Bombas de Engranajes

LABORATORIO ANALISIS DE SISTEMAS HIDRAULICOS “Identificación de Peligros y Evaluación de Riesgos en el Taller de Soldadura”

• Pari Rodríguez Edson Alumnos:

• Huayapa Alvaro Dennis • Salas Flores Joel • Chambi Estofanero Hubert

Profesor: Especialidad: Fecha de entrega:

Victor Ramos Mantenimiento de Maquinaria Pesada 06 09 2016

Semestre:

v

INTRODUCCION

Una bomba de engranajes es un tipo de bomba hidráulica que consta de dos engranajes encerrados en un alojamiento muy ceñido. Transforma la energía cinética en forma de par motor, generada por un motor, en energía hidráulica a través del caudal de aceite generado por la bomba. Este caudal de aceite a presión se utiliza para generar, normalmente, el movimiento del actuador instalado en la máquina/aplicación. Hoy en la actualidad, son mayormente utilizadas en maquinarias de minería las cuales cumplen la función primordial de generar caudal para todo el sistema hidráulico.

1. Objetivos 

Identificar las fallas comunes en la bomba de engranajes de equipo Caterpillar



Tener habilidades de desmontaje, montaje y evaluación de bomba de engranajes

2. Materiales 

1 Bomba de engranajes “comercial hidraulics Parker” de acero.



1 juego de llaves tipo corona.

3. Análisis de trabajo seguro

El aceite hidráulico a presión y el aceite caliente pueden causar lesiones personales. Es posible que quede aceite hidráulico a presión en el sistema hidráulico después de parar el equipo de capacitación. Si no se elimina esta presión antes de realizar la experiencia se pueden causar accidentes graves. Apague el equipo de capacitación antes de desconectar cualquier manguera o componentes del equipo de capacitación. Se debe: 1. Usar SIEMPRE gafas de seguridad. 2. Apagar SIEMPRE el equipo de capacitación antes de conectar o desconectar cualquier componente. 3. Secar SIEMPRE sus manos completamente, antes de tocar el equipo eléctrico, incluyendo las válvulas de solenoide y los interruptores que controlan el equipo de capacitación.

4. Mantener las partes del cuerpo y los objetos sueltos lejos del área de operación de los cilindros. 5. Si no está seguro de la operación de un circuito, consultar al instructor antes de poner en funcionamiento la bomba. 6. NO limpiar las mangueras o las piezas plásticas con detergentes que contengan disolventes químicos.

4. Datos del laboratorio 1. BOMBA DE ENGRANAJES A. Bomba de engranajes – desarmado Proceso de desarmado

1. Retire los dos tapones (9). Compruebe el estado de los anillos selladores en los dos tapones. Si los sellos están gastados o dañados, utilizar piezas nuevas para su sustitución. 2. Remueva la válvula de alivio (7) 3. Retire el anillo de retención (1) 4. Remueva los cuatro pernos (8) 5. Desarme la cubierta (6), los dos engranes ensamblados (5), cuatro clavijas (4), el kit de sellos (10) de la brida (3) 6. Remueve sellos (2) de la brida (3)

B. Bomba de engranajes – armado Proceso de armado

Verifica las condiciones de los componentes del kit de sellos (10). Si algún componente esta deteriorado o peligroso, use un nuevo kit de sellos para remplazarlos 1. Instala el sello (2) en la brida (3) 2. ensambla la tapa (6), los dos engranajes de montaje (5), cuatro clavijas (4), kit de sellos (10) en la brida (3) 4. Instala 4 pernos (8) 5. Instala cuatro anillos de retención (1) 6. Instala los 2 tapones (9). Ajustar las clavijas a un torque de 183 ± 14 N·m (135 ± 10 lb ft). 7. Instala las válvulas de alivio (7).ajustar las válvulas de alivio a un torque de 47.5 N·m (35 lb ft).

C. Gear Pump (Hydraulic Fan) Número de pieza - 138-0529

(1) Torque for the valve ... 47 N·m (35 lb ft) The relief valve pressure setting is 15800 kPa (2300 psi) at 2100 rpm. (2) Torque for the two plugs ... 183 ± 14 N·m (135 ± 10 lb ft) The rotation of the shaft is counterclockwise when the pump is viewed from the drive end. For testing purposes, use SAE 10W oil at 65°C (150°F). Test at Full Speed: Output ... 80 L/min (21 US gpm) Pressure ... 690 kPa (100 psi) Pump speed ... 2100 rpm Engine speed ... 2100 rpm Output ... 72 L/min (19 US gpm) Pressure ... 6900 kPa (1000 psi) Pump speed ... 2100 rpm Engine speed ... 2100 rpm Test at Half Speed: Output ... 40 L/min (10 US gpm) Pressure ... 690 kPa (100 psi) Pump speed ... 1050 rpm

Engine speed ... 1050 rpm Output ... 36 L/min (9.5 US gpm) Pressure ... 6900 kPa (1000 psi) Pump speed ... 1050 rpm Engine speed ... 1050 rpm CURVA CARACTERÍSTICA 100 90 80

CAUDAL (LPM)

70 60 50 GPM

40 30 20 10 0 100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

PRESION (PSI)

Este artículo muestra ejemplos visuales de piezas desgastadas en la bomba de engranajes que se utilizan en las máquinas Caterpillar. El artículo muestra ilustraciones de las piezas para la bomba de engranajes que no se pueden utilizar otra vez sin operaciones de recuperación. El artículo también muestra ilustraciones de las piezas para la bomba de engranajes que se puede reutilizar. El uso correcto de las piezas en la bomba de engranajes reduce el reemplazo innecesario de las bombas de engranajes.

Ésta es una bomba de engranajes que se clasifica como de Grupo 1. Refiérase a la Tabla 1 para obtener una lista de las bombas de engranajes clasificadas como de Grupo 1. Refiérase a la instrucción especial mencionada arriba para obtener la siguiente información.

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Declaraciones de precaución Notas especiales Información adicional sobre la identificación de las bombas de engranajes

Marca de recorrido del engranaje La profundidad máxima que se permite de la marca de recorrido del engranaje para un cuerpo de bomba fabricado de aluminio es de 0,38 mm (0,015 pulg) en el lado de baja presión del dispositivo.

(2) No se permiten marcas de recorrido del engranaje en esta área. (3) Área máxima de marcas de recorrido del engranaje que se permite en la caja (4) Área normal para la marca de recorrido del engranaje La profundidad máxima que se permite en la marca de recorrido del engranaje para un cuerpo de bomba fabricado de hierro es de 0,28 mm (0,011 pulg) en el lado de baja presión del dispositivo. La profundidad normal de la marca de recorrido del engranaje es de 0,15 mm (0.006 pulg) a 0,20 mm (0,008 pulg).

Desgaste normal para los cuerpos de bomba fabricados de hierro (5) Marca de recorrido inicial en el cuerpo (6) Marca de recorrido del engranaje (7) Orificio de succión VOLVER A UTILIZAR Nota: La marca de recorrido inicial (5) de la caja proviene del proceso de maquinado durante la fabricación. El desgaste en la marca de recorrido del engranaje (6) es normal después de realizarse la prueba de asentamiento. En cuerpos de bomba fabricados de hierro, deseche la bomba si el desgaste en la marca de recorrido del engranaje (6) es mayor que 0,28 mm (0,011 pulg). Deseche la bomba si el desgaste en la marca de recorrido del engranaje (6) es mayor que 0,38 mm (0,015 pulg) en cuerpos de bomba fabricados de aluminio.

Limado del diente

Daños importantes del perfil del diente NO VOLVER A UTILIZAR

Reborde en borde trasero del perfil del diente VOLVER A UTILIZAR Nota: El reborde en el borde de la punta de diente es resultado de la prueba de asentamiento. Este reborde es normal en la caja de la bomba fabricada de hierro. La caja de la bomba fabricada de aluminio no causa este tipo de desgaste porque el aluminio cede a la dureza de la punta de diente. Las tres imágenes siguientes muestran desgaste normal de la punta de diente en las cajas de bomba fabricadas de hierro.

VOLVER A UTILIZAR

Borde áspero de la punta de diente VOLVER A UTILIZAR Nota: El aspecto ondulado de la punta de diente es normal en una caja de bomba fabricada de hierro. Este aspecto ondulado es el resultado del contacto entre la punta de diente y la perforación de la caja de la bomba que está fabricada de hierro.

El borde áspero de la punta de diente y el labio en el borde trasero de la punta de diente

VOLVER A UTILIZAR Nota: La Ilustración 9 muestra el aspecto ondulado en la punta de diente y el reborde que se produce por causa del contacto entre la punta de diente y la perforación de la caja de la bomba que está fabricada de hierro.

(8) Desgaste de la punta de diente Vuelva a utilizar esta pieza si el desgaste de la punta de diente (8) es de menos de 0,25 mm (0,01 pulg). Tabla 2 Diámetro máximo que se permite para las puntas de diente. Número de grupo de las Diámetro nuevo Diámetro mínimo que se bombas permite 1 77,32 mm (3,044 77,09 mm (3,035 pulg) pulg)

Desgaste ligero en el perfil del diente VOLVER A UTILIZAR

El perfil de los dientes de engranaje muestra desgaste significativo.

5. Actividades del laboratorio A. Equipos de Protección para la Bomba La mayoría de las bombas requieren protección contra presiones elevadas. Si la bomba trabaja con una obstrucción en el lado de la descarga se crea un aumento de presión. Mientras se incremente la descarga, la presión aumenta, esto excede los límites de diseño en la carcasa de la bomba, el tubo de descarga o el sello de la flecha. 

Válvulas de alivio. La válvula de alivio se utiliza para prevenir daños en la bomba y en el sistema por un cierre accidental de una válvula de corte en la línea de descarga. La válvula de contrapresión garantiza el correcto funcionamiento de las válvulas de succión y descarga de la bomba dosificadora, brindando la seguridad de una exacta dosificación y evitando que el líquido se devuelva cuando la bomba está en la carrera de succión Consisten de cuatro componentes básicos:    

El cuerpo de la válvula que encierra las partes internas. Un husillo móvil que asienta en el puerto de entrada de la válvula. Un resorte que fuerza el husillo contra el asiento de la válvula. Un tornillo para regular la compresión del resorte.

Las válvulas de alivio están localizadas en el puerto de salida de la bomba. La compresión del resorte es ajustada para resistir una presión máxima permisible en la bomba. Cuando la presión predeterminada es alcanzada, el husillo sobresale del asiento de la válvula. Esto libera líquido que previene que la bomba descargue presión. El líquido descargado de la válvula de alivio es reciclado al lado de succión de la bomba.

Figura Válvula de alivio de presión El material de construcción de la válvula de alivio depende de la corrosión del líquido bombeado.

Esta válvula de alivio de presión está diseñada para abrir y aliviar un aumento de la presión interna del fluido, generada por exposición a condiciones anormales de operación o a emergencias y en ocasiones a sobrecargas. Son actuadas por la energía de la presión estática. Cuando en el recipiente o sistema protegido por la válvula se produce un aumento de presión interna, hasta alcanzar la presión de apertura la fuerza ejercida por los resortes sobre el área del disco de cierre un pequeño aumento de presión permitirá la salida del fluido, el fluido es enviado como se muestra en la imagen a la entrada de la bomba o en ocasiones al tanque esto depende de la fabricación de la bomba B. Explicar la operación de la bomba, con ayuda de una imagen señalando detalles Bomba de engranajes Esta es una bomba de caudal constante, que cuanta con agujero llamado un puerto de entrada o succión y al lado posterior del cuerpo de la bomba esta otro agujero llamado escape o salida.

Salida o escape

Entrada o succión

Fig. Entrada y salida de fluido. Esta bomba en su forma más común se compone de dos engranajes o piñones dentados acoplados entre sí, que dan vueltas con un cierto juego.

Fig. Engranajes Este juego de engranajes está compuesto por un engranaje impulsor, quien inicia el movimiento, y un engranaje conducido. Estos engranajes para tener una mejor rotación en sus ejes están integrados con rodamientos cilíndricos, para un mejor trabajo.

RODAMIENTOS A consecuencia del movimiento de rotación provoca que el eje motriz, arrastre al engranaje impulsor y este a la vez provoca el giro del engranaje conducido.

CONDUCIDO

Fig. Movimiento de engrane impulsor y conducido. Debido al movimiento que realizan estos engranajes, en la entrada de la bomba se genera un presión negativa, generando diferencia de presiones en los sistemas, y así se logra que el fluido o aceite ingrese con presión hacia los dientes y después de ello a trasladarlo hacia la zona de salida, debido al hermetismo en algunas zonas el aceite no puede retroceder y es obligado a circular en el sistema.

Ingresa el fluido

Es distribuido por las partes externas de los engranes

Llenado de canales de lubricación

Salida del fluido

Lubricación de los rodamientos

Los dientes de los engranajes al entrar en contacto, por él lado de salida expulsa el aceite contenido en los huecos, en tanto que el vacío que se genera a la salida de los dientes del engranaje provoca la aspiración del aceite en los mismos huecos.

C. Inspección de la bomba de engranajes

La inspección realizada a la bomba hidráulica Parker no tuvo muchas complicaciones ni presentaba daño alguno.

Se realizó la inspección de la parte inferior dela bomba, no encontrando ningún daño fuera de los establecido. Además, de que el desgaste que presentaba se encuentra dentro de los estándares de una bomba asentada. Previo uso.

Como se muestra en la siguiente imagen, el recorrido del engranaje sobre la bomba se encuentra bien y k no sobrepasa la parte media de la bomba. Ya que se encuentra solo en la parte inferior.

Los orines y las láminas de compresión se encuentran en perfecto estado y por tal motivo la fuga de fluido, o ingreso de aire no afectara al funcionamiento de la bomba, ya que estará sellada herméticamente, por la capa de aceite que también se forma en ellas.

El engranaje impulsor tanto como el conducido presenta un desgaste normal

Los rodamientos tienes una adecuada lubricación lapa el normal funcionamiento del eje de engrane impulsor.

6. Conclusiones    

Se logró identificar las fallas comunes en la bomba de engranajes, gracias a los detalles presentados en el laboratorio, Se logró desmotar y montar la bomba de engranajes gracias a las herramientas obtenidas en el laboratorio Se evaluó e inspecciono la bomba de engranajes, mostrando en si no tener ninguna falla “exagerada”, es decir está en un buen estado. Se comprendió el funcionamiento de la bomba de engranajes, gracias a la explicación y búsqueda de información del grupo.

7. Bibliografía   

http://www.quiminet.com/articulos/funcionamiento-detallado-de-lasbombas-de-engranajes-30487.htm https://www.ecured.cu/Bomba_de_engranajes https://temariosformativosprofesionales.files.wordpress.com/2013/09/bo mba-de-engranajes.pdf

8. Anexos