrecha tolerancia entre los engranajes y la carcasa de la bomba. Para manejar con éxito aceite con partículas abrasivas, se necesitaría una bomba de mayor capacidad que funcionara a baja velocidad para minimizar el desgaste de la bomba. Sin embargo, una bomba de este tipo funcionaría con un bajo rendimiento volumétrico.
- El rendimiento volumétrico de una bomba eléctrica de aceite de engranajes se reduce a velocidades y caudales más bajos.
- Bombean contra la contrapresión, y cualquier obstrucción aguas abajo puede provocar el fallo de las tuberías o del equipo.
Solución de problemas de una bomba eléctrica de aceite de engranajes
El motor no arranca
- El cable de alimentación está roto. Consulte a un técnico electricista autorizado para que inspeccione y sustituya los cables rotos.
- No hay alimentación eléctrica en el panel de control o la alimentación es inadecuada. Compruebe el panel de entrada principal y asegúrese de que las conexiones del cable de alimentación siguen las directrices de la bomba de aceite de engranajes eléctricos.
- El fusible está fundido o el disyuntor se dispara. Inspeccione la bomba en busca de un fusible fundido y sustitúyalo si es necesario. Asegúrese de restablecer el disyuntor si es necesario.
El motor funciona, pero no hay suministro de fluido
- El sentido de giro del motor es incorrecto. Compruebe que el sentido de giro coincide con la flecha de la carcasa y la placa de características.
- Hay una bolsa de aire en el conducto de aspiración. Llene el conducto de aspiración con líquido, incline la tubería hacia arriba y asegúrese de que no haya pliegues en el conducto de aspiración y de que la tubería esté lo más recta posible.
- La válvula de alivio ha fallado. Asegúrese de que el ajuste de presión es correcto según el fabricante de la bomba eléctrica de aceite de engranajes. Limpie la válvula de alivio.
- Hay entrada de aire a través de la junta. Inspeccione las juntas, las tuberías y las juntas conectadas y corríjalas. Sustituya la junta de la bomba si es necesario. Inspeccione las juntas tóricas de la bomba y sustitúyalas si es necesario.
La bomba entra demasiado aire
- La velocidad de la bomba es baja. Aumente la velocidad de la bomba hasta el nivel recomendado por el fabricante de la bomba eléctrica de aceite de engranajes.
- Las conexiones de las tuberías están muy desgastadas. Inspeccione, repare o sustituya las conexiones de las tuberías.
- La junta de la boca de aspiración está defectuosa. Inspeccione y repare el sellado de la bomba.
La bomba no puede autocebarse
- El sentido de giro del motor es incorrecto/invertido. Compruebe el sentido de giro del motor y cambie las polaridades si es necesario. Asegúrese de que el sentido de giro del motor coincide con el sentido de la flecha indicado en la placa de características por el fabricante de la bomba de aceite eléctrica de engranajes.
La bomba es ruidosa
- La bomba está cavitando. Utilice tuberías del diámetro correcto según el fabricante de la bomba eléctrica de aceite de engranajes. Reduzca la altura de aspiración y limpie los filtros. Pruebe también a reducir la velocidad de la bomba y a aumentar el nivel de líquido en el depósito.
- Vibraciones en las válvulas de seguridad. Ajuste la presión al nivel recomendado por el fabricante de la electrobomba de engranajes o sustituya la válvula de seguridad si es necesario.
- Los engranajes están dañados. Inspeccione los engranajes y sustitúyalos si es necesario.
- Hay una desalineación significativa de la bomba. Inspeccione la bomba y vuelva a alinear los componentes si es necesario.
Resumen
Una bomba de aceite eléctrica de engranajes es un tipo de bomba rotativa de desplazamiento positivo (PD) que se basa en un motor eléctrico y engranajes incorporados para mover el aceite a través de la bomba y la red de tuberías. Los fabricantes de bombas de aceite eléctricas de engranajes equipan las unidades con dos engranajes que se entrelazan, constituyendo un elemento giratorio para impulsar el líquido dentro de la bomba. La bomba eléctrica de aceite de engranajes traslada el aceite de un lugar a otro encerrando repetidamente un volumen fijo mediante engranajes entrelazados, transfiriéndolo mecánicamente a través de una acción de bombeo cíclica. Son especialmente adecuadas para bombear aceite y otros fluidos de alta viscosidad como jabones, pinturas y resinas. Las bombas eléctricas de engranajes están disponibles en configuraciones de engranajes externos o internos. Una bomba eléctrica de aceite de engranajes externos puede soportar presiones más altas (hasta 7500 psi). En cambio, una bomba eléctrica de aceite de engranajes internos tiene mejor capacidad de aspiración y es más adecuada para fluidos de alta viscosidad y sensibles al cizallamiento. Las bombas eléctricas de aceite de engranajes ofrecen numerosas ventajas, como un alto rendimiento, un menor consumo de energía y un diseño sencillo y compacto, fácil de instalar y manejar.