Acondicionamiento de aire comprimido

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Ensamble de trío para procsamiento de aire | Aceros y Sistemas Hidráulicos de México, S. A. de C.V.

El aire crudo que sale de un compresor de aire no se debe utilizar directamente en equipo de fuerza fluida, o en herramientas neumáticas, hasta que haya sido limpiado y ajustado su presión y lubricado si fuera necesario. Para algunas aplicaciones es necesario también remover la humedad antes de que se pueda utilizar.

Aunque los compresores de aire tienen un filtro de entrada que remueve gran parte de las partículas de polvo, no es capaz de remover las partículas finas del polvo o el vapor de la humedad.

La ley de Charles dice que cuando el aire se comprime su temperatura aumenta y esta alta temperatura, además del aceite de lubricación, de las partículas de suciedad del aire y del agua compensada va a producir muchos compuestos químicos no deseados. Para evitar que estos productos no deseados entren en los cilindros, válvulas y herramientas de aire, todo el aire comprimido debe ser procesado en el punto de entrada de cada pieza de equipo en el cual va a ser utilizado.

Ensamble de trío

En la imagen de arriba se muestra un ensamble de tres partes que consiste en un filtro, un regulador de presión con indicador y un lubricador. Las tres unidades se ensamblan con tuercas cortas. Se acepta como práctica general instalar el ensamble de trío para cada máquina que está en operación. Se debe instalar tan cerca como sea posible al primer componente en la máquina, el cual es siempre la válvula de control direccional.

Ensamble de dúo

Algunas veces en lugar de utilizar un ensamble de trío se utiliza un ensamble de dúo, cuando el equipo no debe ser lubricado. Un ensamble de dúo consiste en un filtro y un regulador. El equipo que no debe ser lubricado es: Secadores de aire, algunos tipos de instrumentación, aire usado para bebidas y alimentos, aire para uso dental o médico, algunos intensificadores de presión y ciertos cilindros prelubricados.

Orden de instalación

Estos ensambles se tienen que instalar en el orden correcto, el filtro primero, después el regulador y al final el lubricador. Cada unidad del ensamble debe ser conectada correctamente y en dirección a la flecha que normalmente es estampada o vaciada sobre la pieza fundida.

Tamaños de trío disponibles

Los ensambles de trío estándar son fabricados en tamaños de tubo desde 1/4″ hasta 1″. Y hay tamaños miniatura desde 1/8″ y de 1/4″.

Notas sobre la operación de las bombas hidráulicas

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Drenar la carcaza

Todas las bombas de pistones ya vienen con conexiones de drenado de la carcaza y las bombas de engranes o de paletas no tienen carcaza del mismo tipo que las de pistones. Se debe tapar las líneas de los puertos de drenaje excepto la que se vaya a utilzar para hacer el drenado.

Almacenar una bomba

Si una bomba va a ser almacenada por un largo tiempo, 6 meses o más, la carcaza se debe llenar de aceite y su puertos deben de ser sellados. Si la bomba va a ser expuesta al calor se debe dejar un poco de aire para permitir la expansión del aceite.

Utilizar fluidos diferentes al aceite a base de petróleo

La bomba debe ser utilizada a menor presión si se utilizan otros fluidos hidráulicos que no sean aceite a base de petróleo, ya que todos ellos tienen menor lubricidad no lubrican tan bien los rodamientos de la bomba. Se pueden llegar a desgastar también las paletas en las bombas de paletas o las placas de desgaste en las bombas de engranes.

Máxima velocidad de la bomba

Las bombas no deben ser utilizadas a su máxima velocidad especificada en el catálogo porque puede haber fallas debidas a la cavitación y vibración. Además estas dos condiciones producen ruido y acortan la vida de la bomba.

Mínima velocidad de la bomba

Las bombas se pueden sobrecalentar siendo operadas a baja velocidad porque el flujo de la bomba puede no ser suficiente para llevarse el calor generado por las pérdidas por fricción y por las fugas internas.

Operar a temperatura ambiente fría

Al reducirse su temperatura, el aceite se hace más espeso y se vuelve más difícil levantarlo para la bomba. Para estos casos donde se debe utilizar la bomba a temperaturas frías se debe seleccionar un aceite con viscosidad más baja, que seguirá sirviendo cuando el equipo se caliente y llegue a la temperatura normal de operación.

Limpieza

La suciedad es uno de los peores enemigos de los sistemas hidráulicos. Si el sistema fue diseñado bien y se le da mantenimiento adecuado puede funcionar por mucho tiempo. Si el sistema está sucio desarrolla problemas muy pronto. Se debe hacer todo lo posible por mantener el sistema muy limpio, sin embago a veces una parte de esta suciedad se genera por desgaste mecánico de las partes internas, por sobre calentamiento, por deterioro o por más causas. Se debe tener cuidado particularmente en los siguientes puntos:

1) Tener cuidado al agregar más aceite al depósito. Agregar la misma marca y tipo de aceite que se está utilizando en el sistema.

2) Mantener el agujero de llenado tapado siempre, excepto cuando se vaya a agregar más aceite.

3) Los agujeros de ventilación deben ser protegidos con respiradores de buena calidad.

4) Procurar que el aceite no se caliente demasiado. Se pueden utilizar enfriadores dentro del sistema o cambiar el aceite frecuentemente.

5) Cada bomba se debe proteger con un cedazo de malla metálica en su entrada además de filtración fina cuando se utilice una bomba que sea muy sensible a la suciedad.

Condiciones de entrada para bombas hidráulicas

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Cabezal de succión | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Para evitar que haya daños debido a la cavitación en la bomba hidráulica, ésta no debe ser trabajada con su entrada sujeta a excesivo vacío. Para lograr esto las siguientes condiciones se recomiendan:

1) Cabezal de succión: La altura que hay entre la superficie del aceite y la entrada de la bomba es llamada cabezal de succión, como se muestra en la imagen de arriba. Esta distancia se debe mantener al mínimo, ya que cada pie de altura adicional produce mayor vacío.

2) Succión por inundación:

Succión por inundación | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Si se coloca el depósito a una elevación mayor que la bomba, el vacío de entrada se puede eliminar, reemplazándolo por una presión positiva que ayuda al flujo de aceite. Esto se muestra en la imagen de arriba.

3) Separación horizontal: La separación horizontal entre el depósito y la bomba debe ser mínima debido a que un vacío adicional se necesita para que fluya el aceite por las esquinas y por la tubería.

4) Iniciando una nueva bomba: Cuando una nueva bomba es instalada sus cavidades se llenan de aire. Se debe expulsar este aire para que la bomba trabaje bien.

5) Pérdida de iniciación de la bomba: La mayoría de las bombas de desplazamiento positivo se van a auto-iniciar. Esto significa que van a desarrollar suficiente succión para purgarse a sí mismas del aire y jalar aceite desde el depósito.

6) Super cargando una bomba:

Super cargar una bomba | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Se llama super cargar una bomba cuando el aceite que recibe una bomba es suministrado desde otra bomba. Esto se realiza generalmente con una bomba auxiliar de baja presión. En la imagen de arriba la bomba 1 es la bomba de super carga y el exceso de aceite que no sea aceptado por la bomba principal puede irse al depósito a través de una válvula de alivio ajustada a un nivel de presión bajo.

Cavitación en la bomba

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Cavitación por vacío | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Una bomba está cavitando cuando las cavidades de la entrada de aceite no se están llenando completamente en el ciclo de bombeo.

La cavitación puede causar daños en los rodamientos de la bomba por fricción mecánica y entre los elementos de bombeo por falta de amortiguamiento.

Cualquier sistema puede desarrollar cavitación si no está bien diseñado, o si no se le da el mantenimiento apropiado. La mayoría de las fallas de las bombas y sistemas hidráulicos son causadas por cavitación.

Cavitación por vacío

Puede haber huecos en los elementos de bombeo por varias razones: un colador tapado, tubería de tamaño insuficiente, demasiada succión, tubería demasiado larga, aceite demasiado viscoso, u elementos internos que se hayan colapsado.

Si hay vacío parcial en la entrada de la bomba va a haber vaporización de una parte del aceite, lo cual va a causar que el aire se mezcle con el aceite.

Este tipo de cavitación se muestra en la imagen de arriba.

Cavitación por fuga de aire

Cavitación por aireación | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Este tipo de cavitación se llama por aireación y puede haber varias causas:

1) Un nivel de aceite muy bajo puede hacer que una parte del colador esté descubierta.

2) Fugas en la tubería de la línea de entrada, especialmente en las uniones.

3) Sellos de la bomba desgastados.

4) Sellos desgastados en el pistón del cilindro.

Lista de revisión de cavitación

Si la bomba está operando con mucho ruido, si la carcaza de la bomba se calienta alrededor de la flecha, si hay movimiento errático en el cilindro, o si el sistema no genera suficiente fuerza para levantar la carga, se puede sospechar de cavitación. Sin embargo todo esto sucede también debido a una bomba muy desgastada.

Para saber si es cavitación se pueden considerar los siguientes puntos:

1) El cedazo o colador puede ser muy chico para la bomba.

2 ) El cedazo o colador puede estar tapado parcialmente con suciedad.

3) La tubería puede ser muy pequeña o muy larga

4) El cabezal de succión puede ser demasiado grande.

5) Puede entrar aire en el aceite por las razones mencionadas anteriormente.

6) Nivel de aceite muy bajo, exponiendo parte del cedazo o filtro.

7) Deflector dentro del depósito restringiendo flujo libre.

8) Viscosidad del aceite muy alta.

9) El aceite puede tener mucha espuma.

Diseño de la entrada de la bomba

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Cedazo inmerso en el depósito | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Al pasar el aceite por los claros entre metal y metal dentro de una bomba de desplazamiento positivo, el aceite se debe filtrar para remover partículas sólidas que se puedan atorar con los elementos de trabajo. Las partículas abrasivas pueden causar desgaste en la bomba, en las válvulas y en el cilindro. La mejor manera de evitar que estas partículas circulen en el sistema es instalando un cedazo o colador en la línea de entrada de la bomba ya sea inmerso en el aceite o cerca del puerto de entrada de la bomba.

Cedazo en línea en la entrada de la bomba | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

La mayoría de las bombas generan succión en el puerto de entrada al jalar el aceite por fuerza de presión atmosférica. Se debe tratar de minimizar esta presión de succión utilizando cedazos que sean del tamaño adecuado.

Un filtro del cedazo puede ser de malla de 100 (100 alambres por pulgada) para aceite de base petróleo. Este filtro brinda una buena filtración, 150 micrones, sin restringir demasiado el flujo dentro de la bomba. Otros fluidos con mayor gravedad específica deben usar filtros con más ancho de malla, de 60, con un rango de 260 micrones.

Algunos sistemas necesitan una filtración mucho más fina y utilizan un filtro en la línea de entrada y un filtro en la salida que retorna al tanque. También las juntas de la tubería deben ser a prueba de fugas para evitar operación errática.

Dirección de rotación de la bomba

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Bomba bi-direccional | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

La mayoría de las bombas tienen que ser giradas en la dirección correcta. Solo algunas bombas de pistones pueden girar hacia cualquiera de los dos lados. Cuando se pide una bomba se debe especificar su rotación, ya sea CW (Clockwise, dirección del giro del reloj), o rotación CCW (Counter clockwise, en dirección opuesta del giro de reloj). Esto, CW o CCW se designa viendo la flecha desde su extremo, de frente.

Bombas Uni-direccionales

Estas bombas giran en una sola dirección. Aunque a veces se puede cambiar su rotación cambiando de posición con un tapón de drenaje de un agujero a otro, girando un anillo de leva, o girando el anillo 90 grados. Las bombas de engranes internos, engranes externos, de paletas y sus variaciones, son capaces de reventar el sello de la flecha si se giran bajo presión en la dirección equivocada.

Bombas Bi-direccionales

Estas bombas pueden girar en cualquier dirección, hay cuatro tipos de estas bombas:

1) Las que se construyen con un juego de válvulas de retención como la que se muestra en la imagen de arriba. El aceite que se fuga y que pasa dentro de las cavidades de los rodamientos y los sellos puede ser retirado por la succión de regreso al puerto de entrada. Para la rotación CW un puerto es la entrada y para la rotación CCW el otro puerto se convierte en la entrada.

2) Las bombas que tienen un sello de la flecha para alta presión (tipo de cara) pueden girar en cualquier dirección. Cuando el sentido de giro es puesto en reversa, las conexiones de puertos de entrada y salida deben ser intercambiados.

3) Las bombas de pistones con válvulas de retención pueden girar en cualquier dirección.

4) Algunas bombas que tienen un puerto de drenaje externo pueden trabajar en cualquier sentido de rotación. Las fugas internas son llevadas hacia afuera por el puerto de drenaje y este puerto debe estar siempre abierto conectado hacia el depósito.

Revisando la dirección de rotación

Ya que se instaló una bomba, se prueba que la dirección de giro es correcta haciendo que el motor eléctrico gire lento. Si las flechas del motor y de la bomba están encerradas y no se pueden ver, la rotación se revisa viendo el aceite en el depósito a través de la abertura de llenado o la de limpieza, o escuchando a través de una de estas aberturas. Una bomba que trabaja en reversa va a bombear aire al depósito y la turbulencia se puede escuchar y ver.

Conectando un motor eléctrico en reversa

Motor eléctrico de 3 fases | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

En la imagen de arriba se muestra un motor eléctrico de 3 fases. Se puede reversar intercambiando cualquiera de dos líneas.

Conducción lateral de una bomba con engranes o bandas

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Conducción lateral de una bomba con engranes | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Cualquier tipo de conducción lateral que se aplique a la flecha de la bomba, tal como una banda, engrane o cadena, coloca una carga lateral sobre los rodamientos de la bomba y su flecha se vence. Algunas bombas y motores hidráulicos operando a menos de 100 R.P.M. son diseñados con grandes flechas y rodamientos para soportar la carga lateral. Sin embargo la mayoría de las bombas y motores para alta velocidad son diseñados para conducción directa y su vida útil se acorta por la carga lateral. Algunas bombas y motores tienen especificaciones en su catálogo que muestran cuanta carga lateral pueden soportar.

Si se debe utilizar conducción lateral, la polea o el engrane deben ser instalados tan cerca como sea posible al rodamiento de la flecha y con la masa al lado contrario de la bomba como se muestra en la imagen de arriba. De esta forma el vencimiento de la flecha se mantendrá al mínimo.

Para poder utilizar la conducción lateral sin colocar carga lateral sobre la flecha de la bomba se puede instalar la polea o el engrane sobre una flecha de marcha en vacío (flecha intermedia) la cual está soportada sobre unos rodamientos de cojinete. Esto se puede ver en la imagen de arriba. La bomba se alinea con la flecha intermedia con un acoplamiento flexible.

Alineación de las flechas del motor y la bomba

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Desalineamiento entre flechas y bombas | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

La bomba hidráulica y el motor eléctrico deben ser instalados en una base rígida que sea lo suficientemente fuerte para no torcerse bajo la presión del torque entre las dos unidades. Las flechas del motor y de la bomba deben estar cuidadosamente alineadas. Esto también aplica para motores hidráulicos, motores de aire y compresores. Un pequeño desalineamiento aplica una carga lateral sobre los rodamientos, que no están diseñados para soportarla y su vida útil se acorta.

Hay dos tipos de desalineamiento que se muestran en la imagen de arriba. En el de arriba se muestra un desalineamiento angular exagerado. Las dos flechas están sobre la misma base y a la misma altura pero no están paralelas. En el de abajo se muestra un desalineamiento en el cual las flechas están paralelas pero están o movidas a los lados, o no están a la misma altura sobre la base de montaje.

Acoplamiento flexible

Acoplamiento flexible | Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Cuando se alinean las dos flechas a precisión se debe utilizar un acoplamiento flexible para unirlas. Este acoplamiento sirve para corregir pequeños defectos de alineamiento que aún pudiera haber. Si el alineamiento no es preciso desde el principio, el acoplamiento se va a desgastar prematuramente. Para que no surja este problema es necesario que el alineamiento sea tan perfecto como se pueda antes de que se instale el acoplamiento.

Caballos de fuerza de entrada a una bomba hidráulica

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La fuerza que fluye en la corriente del fluido es una combinación de dos cosas, la presión y el volumen de flujo. La presión se mide en PSI y el flujo se mide en GPM. Tienen que estar ambas presentes para que se genere la fuerza. La presión sola puede transmitir fuerza de un lugar a otro pero a nivel de fuerza cero y el trabajo no se realiza. El fluido por si mismo puede transmitir flujo de un lugar a otro, pero si no está sometido a presión no puede transmitir fuerza o hacer trabajo. La cantidad de fuerza depende de estos dos factores. Si el volumen de flujo se aumenta al doble a la misma presión, el doble de fuerza va a fluir. Si la presión se aumenta al doble (al mismo flujo), va a fluir el doble de fuerza también.

Si se quiere aumentar los caballos de fuerza que se transmiten, se tiene que incrementar el rango de flujo ya sea utilizando una bomba que tenga mayor desplazamiento o incrementando las R.P.M. de la bomba existente. Al incrementar el flujo de caballos de fuerza se necesita que se haga también un incremento correspondiente a la fuerza conducente de la bomba, de un motor o de una máquina.

La tabla de abajo se utiliza para determinar la cantidad de caballos de fuerza requeridos para producir una combinación predeterminada de GPM y PSI. Los números de la tabla se basan en una eficiencia de la bomba del 85% de conversión de fuerza mecánica en fuerza fluida y fueron calculados utilizando la fórmula: HP = PSI x GPM ÷ 1714 ÷ 0.85.

GPM	500 PSI	750 PSI	1000 PSI	1250 PSI	1500 PSI	1750 PSI	2000 PSI	2500 PSI	3000 PSI	3500 PSI	4000 PSI	5000 PSI
5	1.72	2.57	3.43	4.29	5.15	6.0	6.86	8.58	10.3	12	13.7	17.2
10	3.43	5.15	6.86	8.58	10.3	12.0	13.7	17.2	20.6	24	27.5	34.3
15	5.15	7.72	10.3	12.9	15.4	18.0	20.6	25.7	30.9	36	41.2	52.5
20	6.86	10.3	13.7	17.2	20.6	24.0	27.5	34.3	41.2	48	54.9	68.6
25	8.58	12.9	17.2	21.4	25.7	30.0	34.3	42.9	51.5	60.1	68.6	85.8
30	10.3	15.4	20.6	25.7	30.9	36.0	41.2	51.35	61.8	72.1	82.4	103
40	13.7	20.6	27.5	34.3	41.2	48.0	54.9	68.6	82.4	96.1	110	137
50	17.2	25.7	34.3	42.9	51.5	60.1	68.9	85.8	103	120	137	172
60	20.6	30.9	41.2	51.5	61.8	72.1	82.4	103	124	144	165	206
70	24.0	36.0	48.0	60.1	72.1	84.1	96.1	120	144	168	192	240
80	27.5	41.2	54.9	68.7	82.4	96.1	110	137	165	192	220	275
100	34.3	51.5	68.9	85.8	103.0	120.0	137	172	206	240	275	343

Regla 1500 para estimar los caballos de fuerza para conducción

Estar regla dice que 1 HP es requerido para cada 1 GPM de flujo a una presión de 1500 PSI.

Por ejemplo una bomba que operara a 5 GPM y a 1,500 PSI necesitaría 5 HP y una bomba que operara 3,000 PSI necesitaría 10 HP.

Y Una bomba que opere a 10 GPM y 1,000 PSI necesitaría 6.67 HP o si operara a 1,500 PSI, 10 HP.

Descarga de una bomba con ramales de circuito múltiples

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Múltiples ramales de circuito de una bomba | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Cuando dos o más ramales deban recibir el aceite de la misma bomba, se pueden conectar válvulas de 4 vías de centros tándem en serie o en línea, como se muestra arriba. Cuando ambos carretes de válvula están centrados, la bomba está descargada. Los circuitos tándem se van a dividir la presión disponible de la bomba en proporción directa al rango de carga que está siendo llevada.

Ramales de circuito múltiples para uba bomba de desplazamiento de presión compensada | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

En la imagen de arriba podemos ver cuando dos o más ramales de circuito tienen que trabajar con la misma presión al mismo tiempo. Se utiliza una bomba de desplazamiento variable con compensador de presión. También se utilizan válvulas de centros cerrados para que la bomba se bloquee cuando todas las válvulas de 4 vías de los ramales de circuito estén centradas.

Descarga de una bomba hidráulica

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Circuito estándar para la operación de un cilindro hidráulico de doble acción desde una bomba de desplazamiento fijo | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

En la descarga, los sistemas de aire y los sistemas hidráulicos actúan diferente. En los de aire, cuando el operador detiene al cilindro, se bloquea el flujo de aire. En los sistemas hidráulicos cuando un operador detiene al cilindro la bomba sigue trabajando y se le provee una ruta libre para que el fluido de la bomba retorne al depósito. Si esta ruta libre no existiera, la bomba tendría que generar suficiente presión y fuerza para descargar el fluido por la bomba de alivio y esto generaría calor que llegaría después hasta el depósito.

Un caballo de fuerza es igual a 746 wats y cada 1 HP que pasa por la válvula de alivio pone la misma cantidad de calor en el aceite como si fuera un elemento calentador de 746 wats que estuviera sumergido en el depósito. Para evitar este calentamiento los sistemas hidráulicos tienen una provisión para descargar la bomba durante los periodos cuando el cilindro está detenido. Así solo la fuerza se convierte en calor, la energía fluida que se convierte en energía mecánica no se convierte en calor.

En la imagen de arriba podemos ver una bomba de desplazamiento fijo siendo descargada. Estas bombas no tienen un ajuste o alguna provisión para cambiar su rango de bombeo. Utilizando una bomba de engranes, se puede usar una válvula de 4 vías de centro tándem o en línea, la cuál provee una línea de flujo libre para el flujo total de aceite de la bomba cuando el carrete de la bomba está centrado. Al remover la resistencia al flujo, la presión en el indicador es reducida a cero y no se requiere de entrada de fuerza para mantener la bomba trabajando. Cuando la válvula se cambia hacia cualquiera de las dos posiciones, el aceite se desvía y la presión se va a acumula en proporción directa a la resistencia de la carga.

Accionamiento de una bomba hidráulica de desplazamiento positivo

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Panel de pruebas hidráulicas | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Las bombas de desplazamiento positivo, ya sea de engranes, de pistones, de paletas, o algunas de sus variaciones, tienen ajustes precisos en la construcción de sus elementos y solo permiten una pequeña fuga que aumenta cuando la presión se incrementa.

Como ya vimos antes, el propósito principal de una bomba hidráulica es producir flujo de fluido. El incremento de presión por una bomba es una función secundaria y ocurre solo cuando se coloca una resistencia contra el flujo de fluido. Así, la bomba acumula presión, pero solo la necesaria para mantener su flujo contra la resistencia, por lo tanto la lectura del indicador de presión va a ser directamente proporcional a la resistencia contra la cual está trabajando la bomba. Para demostrar la acción de bombeo puede instalarse un tablero de pruebas hidráulicas, como se muestra a continuación.

En el tablero A de la imagen de arriba, la válvula de descarga manual está completamente abierta y por lo tanto no hay casi resistencia al flujo. La válvula de alivio no se abre porque está ajustada para abrirse a 1,000 PSI.

En el tablero B, la válvula de la carga a sido parcialmente cerrada, creando una resistencia al flujo. Así la bomba tiene que generar la suficiente presión para pasar los 20 galones por minuto, por ejemplo 500 PSI a través del sistema y el motor eléctrico debe proporcionar la fuerza equivalente a la bomba.

En el tablero C, se cierra completamente la válvula de carga y la presión se acumula en el sistema hasta llegar a 1,000 PSI. Cuando llega a los 1,000 PSI, la válvula de alivio se abre y el aceite regresa al depósito. Si no hubiera una válvula de alivio, la presión seguiría aumentándose hasta que el motor se detuviera o hasta que alguna parte del sistema se rompiera debido a la presión.

Bombas hidráulicas manuales

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Bombas manuales típicas | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

Estas bombas se utilizan cuando no hay una fuente de fuerza disponible o cuando el costo adicional de una bomba de fuerza no se garantiza. Se utilizan en su mayoría en prensas de taller y otro equipos portátiles y siempre transmiten fuerza a un cilindro de ariete sencillo. Sus usos son apretar, ajustar a presión, enderezar y muchos otros usos. Sirven también como bombas suplentes en sistemas hidráulicos, para proporcionar fuerza de emergencia si falla la fuente principal.

Las bombas de mano son siempre del tipo pistón y trabajan entre dos válvulas de retención. Cuando la palanca se levanta para el movimiento de succión, el aceite es jalado a través de la válvula de retención. Cuando la palanca es bajada para el movimiento de descarga, el aceite, al no serle posible regresar por la válvula de retención que está ahí, tiene que ir a través de la válvula de retención de salida dentro del circuito de trabajo, un ariete hidráulico.

Casi todas las bombas manuales incluyen un depósito de aceite, uno o más pistones, dos válvulas de retención, una válvula de alivio, para el flujo de retorno y una válvula de alivio de presión.

Bomba manual de doble acción

Bomba manual de doble acción conectada a un ariete hidráulico | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráuilcos de México S.A. de C.V.

En la imagen de arriba se muestra una bomba manual de doble acción, dos juegos de válvulas de retención, un depósito de aceite y una válvula de alivio. La bomba está conectada a un ariete hidráulico y para levantar el ariete, la válvula de alivio de la bomba manual debe estar cerrada. Al mover la palanca de la bomba se jala el aceite del depósito por la válvula de retención dentro del ariete. Cuando el bombeo sea detenido, el ariete se va a detener y va a mantener su altura. Para bajar el ariete, la válvula de alivio se tiene que abrir para que el aceite se drene al depósito.

Bombas hidráulicas de desplazamiento no positivo

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Bomba de impelente de desplazamiento no positivo | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En lugar de tener un ajuste preciso con la carcaza como las bombas de desplazamiento positivo de paletas, engranes, y pistones, estas bombas tienen un impelente. Por lo tanto tienen muchas fugas internas y en la salida y no pueden generar la alta presión que se requiere para un sistema hidráulico industrial.

Ya que no dependen del fluido bombeado para la lubricación de sus rodamientos. Estas bombas se utilizan para bombear líquidos que no pueden ser manejas por bombas hidráulicas convencionales. Pueden bombear fluidos que están muy contaminados, fluidos sin lubricidad, o fluidos que son corrosivos para otras bombas.

Estas bombas de impelente sencillo están limitadas a presiones de 20 a 50 PSI y su flujo de salida no es constante, por lo que no necesitan una válvula de alivio para protegerlas, porque si la presión de regreso se hace muy alta el total del flujo puede fugarse internamente.

Bombas de pistones radiales de desplazamiento variable

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Bomba de pistones radiales de desplazamiento variable | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En estas construcciones el bloque del cilindro que lleva a los pistones está acoplado con una cuña a la flecha. El anillo de leva es estacionario pero puede ser movido a los lados para cambiar su excentricidad con respecto al eje de la flecha lo cual cambia el desplazamiento de la bomba. La clavija es un elemento que es estacionario y acepta el aceite de descarga en el movimiento de compresión. Los pasajes de entrada y salida se conectan a través de una válvula tipo conmutador a los puertos de entrada y de salida de la carcaza de la bomba.

Los pistones se fuerzan hacia adentro por el anillo reactor y generalmente son retornados por la fuerza del resorte que los mantiene en contacto con la superficie del anillo.

Para permitir el máximo desplazamiento y el máximo flujo, el anillo reactor es mostrado en su posición de la izquierda. Con la manivela el operador puede mover el anillo reactor hacia la derecha, reduciendo el flujo de la bomba. Cuando el anillo reactor está concéntrico con el eje de la flecha los pistones están en movimiento cero y no hay flujo de salida. Cuando el anillo se mueve otra vez hacia la derecha la bomba reinicia su trabajo pero el flujo es hacia la dirección opuesta.

Bombas de pistones radiales

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Principio de trabajo de bomba de pistones radiales de tipo válvula de retención | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Estas bombas son diseñadas para que la carrera de los pistones sea en ángulo recto al eje de la flecha. Todas las bombas de pistones están diseñadas con un número de pistones 3,5,7,9, para reducir la fluctuación de la presión de salida.

En la imagen de arriba una leva excéntrica se instala sobre la flecha y cada pistón tiene una zapata la cual va sobre la superficie de la leva. En el movimiento de succión de cada pistón el aceite es jalado por medio de una válvula de retención desde la carcaza. En el movimiento de descarga, el aceite se descarga por medio de otra válvula de retención a un múltiple común que conecta al puerto de salida. Esta construcción limita la operación a desplazamiento fijo.

Bomba de pistones de placa ondulante de desplazamiento variable

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Corte transversal, bomba de placa ondulante de desplazamiento variable | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Este tipo de bomba se utiliza en la mayoría de las transmisiones hidrostáticas. La placa oscilante se conecta en cada lado del cilindro por medio de clavijas o muñones. Los muñones pueden ser huecos y pueden servir como puertos para dejar pasar al aceite hacia adentro o hacia afuera de la bomba.

Bomba de pistones de placa ondulante | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Bomba de placa ondulante de desplazamiento variable

Esta es una versión diferente de una bomba de pistones de eje recto. En esta versión el cilindro con sus pistones se mantiene fijo, mientras que la placa ondulante es ensamblada a la flecha y gira con ella. Unos resortes de retorno mantienen a cada pistón sobre la superficie de la placa ondulante.

La función de valveo de esta bomba es por medio de dos válvulas de retención para cada pistón. Las válvulas de retención de la entrada están en el centro hueco de cada pistón y succionan aceite de la carcaza de la bomba. Las válvulas de retención de la salida están colocadas en la parte trasera de la cubierta de la carcaza.

La carrera del pistón debe ser acortada para reducir el volumen de bombeo, para que sea una versión de desplazamiento variable. Esto se logra por medio de un mecanismo que limita la distancia a la que los pistones pueden ser retraídos por los resortes de retorno.

Bomba de pistones placa ondulante

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Bomba de pistones de placa ondulante | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En esta bomba el barril del cilindro que contiene los pistones es paralelo al eje de la flecha. El dispositivo para el movimiento es una placa oscilante no rotatoria que se monta en ángulo con el barril. El ángulo de inclinación de la placa oscilante determina la carrera del pistón y por lo tanto el desplazamiento y flujo de la bomba.

Cómo trabaja esta bomba

El bloque del cilindro que tiene a los pistones en él es girado por la flecha. En el extremo de cada pistón hay una zapata que se desliza sobre la placa oscilante, que imparte un movimiento de alternación a los pistones. Cuando succiona la bomba los pistones son jalados hacia atrás por el anillo de retracción.

Corte transversal, bomba de pistones de placa ondulante | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Bombas de pistones de eje vencido

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Partes de trabajo de una bomba de ejes vencidos ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

En estas bombas el bloque del cilindro está fuera de centro en ángulo con el eje de la flecha. Esto hace que al girar el bloque del cilindro de la flecha, los pistones avancen.

Cómo trabaja la bomba

Cuando gira la flecha se arrastra la placa de empuje con ella. Los pernos conectores de cada pistón proveen el movimiento lineal de la carrera del pistón.

En la cubierta trasera o en la placa de válvula en la placa trasera los agujeros de puerto conectan con ranuras semicirculares de alimentación. La posición de estas ranuras gira a tiempo para que el aceite sea alimentado a cada pistón mientras que está en su movimiento de succión y el aceite es conectado al puerto de salida en su movimiento de descarga.

El número de pistones, su diámetro, su carrera y las revoluciones por minuto de la flecha determinan el volumen de flujo.

Ya que el desplazamiento no puede ser cambiado, la única manera de variar el volumen de flujo es al variar la velocidad de la flecha.

Bombas de eje vencido de desplazamiento variable

Bombas de eje vencido de desplazamiento variable | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Las partes de trabajo de esta bomba son similares a las de las bombas de desplazamiento fijo, pero el bloque de pistones está conectado a un muñón o clavija en cada lado. Se puede cambiar ya sea mecánica, hidráulica, o eléctricamente el ángulo entre el bloque del cilindro y el eje de la flecha. Cuando se reduce el ángulo a cero, se hace cero también el flujo de la bomba. Se puede ajustar el paro de máximo volumen para limitar el flujo máximo.

Bombas de pistones en general

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Bombas de pistones | ASHM, Aceros y Sistemas Hidráulicos de México S.A. de C.V.

Las bombas de pistones son fabricadas con ajustes internos más precisos que las otras bombas. Esto significa que pueden operar más eficientemente a presiones muy bajas o a presiones muy altas, a diferencia de las otras bombas en circunstancias similares.

Todas las bombas de pistones tienen sus elementos de trabajo encerrados dentro de la carcaza. Antes de arrancar un nuevo sistema con una bomba de pistones, para evitar que trabaje en seco, la carcaza debe llenarse con aceite.

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