Mantenimiento y Reparacion de Maquinas Equipos Hidraulicos II.

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

IVIAN

UAL

DE

APRE ND TZ AJE

\

MAI{TEI{IMIEI{TO Y REPARACIÓX .¡r,

DE

MÁeurf{As/Eeurpos HIT}MULICOS (PAR.TE II) COIIIGO : 89000776

de Nivel

Opetativo.

AuroRr

zlclóx

Y DTFUSTóx

MATERIAL DIDACTICO ESCRITO

FAM. OCUPACIONAL

:

METALMpcÁNIcA.

ocuPAcróx

MECÁNTCo DE MANTENIMIENTo.

NIVEL

rÉcNICo oPERATIVo.

Con la firtalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo de la formación y capacitación en la ocupación del MECÁNICO DE MANTENIMIENTO a nivel nacional y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualización permanente, se attoriza la APLICACIÓN y pfUSlÓN ¿e material didáctico escrito referido a MANTENIMIENTO Y nnpAn¡.CfÓX DE

uÁqurN.l,s/Eeurpos nmnÁulrcos (rARTE II).

Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son los responsables de su difusi'ón y aplicación oportuna.

DOCUMENTO APROBADO POR EL GERENTE TÉCNICO DEL SENATI

Registro de derecho de autor:

SEMANA

NO

3

TAREA N" 02

REPARAGIÓN DE BOMBA CENTRIFUGA OPERAGION

I

o Reparar

eje (flecha)

o Reparar

el impulsor

ORDEN DE EJECUCIÓN

No

01

02 03 04

01

HERRAMIENTAS

lnspeccionar bomba Reparar eje o flecha Reparar el impulsor Comprobar bombas

01

PZA. CANT

BOMBA CENTRIFUGA HORIZONTAL RDXL

DENOMINACIÓN

/ INSTRUMENTOS

. Extractor de rodajes . Llave francesa 16" . Llave de boc a 314" , 7lB . Martillo de goma . Micrómetro interior/exterior . Reloj Comparador . Compas interior/exterior

NORMA / DIMENSIONES

REPARACIÓN DE BOMBA CENTRIFUGA

MECÁNICA DE MANTENIMIENTO

3

GGG-35 l'10000 m3/h MATERIAL I OBSERVACIONES HT O2IM M REF HO-05-6 TIEMPO:8Hrs. IHOJA:114

ESGALA:1:1 |

2006

I mnureururENTo

y

REpARAcTóru DE MAeurNAs/Eeurpos

nronnuLrcos

opeRecróH: REPARAR EJE O FLECHA

Esta operación consiste en reparar reconstruyendo el eje o flecha de la bomba centrifuga que se encuentra en mal estado con desgastes, grietas o deformaciones. Se ejecuta cad avezque la bomba presente fallas de vibración c? lentamiento en el sistema de bombeo (perdida de caudal).

,

PROCESO DE EJECUCIÓN 1o

PASO : Desmonte los elementos de la bomba. a) Inspeccione la situación de los elementos de la bomba b) Marque los elementos que se encuentran alojados en su interior, para mantener

su ubicación original, emplee un granete

y

martillo. c) Desmonte las chumaceras. Fig.

OBSERVACIÓN

Ut¡lice llave

de boca

1

o

corona adecuada. d)

retire las tuercas de los espárragos con llave de boca o corona y desacople la tapa superior. Fig. 1

e) Desmonte los elementos del

Fig.2

eje, retirando Ios rodamientos haciendo uso de un extractor de rodamientos (Fig .2)'.

f) Retire la prensa estopa, los anillos de lubricación y el impulsor (Fig. 3) Fig. 3

MECANrcO DE MANTENIMIENTO

4

REF. H.O.os/MM 1/,2

I umrrmMtENTo y REpARAcÉu 2"

DE MAeutNAs/Eeutpos

n¡onnulrcos

PASO : Verifique el eje a)

verif ique el desgaste, deformación, rajadura o grieta. OBSERVAGIÓN

o mármol ladeforma ción del eje (F¡9. 4 y 5) Emplee el torno

pa ra verific ar

3o

PASO : Repare eje o flecha.

r -lff----------trl

a) Rellene el eje desgastado.

OBSERVACIÓN

Ut¡lice

el

electrodo de

Fig. 5

acuerdo al material base que se va a rellenar (Fig. 6)

eje utilizando la prensa hidráulica si es

b) Enderece

necesario. c) Tornee el eje rellenado con las medidas que indica el fabricante. 40

PASO : Comprobar medidas a)

Utilice

el

micrómetro o Calibrador Vernier para determinar

la medida

Fig. 6

del

diámetro del eje (F¡g .7).

b)Verifique las partes escalonadas a lo largo del eje

OBSERVAGIÓN

1

la recomendación del fabricante el eje no debe ser reparado en ningún Según

caso, se recomienda sustituirlo por uno nuevo.

MECANrcO DE MANTENIMIENTO

5

REF. H.O,os/MM 2/,2

I unrureumrENTo y REpARAc¡ón DE MAeurNAs/Eeurpos nronluucos openRc¡ót¡: REPARAR EL IMPULSOR Esta operación consiste en desmontar y reparar el impulsor de la bomba, que vibra y sobrecalienta debido a que el impulsorse encuentra dañado. Se aplica cada vezque el impulsor presente rozamiento con la

desalineamiento

carcasa

y

'

PROCESO DE EJECUCIÓN 1O

PASO

I

nspeccione el impulsor.

a)

Inspeccione si

hay

desgaste, rajaduras

y

desalineamiento del impulsor

los anillos

b) Inspeccione

de

desgaste del ¡mpulsor empleando

el micrómetro

interior (Fig. 1).

c) Inspeccione si las aletas presentan desgaste. OBSERVACIÓN

Se debe tener en cuenta el

espacio de luz entre la carcasa y el rodete (0.03

Fig. I

mm).

2"PASO

Repare el impulsor. a) Bisele la parte a soldar, b)

3O

PASO

Suelde la parte afectada o desgastada, con electrodo adecuado (Fig .2).

Mecanice el impulsor.

a)Tornee la parte soldada, teniendo considerando las medidas del fabricante.

4'PASO

Fig.2

Balancee estáticamente el impulsor. a)

Marque

el

impulsor

en

cuatro partes iguales. b) Balancee y coloque placas hasta lograr el giro uniforme (F¡9,3). MECÁNrcO DE MANTENIMIENTO

Fig. 3

REF. H.O.06/MM 1/1

I mnruremmtENTo y REpARAcón DE MAeutNA /Eeutpos nlonnuLtcos BOMBAS HIDRÁULICAS

Son máquinas movidas por cualquier tipo de agente motor y usadas para elevar

líquidos, de un nivel bajo a otro mas alto, o para impulsarlos, Gomunicandoles energía de movimiento.

Las bombas h¡dráulicas absorbe energía mecánica y restituye al liquido que la atraviesa energía hidráulica. Las bombas se emplean para impulsar toda clase de líquidos (agua, aceites de lubricación, combustibles, ácidos; líquidos alimenticios: cervez?, leche etc.) También se emplean las bombas para bombear líquidos espesos con sólidos en suspensión como: pastas de papel, melazas,fangos, desperdicios, etc.

Glasificación de las bombas Según la dirección del flujo.'bombas de flujo radial, de flujo axial y de flujo radio axial. Segun la posición del eje: de eje horizontal, de eje vertical y de eje inclinado. .Según la presión engendrada,'bombas de baja presión, de media presión y de alta presión.

Según el numero de flujos en la bomba: de simple aspiración o de un flujo y de doble aspiración o de dos flujos. Según el numero de rodetes.'de un escalonamiento o de varios escalonamientos ii f

I ,.

I

I

I rvrm¡reuurENTo

y REpARAcTóru

DE MAeurNAs/Eeurpos

ruonnuLrcos

Las bombas se clasifican según dos consideraciones generales diferentes: 1 .- La que se toma en consideración las características de movimiento de liquido 2.-La que se ba'sa en eltipo o aplicación especificapara los cuales ha sido diseñado la bomba. Hay 3 clases de bombas de uso común: centrifuga, rotatoria y reciprocante. Cada clase se divide a su vez en un numero de tipos diferentes.

j: ._ :iÉ:i: : _;i : __., .i_iñ::-:: j'

it

"

' .''

't!'

ii . Voluta ii 'oirusot . Turbina reoenerativa centrifusa iiii .;;;;;;;;il'-"'" iiil . Fluio mixto

I

1i':i

i: i

'

!!. I t

ij

. Flujo

tiil

_ -""'"-

axial _

. EnOraneS .ii i!

jiii . Alabes '"----

it

. Leva y pistón Rotatoria iiii . torni'il' iiii . lo¡rlo

i I it i i'ri'i

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¡

'

..

i Ij - ' Reciorocante I ir",,,,.,,....,,

-. ;1 . Bloque de vaivén ¡i ,.

ii 'Acción directa iiti . Potenc¡a ^. ;i . uraragma il . Rotatoria pistón

-

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; .

i i i

i

Notese que estos términos se aplican solamente a la mecánica del movimiento del liquido, y no alservicio para elque se ha diseñado la bomba. Esto es importante, porque muchas bombas se construyen y venden para un servicio especifico, yen elcomplejo problema de elegírla que tenga mejores detalles de diseño, pueden perderse de vista los problemas básicos de clase ytipo.

I

I rrllrurruMtENTo y REpARAcóru DE MAeutNAs/Eeutpos npnluLtcos BoMBAS

ceurRlpuols

Las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un rotor de paletas giratorio sumergido en ellíquido. El líquido entra en la bomba cerca deleje del rotor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presión. El rotor también proporciona al líquido una velocidad relativamente alta que puede transformarse en presión en una parte estacionaria de la bomba, conocida como difusor. En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en serie, y los difusores posteriores a cada rotor pueden contener aletas de guía para reducir poco a poco la velocidad del líquido. En las bombas de baja presión, el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal aumenta de forma gradual para reducir la velocidad. El rotor debe ser cebado antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de líquido cuando se arranca la bomba. Esto puede lograrse colocando una válvula de retención en el conducto de succión, que mantiene el lÍquido en la bomba cuando el rotor no gira. Si esta válvula pierde, puede ser necesario cebar la bomba introduciendo líquido desde una fuente externa, como el depósito de salida. Por lo general, las bombas centrífugas tienen una válvula en el conducto de salida para controlar el flujo y la presión. En el caso de flujos bajos y altas presiones, la acción del rotor es en gran medida radial. En flujos más elevados y presiones de salida menores, la dirección de flujo en el interior de la bomba es más paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso, el rotor actúa como una hélice. La transición de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.

Elementos que constituyen elcuerpo de la bomba Los principales elementos que constituyenl"l ,rerpo de una bomba son:

a) La cubierta, carcasa o cuerpo b) El impulsor o rodete

c) El eje o flecha d) Cubre flecha e) El estopero

f)

La prensaestopa

g) La empaquetadura h) Los rodamientos

¡)

Los acoplamientos

La cubierta.- Recibe este nombre la envoltura que rodea al impulsor. Esta sección recibe el liquido descargado por el impulsor y convierte la energía de velocidad en energía potencial, En cuanto a su forma cada fabricante le da diversa configuración así hay bombas que con el motorforman un solo bloque, unidos mediante pernos; en otros por elcontrario, van separados, uniendose, sus ejes, por medio de acoplamientos.

I

I mnrureumENTo y REpARAc¡óru

DE MAeUTNAS/Eeurpos

n¡onnuucos

Clases de bombas centrifugas y usos Muchas son las clases de bombas centrifug?s, atendido al tipo de impulsores, por su forma y modelado; con respectos al material de construcción, etc. Siendo las mas comunes las s¡guientes.

Bombas detipovoluta Llamada también del tipo evolvente, o de simple voluta aquí el impulsor descarga en

una caja espiral que se expande progresivamente, proporcionada de tal

forma que la velocidad del liquido se reduce en forma gradual. Por este medio, parte de la energía de la velocidad del liquido se convierte en presión estática. Fig. 1

Fig. I

Este tipo de bomba es de aplicación general; generalmente de tipo voluta con aditamento de bronce de un solo paso horizontalson diseñadas para manejar líquidos limpios y fríos a temperaturas ambiente o moderadas. Encuentran gran numero de aplicaciones en suministros de agua, particularmente aguas de superficies.

Bomba de tipo difusor

En este tipo de bomba los alabes direccionales estacionarios, rodean al rotor o impulsor. Estos pasajes con expansión gradualcambian la dirección delflujo del liquido y convierten la energía de velocidad a columna de presión. Usos generalmente se usan para alimentación de calderas en plantas de presiones bajasymedias. Fig.2. Bomba de tipo turbina También se conocen como bombas regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el liquido por medio de los alabes a velocidades muy altas dentro del canal anular en el que gira el impulsor. El liquido va recibiendo impulso de energía. Fig. 3.

Fig. 3

Fig.2

10

I MANTENIMIENTo y REpARAcTóN DE MAeutNAs/Eeutpos

HIDNNUUCOS

En la bomba centrÍfuga que se muestra en la Fig. 4 podemos apreciar a simple vista todas las piezas -que la componen, así como su configuración y el lugar que les corresponde a cada una. En primer lugar y sin entrar en detalles procéderemos a estudiar el despiece de dicha bomba y más tarde nos ocuparemos de la función que le corresponde a cada una de las piezas porseparado.

Con la letra A hemos señalado la empaquetadura o más corrientemente la estopada. Esta es uno de los elementos de la bomba alque deben prestarse más cuidados, tanto al procedera su colocación en eleje, comó más tarde en su revisión y conservación. La letra B señala unos arcos metálicos que, aparte de presionar la primera estopa, dejan entre su ranura central una cámara que impide en parte el paso de los escapes de líquido a la segunda empaquetadura, cuando la bomba está en funcionamiento. El líquido que escapa de la primera estopada y el que se acumula en la ranura del aro metálico actúa como refrigerante de la empaquetadura; por ello, aunque es perjudicial que escape mucho líquido, también puede ser contraproducente el apretar tanto la empaquetadura que impida la entrada de cierta cantidad de líquido que la refrigere. En la parte posterior de este aro puede apreciarse otra estopada que, en esta ocasión, se trata de una empaquetadura sencilla y cuya función es impedirtotalmente el paso del líquido alexterior. Elprensaestopas (C) con sus dos tornillos de presión tiene la misión, como su nombre indica, de presionar la estopada. Las letras D y N señalan la carcasa inferior del cuerpo de bomba y F la brida que sujeta el tubo de aspiración. La base M del cojinete, que sirve de apoyo aleje de la bomba, pertenece alcuerpo de bomba, o sea, está fundido en una sola pieza con elcuerpo de bomba; dicho cojinete se lubrica gracias a la grasa que le proporciona el engrasador L. El rodete de la bomba está indicado con la letra H y finalmente las letras G y F señalan la parte interior y exterior del cuerpo de bomba superior, el cualva fijado alinferior mediante espárragos que alavezse utilizan en este modelo para elanclaje de los tornillos del prensaestopas.

Fig. 4

11

I unrurEuMENTo

y REpARAc¡óH

DE MAeutNA

/Eeutpos nlomuucos

Bomba de eje libre

Descripción La bomba centrifuga de ejb libre y conexiones roscadas es una bomba diseñada para el trabajo pesado en un amplio rango de caudales y alturas. Fabricada siguiendo los mas altos estandares de calidad, la bomba centrifuga de eje libre y conexiones roscadas tiene garantizada una larga vida utiel con un mantenimiento mínimo. La característica de eje libre le da gran versatilidad, pudiendo ser accionada mediante un motor eléctrico o de combustión, elcual puede estar acopiado directamente, mediante fajas y poleas o a través de cualquierotro tipo de transmisión.

Componentes 1.- Caja.- Fabricada en función gris o nodular. Diseñada con el sistema "back pull out" que permite un rápido desmontaje en una eventual reparación o inspección. Opcionalmente se suministra en bronce o acero inoxidable

2.- lmpulsor.- Del tipo centrifugo cerrado. Fabricado de fierro fundido gris o nodular, está diseñado para una máxima eficiencia de bombeo. Balanceado electrónicamente para evitarvibraciones, Opcionalmente se suministra en bronce o acero inoxidable. 3.- Soporte.- Construido en fierro fundido gris con rodamientos lubricados por grasa especialmente seleccionados para trabajo pesado. Su fabricación robusta le garantiza larga vida, rigidez y un funcionamiento sin vibraciones. 4.- Sello mecánico.- El sello es construido con elementos de acero y buna, caras de cerámica y carbón, permitiendo las operaciones en condiciones severas de hasta 90"C y presiones hasta 75 PS¡. Este componente no requiere ajuste o mantenimiento.

lnstalación La bomba deberá ser instalada de modo que tanto la tubería de succión como la de descarga pueden ser conectadas directamente con los accesorios, los cuales deben estar soportados y anunciados de manera independiente cerca de la bomba, para que así ningunafuel'za o tensión sea transmitida a la bomba. Tuberías tensionadas causan generalmente desalineamiento, vibración, roturas de acoplamiento y daños en los rodajes. De suficiente espacio en la instalación para permitirtrabajos de inspección, desmontaje y mantenimiento de la bomba y del equipo auxiliar. Si las bombas se colocan en fosas, estos y tienen que estar protegidos contra inundaciones.

Alineamiento Su bomba puede venir montada sobre una base común con el motor. La unidad de bombeo es alineada correctamente en la fabrica haciendo coincidir sxactamente el eje de la bomba con eldel motor. Sin embargo, la experiencia ha demostrado que es muy probable que este alineamiento se pierda durante el transporte. En consecuencia, no existe ninguna garantía de que se conserve el alineamiento original, por lo que es indispensable restablecerlo una vez que la unidad ha sido montada en su base de cimentación, Recuerde que un mal alineamiento se traduce en un funcionamiento con vibraciones, mayordesgaste de los rodamientos delmotory la bomba, y una menorvida utieldelequipo. 12

I mnnr¡rurutENTo

y REpARAcIón DE MAeutNA /Eeutpos npRnulrcos

Puesta en marcha

l.Gebado de la bomba.-Antes de arrancar la bomba es necesario cebarla, en otras palabras tanto la caja de la bomba como la tuberla de succión deben llenarse completamente de agua antes del arranque. El liquido en la bomba sirve de lubricante para los elementos rotatorios que guardan pequeñas tolerancias y estos pueden dañarse seriamente si la bomba se opera en seco. De acuerdo altipo de instalación, para el cebado de la bomba se empleara uno de los siguientes procedimientos:

.

.

lnstalaciones con succión negativa.- Cuando el nivel del liquido se encuentra por debajo del eje de la bomba y existe una válvula de pie en la succión, el cebado se realiza llenando la tubería de succión y la caja de la bomba a través de la conexión instalada especialmente para este fin (D). lnstalación con succión positiva.- Cuando el nivel del liquido a bombear se encuentra por encima del eje de la bomba, el cebado se realiza abriendo la válvula de la succión (E) y la conexión de purga de aire ubicada en la caja. El ingreso del liquido desplazara al aire y llenara la tubería de succión y la cajade la bomba.

2. Revisiónfinal La primera vez haga una revisión final antes delarranque. Verifique que:

ntada

de anclaje firmemente ajustados y el

unida

me nte.

se encuentra de todo residuo

sido

de

- Como el momento de inercia de las partes rotativas no es muy grande, sise emplea un arrancador estrella-triangulo para el motor eléctrico, la regulación del temporizadorde cambio de conexión no debe ser mayora cuatro segundos.

' -

El suministro y la construcción eléctrica coincide con lo indicado en la placa del motor.

Eltablero eléctrico de arranque cuenta con los elementos adecuados de protección y están regulados de acuerdo a los datos indicados en la placa del motor.

3.Arranque de la bomba 1. Con la bomba cebada, la válvula de descarga parcialmente cerrada y la válvula de succión (sila hubiera)totalmente abierta, arranque la unidad.

2.

Ab¡a la descarga lentamente para prevenir el golpe de ariete.

3. Si al poner en marcha la bomba, la presió)no aumenta, es señal de'que aun hay aire en la succión. Pare la bomba y cebela nuevamente.

4. lnmediatamente después del arranque controle los parámetros de operación: temperatura de los rodamientos, amperaje, presiones de descarga y succión, etc. Detenga el equipo si encuentra cualquier anomalía (excesiva vibración o ruido, sobrecarga del motor, etc.) En elfuncionamiento. Recomendamos revisar la guía de problemas de operación incluida en este manual. 13

I mnnreururENTo y REpARAcÉru DE MAeUTNAS/Eeurpos

uonnuLrcos

Nota: Elalineamiento del acoplamiento se debe revisary corregir si es necesario luego del primer arranque y por lo menos una semana después de operación.

Pos.

Cant.

100

I

102

1

103 106 112

2 1

114 121

1

125

1

130

1

131

2

137

4

144

154 164

I

180

2

181

1

181A 183

'l

1

Pos.

Descripción Casco de rodamientos Tapa rodamiento delantero Taoa rodamiento post. Anillo distanciador Chaveta

4

208

1

209 218 400 401

Rodamiento de bolas Rodamiento de dos hileras de bolas contacto angular Anillo Stefa Grasera recta NPT 1/8" Perno hexaqonal Anillo Stefa Taoón NPT Anillo Seeqer 3/8' Perno hexagonal Pata posterior DIN

1

Empaquetadura Tapón NPT 1/4'

1

Caia

1

I

509

4

509A

4

707

Descrioción Placa hidrostal Remacha Bocina sello mecánico

1

1

415 415A 419 420 s04

515 577

Pata delantera DIN Disco orasa delantero

Cant.

185 186

1

1

1 1 1

lmpulsor Perno central Anillo imoulsor DIN Perno hexaoonal Tapón de ourqa Linterna 8149 Anillo olano 3/8" Perno hexaqonal NC 3/8' Se lo mecánico An llo deflector An llo de tolerancia

* Respuestas recomendados

14

I MANTENTMIENTo y REpARAcTóN DE MAeUtNAS/Eeutpos

HtDnnuucos

TIPOS . USOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS

Bomba centrifuga para liquido limpio

generales

o

ligeramente sucios

y

aplicaciones

ETA

caudales de impulsión hasta 1500 m3/h. alturas de elevación hasta 100m. Carcasa de espiral cono escalonada o bieócalonada, con impulsora radial. Prensa-estopas con anillo de cierre hidráulico, ejecución dependiente condiciones particulares de servicio.

de

las

El eje gira dentro de una silleta soporte, robusta y de forma armónica, equipada con rodamientos o cojinetes de fricción. El accionamiento se efectúa por medio de motor acoplado directamente o por medio de correas trapezoidales o correa plana. Se construyen var¡os tamaños en ejecución LT, en la cual el eje se apoya sobre un soporte cojinete embridado directamente al cuerpo de la bomba; en construcción

vertical puede suministrarse para diferentes tipos de colocación, ásí como también en forma de grupo móvil. 42 tamaños de bomba, de los cuales hay 6 en pjecución biescola nada.

Bomba centrifuga para liquido limpio hidráulicas

o

ligeramente sucios para centrales

MBL. HBL

Caudalde impulsión hasta 7000 m3/h. altura de elevación hasta 150 m. Carcasa en espiral, seccionada ala altura del eje. Monoescalonada y biescalonada impulsor de doble entrada. BEL Caudalde impulsión hasta 4000 m2lh. altura de elevación hasta 220 m. Carcasa en espiral, monoescalonada y biescalonada, seccionada a la altura deleje.

15

I unrurguurENTo

y REpARAcTón

DE MAeurNAs/Eeurpos

nronnuLrcos

Bombas centrifugas autoaspirantes LMF Caudal de impulsión hasta 250 m3/h. altura de elevación hasta 1 60 m.

Tipo de construcción: celular multiescalonada, con bomba de aireación montada en forma armónica. Cierre del eje por medio de prensa-estopas de empaquetaduras, o por junta mecánica. Para líquidos limpios. En ejecución especial para la impulsión de combustibles. El tamaño LMF 150 esta admitido como bomba Sprinkler.

Bomba centrifuga de circulación para calefacción y agua caliente

ETA

Caudal de impulsión hasta 450 m'/h. altura de elevación hasta 50 m. Presión de carga hasta 4 atm. Presión final

de la bomba hasta 7,5 atm. Temperaturas del agua hasta 140"C. Cojinetes de fricción, cuando se desea una marcha muy silenciosa.

Bomba centrifuga de aguas sucias, pastas y líquidos mecánicamente abrasivos KRK Caudalde impulsión hasta 1700 m3/h. altura de elevación hasta 40 m. Carcasa anular con lavado de los intersticios. Equipado con rodete de un solo canal, de paso constante igual aldiámetro nominalde la bomba. Casquillo de protección del eje, anillo de cierre hidráulico. Para líquidos con mezclas gruesas y fibras largas.

16

I lvlnrur¡uutENTo

y REpARAcóru

DE MAeutNA

/Eeutpos n¡omultcos

Bomba centrifuga para la industria química TSK Caudalde impulsión hasta 250 m3/h. altura de elevación hasta 40 m. Hierro fundido al silicio NORICID. La carcasa protegida con bridas contra rotura. Las superficies de junta van especificadas. Rodete de canal, con canales de descarga. Casquillo de protección del eje. HzK Caudal de impulsión hasta 250 m3/h. Altura de elevación hasta 100 m. Presión final de la bomba hasta 15 atm. Temperatura de servicio hasta 400"C. Bomba monoescalonada o biescalonada, carcasa en espiral y con camara de calefacción. Prensa-estopas refrigerado, con conexión para liquido de cierre. Para materias que solamente pueden ilpulsarse pr bomba en caliente.

Bombas centrifugas para fabricas de azúcar y de conseryas y para la industria papelera

Ksk200 Caudalde impulsión hasta 400 m3/h.Altura de elevación hasta 25m. Bomba para la impulsión de cualquier clase de cortaduras. Carcasa anular con blindajes recambiables. Rodete de una o dos palas, con alabes posteriores. Lleva casquillo de protección del eje y la prensa-estopas lleva montado un anillo de cierre hidráulico.

cDc cEc Caudal de impulsión hasta 1600 m3/h Altura de elevación hasta 40 m. Temperaturas de servicio hasta 180oC. Bombas de circulación para lejas calientes. La carcasa va suspendida por el centro del

eje y tiene anillos de

desgaste

recambiables. El impulsor puede ser de simple o doble entrada. Eje con casquillos de protección, gira sobre rodamientos refrigerados. Prensa-estopas refrigerados, con refrigeración de los intersticios y anillo de cierre hidráulico. 17

I mnureumrENTo y REpARAcÉru

DE MAeurNAs/Eeurpos

n¡oRnulrcos

Rendimientos de la bomba La operación y eficiencia de la bomba hidráulica, en su función básica de obtener una presión determinada, a un número también determinado de revoluciones por minuto se define mediante tres rendimientos a saber: rendimiento volumétrico, rendimiento mecánico y rendimiento total.

Rendim iento volumétrico El rendimiento volumétrico de la bomba es el cociente que se obtiene al dividir el caudal de liquido que comprime la bomba y el que teóricamente debería comprimir, conforme a

su geometriay a sus dimensiones. Dicho en otros términos el rendimiento volumétrico expresa las fugas de liquido que hay en la bomba durante el proceso de compresión, fugas que se deben a las holguras existentes en el interior de los componentes de la bomba. El rendimiento volumétrico es un factor de la bomba muy importante, pues a partir de él

se puede analizar la capacidad de diseño y elestado de desgaste en que se encuentra una bomba, así siel rendimiento volumétrico disminuye con una alta tasa de cambio, el desgaste de sus elementos ya es demasiado.

El rendimiento volumétrico se ve afectado también por la presión del fluido hidráulico que se transporta y también por la temperatura del mismo.

Rendimiento mecánico Elrendimiento mecánico mide las perdidas de energía mecánica que se producen en la bomba, debidas al rozamiento y a la fricción de los mecanismos internos. Es esencial evitar la fricción y el rozamiento en el interior de la bomba, de tal manera que la energía que se comunica aleje de la bomba se invierta, en elmayorgrado posible en aumentar la presión del liquido y no en vencer rozamientos y fricciones excesivas entre las partes mecánicas de la bomba. En térrninos generales se puede afirmarque una bomba de bajo rendimiento mecánico'

es una bomba de desgaste acelerado, pripcipalmente debido al rozamiento que sufre las partes en movimiento.

Rendimiento total o global El rendimiento total o global es el producto de los rendimientos volumétrico y mecánico.

Se llama totalporque mide la eficiencia generalde la bomba en su función de bombear liquido a presión, con el aporte mínimo de energía al eje de la bomba. Esta consideración, de aporte mínimo de energía a los mecanismos del avión, es generaly muy importante en la ingeniería aeronáutica, debido a que toda la energía se obtiene de los motores.

Así pues el rendimiento total se expresa como elconsumo de energía necesario para producir la presión hidráulica nominal delsistema. 18

I MANTENIMIENTo y REpARAcÉN DE MAeutNAs/Eeurpos HIDRAULICOS Bombas de desplazamiento positivo y no positivo Bombas de des plazamiento no positivo

No hay estanqueidad entre el rotor y la carcasa de la bomba

Estas bombas son empleadas

generalmente para el trasiego de fluidos ,la energía cedida al fluido es cinética y funciona generalmente mediante fue r*a centrifuga. Una bomba de despl azamiento no positivo, también llamada hidrodinámica no dispone de sistemas de estanqueidad entre los orificios de entrada y salida; por

El fluido entra por el centro

ello produce un caudal que variara

en función de la contrapresión que encuentre el fluido a su salida

Fig.

I

Bomba centrifuga

Rendimiento de una bomba centrifuga (valores tipicos)

El caudal suministrado por la bomba no tiene suficiente fuerza parc vencer la presión que encuentra en la salida y al no existir estanqueidad entre esta y la entrada, el fluido fuga interiormente de un orificio a otro y disminuye el caudal a medida que aumenta la presión, según la gráfica que se rnuestra en la siguiente figura.

^

300

250 200

\

150 100 50

0

\

\

r r r r l

2

4

\ ,Y¡

6

I

r r

10

r

12

Presión

-{-

Caudal

Fig. 2. Rendimiento de una bomba centrifuga

En este tipo de bombas la presión máxima alcanzable variara en función de la velocidad de rotación delelemento impulsor. Dentro de este grupo de bombas de desplazamiento no positivo se incluyen las bombas

peristáticas, que son un intermedio entre estas y las de desplazamiento positivo y principalmente se utilizan para bajas presiones. Rendimiento de una bomba de desplazamiento positivo (valores típicos)

Bombas de desplazamiento positivo

Las bombas h¡drostáticas de despl azamiento positivo son los elementos destinados a transformar la energ ía mecánica en hidráulica. Estas bombas son aquellas que suministran la mism a cantidad de liquido en cada ciclo o revolución del elemento de bombeo, independiente de la presión que encuentre el liquido a su salida.

300

250 200 150 100 50

0

50 100 1s0 200 250

300

Presión Fig. 3. Rendimiento de una bomba de desplazamiento p,ositivo

La homogeneidad de caudalen cada ciclo se consigue gracias a unas tolerancias muy ajustadas entre el elemento de bombeo y la carcaza de la bomba. Así, la cantidad de liquido que fuga interiormente en la bomba de desplazamiento positivo es mínima, y despreciable comparada con el máximo caudalde la misma. 19

I runrureruMtENTo y REpARAc¡óru

DE MAeutNA

/Eeutpos n¡oRÁuucos

Cuando estas bombas presentan fugas internas considerables deben ser reparadas o sustituidas ya que no trabajan correctamente, Orientatívamente el rendimiento volumétrico de las bombas de desplazamiento positivo, aunque varia de un tipo a otro no debe ser inferior al85o/o. La comparación entre las gráficas de rendimiento para cada tipo hace comprender el porque todas las bombas de los sistemas hidráulicos de aviación son de desplazamiento positivo. Las tres razones más importantes son:

. En la bomba de desplazamiento no positivo, cuando el esfuerzo a vencer por el sistema alcance un valor determinado, la bomba dejara de dar caudal y el equipo se detendrá.

. En el caso anterior, y aun antes de alcanzar este valor concreto de presión, el caudal va disminuyendo notablemente, por lo que no se dispone de un control preciso de la velocidad de movimiento del sistema.

. Las fugas internas en este tipo de bombas implican un elevado consumo de energía mecánica que se desaprovecha al no convertirse en energía hidráulica. Las bombas hidrostáticas se agrupan según eltipo de elemento de bombeo y se dividen en dos grupos principales: Bombas de caudal fijo y bombas de caudal variable. El desplazamiento de fluido en cada cilindrada de una bomba de caudalfijo se mantiene constante en cada ciclo o revolución, pues el caudal es constante a una velocidad de trabajo determinada; por el contrario, el caudal de salida de una bomba de caudal variable puede cambiarse y alterar la geometría delelemento de bombeo o la cilindrada

delmismo.

20

I mRrureruMlENTo FALLAS

otvenfls

y REpARAcóu

DE MAeutNA

/Eeutpos n¡onnulrcos

EN LAs BoMBAS cENTRIFUGAS

Para evitar averías en una instalación deben efectuarse las siguientes

comprobaciones:

Primeramente debe comprobarse que el cuerpo de bomba y la tubería de aspiración han sido convenientemente cebados' de líquidos; si no es así, echese la suficiente cantidad de liquido para que se llene completamente. Que el suministro de donde la bomba asp¡r! sea adecuado y constante, es decir, que el nivel del liquido aspirado se manteng a a la misma altura. En caso de que no suceda así, deberá cambiarse la instalación y colocar el punto de aspiración mas bajo.

Que no estén atascados tanto el cuerpo de la bomba como el rodete impulsor o la tubería de aspiración. Para ello debe limpiarse y desatascar cualquiera de estos tres elementos hasta que por la tubería pueda circular el liquido sin estrangulacion y comprobar que el rodete pueda girar por impulso manual. Procederaldesmontaje de estas piezas yvolvera montarlas tras comprobarque todo el conjunto esta en buenas condiciones. Que la altura de aspiración sean correcta con respecto a lo que deba trabajar el grupo moto-bomba. Cambiar el grupo, si no corresponde para una altura que no sea la de trabajo o acerca elgrupo al nivel del liquido que se bombea. Que la altura de impulsión sea también correcta para la potencia de la bomba elegida. Si esta es de una potencia insuficiente instalar un grupo mayor o subir mas la bomba acortando la tubería de impulsión. Que los cojinetes se encuentren en buen estado y debidamente engrasados. Una revisión rápida de los mismos, nos dará la solución.

21

I mnrureuMrENTo y REpARAcTóru

DE MAeurNAs/Eeurpos HrDRÁuucos

Si esta en mal estado, cambiarlos; si es falta de engrase, o este es excesivo, se recomienda limpiar los cojinetes de la forma que anteriormente hemos indicado. Que no existan piezas deformadas o rotas, debido a un agrietamiento o a un golpe dado a la bomba, y que han producido desperfectos.

Que todos los tornillos estén debidamente apretados y bien colocados. Reparar los tornillos con llaves adecuadas que no estropeen las cabezas de los mismos. Que no exista en la tubería de aspiración bolsas de aire o fugas.

En el peor de los casos, y de no poder repa rar la avería cambiando la instalación acoplar a la tubería de aspiraciÓn el grifo que haga falta para la salida periódica de aire. Cuando existan fugas estas pueden suprimirse por soldadura. Que por los puntos de unión de las tuberías no existan fugas importantes. Aprietese bien todos los tornillos de las bridas de unión.

Que no se haya obstruido el colados o la válvula de pie así como la tubería de aspiración. Desmontar el colador y limpiarlo convenientemente en unión de la válvula de pie y, así es necesario, revisar y limpiar la tubería. Que la altura de aspiración se haya aumentado por bajar el nivel del liquido. Proceder a bajar la bomba a un nivel cercano al liquido. Que la bomba, sies deltipo autoaspirante, tenga suficiente agua para formar el aro liquido; en caso contrario, debe llenarse bien el cuerpode la bomba.

Precauc¡ones para con las tuberías

Muchos

de los fallos de las bombas son

de una instalaciÓn abandonada durante largo tiempo, al igual que el no consecuenc¡a

preocuparse de efectuar una limpieza per¡Ódica de las tuberías tanto de asp¡ración como de impulsión. La obstrucc¡ón parcial o total de las tuberías da como resultado un escaso rendimiento de la bomba, siendo por ello imprescindible conservar bien limpias de aquellas incrustaciones que se formen por el constante

paso del liquido

a través del interior de las

mismas.

Sin necesidad de hacer comparaciones entre líquidos para vér el porcentaje de impurezas que arrastran consigo, diremos que incluso el agua corriente llega a formar incrustaciones en el interior de las tuberías. No debe olvidarse que cualquier obstrucción en las tuberías, debido al estrangulamiento que forman, hace aumentar considerablemente el rozamiento y por consiguiente, aumenta también la altura manométrica de las bombas, restando por 1o tanto, potencia y eficacia en el funcionamiento del grupo. 22

I mRrureruMtENTo

y REpARAcIóru DE MAeutNA /Eeutpos HtDRÁuucos

Así mismo, el agua ordinaria y mucho más, otros líquidos que no sean limpios contienen, como hemos dicho, sales en disolución o materiales abrasivos en suspensión. Cuanto mas sucios o calcinosos sean los líquidos mas incrustaciones formaran en el interior de los tubos y accesorios.

Al circular el liquido por la instalación, bien por la eva porización o por el roce del mismo contra las paredes de los conductores, hace que las sales o materias en disolución se precipiten formando depósitos sobre las paredes metálicas con adherencia mas o menos fuerte. La natu raleza o composición de los líquidos que se bombean influye en el buen funcionamiento de las bombas por lo cual es conveniente que se den la mayor cantidad de detalles posible a la casa constructora, a fin de que pueda recomendar el tipo de grupo mas adecuado. Ruidos de las bombas

Los grupos moto-bomba de pequeña potencia instalados en casas particulares generalmente suelen colocarse en los sotanos o en el exterior de los edificios. S¡ los grupos se instalan en el interio/ O" los edificios producen un ruido molesto, no solo el motor sino también las tuberías por donde circule el liquido. Esto es debido a la velocidad con que el liquido circula por el interior de la tubería, produciendo en la mayoría de los.casos trepidaciones que ocasionan ruidos bastante molestos. Estos ruidos aumentan por la resonancia que pueda producir el local. Por esta razón al instalar un grupo debe tenerse en cuenta esta particularidad. Para evitar que las trepidaciones y ruidos se comuniquen a las paredes recomendamos no montar ningún grupo sobre socalos o cimentaciones que se hallen apoyadas en dichas paredes. Los grupos deben siempre ir separados de ellas y montados sobre una plataforma adecuada altamaño delgrupo; estas plataformas se construyen de cemento armado y ademas, debe colocarse un aislante una plancha de corcho, fieltro o cualquier otra materia semejante entr el grupo y la pared.

Los ruidos de las tuberías asícomo sus trepidaciones pueden disminuirse apretando fuertemente los tramos de las tuberías entre si y procurando que queden bien ajustadas en las bridas de anclaje. En los grupos equipados con bomba de tipo autoaspirante, puede conseguirse que su funcionamiento se efectúe casi en un silencio completo, a base de instalar una válvula especial llamada de burbujas, que hace de amortiguador de ruido entre el liquido y la tubería. 23

I mnnreumrENTo y REpARAcTón

DE MAeUTNAS/Eeutpos HtDRÁuucos

Detecte los problemas de sus bombas Las averias y descomposfuras inesperadas de las bombas centrífugas Pueden evitarse por medio de un estudio sobre cómo operan. Cuando el problema se avecina, la bomba generalmente indica si la falla es de origen mecánico o hidráulico. Las bombas centrífugas son máquinas simples y tienen pocos problemas mecánicos. La mayoría de estos se debe a que fallan las condiciones en elsistema de succión.

Los problemas de las bombas centrífugas pueden localizarse y remediarse con facilidad, pero por que- ciertas condiciones producen fallas de operación no es tan fácil de entender. Siendo así, un breve estudio de lo que ocurre en m sistema de succión será de utilidad. Condiciones de succ ión. Las figuras de la 1 a la 4 muestran 4 condiciones típicas de succión y las presiones en ciertos puntos dentro de la línea de succión. La columna D muestra la distancia en pies del nivel del agua en la fosa de succión al eje del ojo del impulsor, E. La columna P da la presión absoluta en el ojo del impulsor. Porejemplo, en la figura 1, el eje del impulsor está a 20 pies por encima del nivel del líquido en la fosa de succión. La presión atmosférica,14.7 psia, se aplica a la superficie delfluido en la fosa de succión.

Esta es toda la presión aprovechable para hacer que el agua entre a la bomba. Pero esta presión tiene la oposición de una columna de agua de 20 pies de altura que ejerce una pretiGn hacia bajode 20x0.434 = 8.68 psi. Para obtener la presión absoluta en el ojo del impulsor hay que restar la presión de la columna de agua de la presión atmosférica, o sea, 14.7 - 8.68 = 6.02 psia (libras por pulgada cuadrada absoluta) como se muestra en la columna P. Esto supone que no hay pérdidas porfricción en la línea de succión, Si la bomba está puesta de manera que la succión sea solamente de 15 pies por arriba del nivel del líquido en la fosa de succión, la presión en el ojo del impulsor aumenta a 8.2 psia. Cuanto más bajo esté la bomba, más elevada será la presión de succión absoluta. En las otras figuras, la presión a la succión de la bomba se obtiene como en la figura 1. En la figura. 2, ésta es de 15 pies desde el nivel en la fosa de succión hasta el ojo de succión de la bomba. La presión debida a esta columna de agua es de 15x0.434 = 6.51 psi, que añadidos a la presión atmosférica son 6.51 + 14.7 21.2 psia.

Capacidad nominal. Para que una bomba centrifuga suministre su capacidad nominal, debe aplicarse una presión dada en elojo de la succión E del impulsorgiratorio.

Si la presión en E cae por abajo de la necesaria para que la bomba trabaje a su capacidad nominal se originarán problemas,

Por ejemplo, en las figuras 1 y 3,las presiones en la succión están por abajo de la atmosférica y una junta defectuosa podría permitir que el aire se filtrara dentro de la tubería. En las figuras 2y 4,las presiones en la línea de succión están por arriba de la atmósfera y el líquido podría fugarse a través de una junta defectuosa.

Aire o gas. Ambos causan problemas en la línea de succión debido a que aumentan de volumen cuando disminuye la presión sobre ellos. Cuando elaire o elgas se expande en una línea de succión, el líquido es desplazado y se reduce la capacidad de la bomba. 24

I MANTENIMIENTo y REpARAcóN

DE MAeutNAs/Eeutpos HIDNNUUCOS

La cantidad de aire o gas que son soltados y el volumen del líquido desplazado no pueden encontrarse con exactitud. Sin embargo, la experiencia muestra que etaire o el gas liberados en tubería de succión corta causan menos problemas que en una tubería de succión larga. Por esta razón deben usarse las líneas cortas siempre que sea posible.

trod prob . En nen bea ueb +9. , oS

cciónos de la fal expande 7+6.1=

o a a

4

aire o de gas en solución el gas en la solucion se

umenen E.Aunqueelvo oría, resulta suficiente pa

En elsistema de succión es mayoren E que en la fosa de succión, pero mas baja que a presión atmosférica en todos los puntos de la linea. Elaire que se mete a través de una junta deficiente, sube al espacio por encima del liquido y hace bajar el vacío. La filtración de aire a través de los empaques del lado de la succión tiene el mismo efecto.

Las dificultades que pueden originarse en una bomba centrifuga y sus causas se ilustran en laTabla mostrada arriba. Conserve esta tabla a la manoytendrá siempre una respuesta preparada cuando surjan los problemas con las bombas. Corrosión en bombas centrifugas. La corrosión electrolítica ataca con frecuencia a las bombas centrifugas debido a los metales disimiles que están en contacto con el agua que se maneja, la cual actúa como un electrolito. Esto origina corrientes locales. Pueden estas no ser suficientes para producir una corrosión seria pero no pueden causarque se pique el metal, especialmente en los cojinetes. El remedio es conectar a tierra !a tubería de la bomba y montar un anillo deslizante en la flecha delimpulsor. Luego se coloca un cojinete con una escobilla de carbón a tierra. La tierra debe ser perfecta para eliminar cualesquiera corrientes locales.

Ojo de succión

Ojo de succión

25

MANTENIMIENTO Y

RE

RACóN DE MAQUINAS/EQUIPOS HIDRAUHCOS

Lista para verificar las fallas de las bombas centrifugas y sus causas Síntoma

Causas posibles del

problema

Síntoma

1. Rotación con dirección equivocada

Bomba no cebada La linea de succión no esta llena de liquido Bolsa de aire o vapor en la linea de suación La entrada a la tubería de succión no esta suficientemente sumergida 6. La carga neta de succión positiva disponible (NPSH) no es suficiente alta 7. La altura del nivel del liquido al eje de la bomba es demasiado grande (Fig. 1) 8. La distancia del nivel del liquido en la fosa de succión al eje de la bomba es demasiado pequeña (Fig. 3) 9. La diferencia entre la presión de succión P y la presión de vapor es demasiado pequeña (Fig. a). 10. La bomba no alcanza la velocidad nominal 11. La carga total es mayor que la carga para la que esta dlseñada la bomba. 2. 3. 4. 5.

Falla en el suministro del liquido

La bomba no proporctona la capacidad nominal

La bomba pierde cebado después del arranque

La bomba sobrecarga el motor

Baja presión en la descarga de la bomba

2. Carga total inferior a la carga nominal 3. La gravedad especifica o la viscosidad del liquido o ambas son diferentes de los que se especificó para la bomba 4, Defectos mecánicos, tales como desalineación, o flecha doblada, tozan los elementos giratorios, o empaques demasiado apretados

1. Succión subalimentada debido a la presencia de gas o vapor en el liquido, la carga de succión neta positiva disponible no es suficiente, la toma de la linea de succión no esta suficientemente sumergida, o bien

hay bolsas de vapor o gas en la linea de succión Vibración

2. Carga total inferior a la carga nominal 3. La grávedad especifica o la viscosidad del liquido o ambas son diferentes de los que se especificó para la bomba 4. Defectos mecánicos, tales como desalineación, o flecha doblada, rozan los elementos giratorios, o empaques demasiado apretados

1. Nivel de aceite muy bajo

2. Calidad de aceite inadecuado o deficiente

3. Presión de descarga mayor de la necesaria que aquella gara la que esta diseñada la bomba 4. Liquido mas espeso que aquel para el que se diseñó la bomba 5. Rotación equivocada 6. Defectos mecánicos tales como anillos de desgaste desgastados, impulsor dañado, o fugas internas producidas por empaques defectuosos

1. Empaque demasiado ajustado 2. Empaque sin lubricación i 3. Calidad o tipo de empaque equivocados 4. No hay suficiente agua de enfriamiento en las camrsas 5. Prensaestopas mal empacado

1. La linea de la succión no esta llena de liquido 2. El aire penetra a la tubería de succión a través de los prensaestopas 3. Hay gas o vapor en el liquido 4. Bolsas de aire o vapor en la linea de succión 5. La toma de la linea de succión no esta sumergida lo suficiente 6. No es suficiente la NPSH disponible 7. La altura desde el nivel del liquido hasta el eje de la bomba es demasiado grande (Fig. 1) 8. La distancia del nivel del liquido en la fosa de succión al eje de la bomba es demasiado pequeño (Fig. 3) 9. La diferencia entre la succión y la presión de vapor es demasiado pequeña (Fig. 4) 10. La tuberfa para el sello liquido en el anillo de la linterna esta tapada 11. El anillo de linterna no esta debidamente colocado en el presaestopas

1. Velocidad demasiado alta

1. Dirección equivocada de rotación 2. La linea de succión no esta llena de liquido 3. Bolsa de vapor o aire en la linea de succión 4. El aire se mete a la linea de succión a través de la caja del presaestopas 5. La toma del tubo de succión no esta sumergida lo suficiente 6. No es suficiente la NPSH disponible 7, La altura desde el nivel del liquido hasta el eje de la bomba es demasiado grande (Fig. 1) 8. La distancia del nivel del liquido en la fosa de succión al eje de la bomba es demasiado pequeña (Fig. 3) 9. La diferencia entre la presión de succión P y la presión de vapor es demasiado pequeña (Fig. a). 10. La bomba no alcanza la velocidad nominal 11. La carga tolal es mayor que la carga para la que esta diseñada la bomba. 12. Válvula de pie demasiado pequeña 13. Válvula de pie tapada con basura 14. La viscosidad del liquido es mayor que la del liquido para el que esta diseñada la bomba 15. Defectos mecánicos, tales como anillos desgastados, impulsor dañado o fugas internas producidas por empaques defectuosos.

1. Gas o vapor en el liquido 2.La bomba no alcanza la velocidad nominal

Baja presión en la descarga de la bomba

Causas posibles del problema

Sobrecalen lamiento en los cojinetes

Los cojinetes se desgastan rápidamente

26

3. Suciedad en los cojines 4. Aceite sucio 5. Humedad en el aceite 6. Enfriador de aceite 7. Alguna falla en el sistema de lubricación 8. Agua de enfriamiento insuficiente 9. Cojinetes demasiado apretados 10. Los sellos de aceite demasiado apretados a la flecha 11. Mala alineación

1. Mala alineación 2. Flecha doblada 3. Vibración 4. Empuje excesivo como resultado de una falla mecánica dentro de la bomba 5. Falta de lubricación 6. Cojinetes inadecuadamente instalados 7. Cojinetes sucios 8. Humedad en el aceite 9. Enfriamiento excesivo en los cojinetes

I uRrureumtENTo

y REpARAcIóru

DE MAeutNA

/Eeutpos HtDRÁuucos

Cambios en eltamaño de los tubos

Hay que evitar los cambios bruscos en el tamaño de los tubos de succión. Estos cambios producen bolsas de aire, A y B, que reducen la capacidad de la bomba o causan que pierda cebado. Para cambiar eltamaño de los tubos se usan aumentadores o reductores graduales o cónicos en lugarde usarsolamente bridas.

lncorrecto

lncorrecto

Reductor concéntrico

Reductores de tubo No utilice un reductor concéntrico entre el tubo de succión y la forma de la bomba

Descarsa-

porque se forma una bolsa de aire. lncorrecto

Tamaños de tubos Cuando el tubo de succión es mayor que la toma de la bomba, se usan reductores excéntricos como enA, B y C. Dado caso que la tubería de succión constituya un ramal del cabezal, haga la conexión al mismo tamaño que el cabezal y use un reductor excéntrico como en B. Motor

uescarga Reductor ' ' excéntrico

Gorrecto

Gorrecto

Gorrecto

Linea de succión larga Cuando la linea de succión es larga y el nivel del agua en la fosa esta por abajo del eje, como lo muestra la linea continua. Si el tubo baja hacia Ia bomba, como se indica por lineas punteadas, se forma una bolsa de aire en el punto superior y se reduce la capacidad de la bomba. Linea de succión vertical Cuando Ia linea de succión sube hacia la bomba, se permite un codo de radio grande conectado a la succión, pero es mejor insertar un tramo recto de tubo entre el codo de Ia toma de la bomba. Del lado de la descarga, uJt reductor o aumentador concéntrico es satisfactorio para la mayoría de las instalaciones. 27

Bolsa de

rg

aire -n'-^

Succión

ln"orrecto

..

Fosa de succión

-

Boca de campana

:

Válvula compuerta

i

V¿lurla de retención

Permisible'

I unrurruutENTo y REpARAcóu DE MAeutNA /Eeutpos nlomuucos EJE

o FLEcHA. orseño DE FLEcHns Rlcroas y FLExIBLES

La función básica de la flecha es transmisión los momentos de flexión o torques que se presentan al arrancar y durante la operación, mientras esta soportando el impulsor y las otras partes giratorias.

Las flechas generalmente están proporcionadas para resistir el esfuerzo al arrancar súbitamente una bomba. Sila bomba maneja líquidos calientes, la flecha esta diseñada para resistir el esfuerzo aplicando, cuando la unidad se arranca fria sin un calentamiento preliminar. Como la velocidad critica es un factor clave para la selección de los diámetros de las flechas, el usuario de bombas deberá tener un conocimiento general de esta materia.

Cualquier objeto hecho de material elástico tiene un periodo de oscilación propia. Cuando el rotor o eje de una bomba gira a cualquier velocidad que correspondan a una frecuencia natural, los pequeños desequilibrios se agigantaran. Aestas velocidades se les llama velocidades criticas. Se ha establecido que los diámetros de las flechas tengan dimensiones mas grandes de los estrictamente necesario para transmitir eltorque. El diámetro de la flecha debe ser escalonado del extremo del acoplamiento a su centro para facilitar el montaje del impulsor. Fig.1 y 2. lmpulsor

lmpulsor

Fig.

1

Recibe el nombre de eje lapieza que sirve de soporte a otras piezas giratorias. Los ejes no transmiten fuerza alguna y solamente están sometidos a esfuerzos de flexión y cortadura según sea su montaje y como consecuencia del peso y de la fuerza que actúe sobre las piezas que sostienen y que giran con ellos. Ahora bien, el eje de una bomba no es propiamente un eje, sino un árbol, ya que también transmite movimiento de giro de un elementoa otro. La diferencia, pues, que existe entre un eje y un árbol puede resumirse de la siguiente forma: un ejes una pieza que soporta otros elementos que giran sobre el, aunque este sujeto y privado de movimiento. Un árbol es una pieza que sostiene otros elementos unidos a el y que, al girar uno de estos gira también el árbol, transmitiendo así movimiento a todos ellos.

Por esta razón los arboles'de las bombas no solo están sometidos a esfuerzos de flexión y cortadura, sino también al esfuerzo de torsión necesario transmitir el giro de una a otra pieza. Los ejes de las bombas, debido a que están sometidos a una considerable esfuerzo, son de construcción robusta y fabricados en su totalidad de acero de gran resistencia y dureza, ademas de poseer un perfecto acabdo de mecanización

28

I mnrureuMtENTo y REpARAc6u DE MAeutNA /Eeutpos n¡onnulrcos Los puntos en que se apoyan los ejes o arboles reciben el nombre de gorrones.

Estos gorrones,

er el caso de estar

situados en los extremos de los ejes suelen tener un diámetro algo inferior al del propio eje (F¡g. 3); en otros casos los gorrones se encuentran limitados por resaltes, como puede apreciarse en la Fig .4. Fig. 4

Generalmente la finalidad de esta disposición de los gorrones es servir de tope para evitar el desplazamiento longitudinal del eje sobre sus apoyos, evitando también así desplazamientos axiales del eje o árbol. Para acordar los elementos a los que el eje debe arrastrar en su giro, estando montados s.gbre el, es preciso recurrir a otros elementos que den a la unión una consistencia suficiente para que en su giro no se desplacen las piezas montadas. Para ello existen varios órganos entre los cuales describiremos los mas usados para la fijación de lo rodetes y de las demas piezas que se montan sobre el eje o árbol. En primer lugarveremos elsistema de fijación de los ejes o árboles mediante la aplicación de chavetas, nombre que reciben las piezas que van introducidas entre un eje o árboly una rueda o cualquier otro elemento montado sobre é1. La unión que forma la chaveta es de carácter rígido y fijo, uniendo los elementos entre sí de manera que al girar uno de ellos arrastra alotro. Las formas de las chavetas pueden ser muy

variadas, recibiendo d¡ferentes denominaciones según su forma de

trabajar. Tenemos en primer lugar las chavetas de ajuste, las cuales se montan introduciéndolas en forma de cuña entre el eje y Ia pieza que debe quedar sujeta como por ejemplo la que se muestra en la Fig. 5

Fig. 5

Otro tipo de chavetas son las llamadas de arrastre, que son las que se usan para los montajes del caso que nos ocupa, efectuando a través de ellas la transmisión de la mayor parte del esfuerzo de eje al elemento montado o viceversa. Esto se logra a base de introducir parte de la chaveta en el interior de un canal que se practica en el eje y en la pieza que se monta llamado chavetero. Las chavetas de ajuste, o sea las primeras, no requieren para su instalación que se mecanice niel eje ni el elemento que se monta; pero no son recomendables para efectuar montajes en los que las uniones deben sertales que no permitan el menordesplazamiento de las piezas montadas,

Como hemos dicho, las chavetas más usadas son las de arrastre, también denominadas planas (Fig. 6), donde puede apreciarse la forma en que van montadas en el eje. Una parte de la chaveta va empotrada en el eje y la parte que sobresale de la misma se introduce en una ranura que lleva lapteza que se fija.

29

I nltnrureuMrENTo

y REpARAcTór,¡ DE MAeurNAs/Eeurpos nronnulrcos

ñt '1ig9 Fig. 6

,Otro de los sistemas de fijación de ejes es el de tornillos de presión. La fig, 7 nos muestra la disposición de este sistema con respecto al eje donde se monta. Consiste en un taladro practicado en el cubo de la pieza, al cual una vez roscado se le aplica un tornillo que, por presión contra el eje o árbol, fija rígidamente a la pieza. Por último tenemos el acoplamiento por tuerca.

Fig. 7

En la Fig, I se muestra una fijación de este tipo, que como puede verse consiste en practicar una rosca en el extremo del eje o árbol, en el que una vez colocada la pieza se atornilla una tuerca que presiona a dicha pieza. La forma cónica con que debe mecanizarse el eje produce una fijación más consistente; no obstante, este tipo de frjación sólo es practicable en los extremos de los ejes, La Fig. 9 nos muestra otra variante de este último acoplamiento, en elque eleje no ha sido mecanizado cónico.

Fig.

I

Fig. 9

Cubreflechas Son los órganos que protegen ala flecha contra la corrosión y desgaste que afecte su resistenc¡a. Se usan mucho en las bombas grandes, pero en las pequeñas, la cubierta generalmente se elimina con el objeto de reducir las perdidás hidráulicas y las estoperos

Es construida de un metal con suficiente resistenc¡ a a la corrosiÓn y al desgaste para dar una v¡da sat¡sfactoria Fig. 10. 30

b Fig. 10

m

DJ

I MANTENIMIENTo y REpARAcÉN DE MAeUtNAS/Eeutpos

HIDNNUUCOS

Diseño de flecha

MODELO

La velocidad critica mas baja se llama primera velocidad critica; la s¡guiente mas alta se llama segunda velocidad critic?, y así sucesivamente. En la nomenclatura de las bombas centrifugas, una flecha rígida significa una con velocidades de operación mas lata que su primera velocidad critica.

ND1 NDi

32-160

50

65

40-200

285

24

I

27

50

370

32

10

35

80

285

24

I

27

50

370

32

10

35

80

368

42

12

45

110

370

32

10

35

80

368

42

12

45

110

32

10

35

80

42

12

45

60

18

53

40

50-125

s0-200

80

50

100

65

50-250 65-1 60

65-200 65-250 65-315 80-200 80-250

125

80

80-315 100-200 125-250 '125-315

- el liquido bombeado en la empaquetadura

125-400

del estopero y las juntas de escurrimiento internas actúan como fuera amortiguadora en la vibración.

150-315

31

I

40-160

la bomba. La cantidad de vibración que

obtener

e2

40-125

50-160

- se requiere muy poco tiempo para la velocidad total desde el reposo

e1

32

32-1 601

La operación de la flech alavelocidad critica exacta no necesariamente causa la falla de

cuidadoso pueden reducir las vibraciones a un mínimo imperceptible. Por lo tanto, eS posible operar bombas centrifugas arriba de sus velocidades criticas, por dos razones.

d

32-125

40-250

interviene depende, principalmente, del desbalanceo de la flecha y la masa giratoria. La mano de obra y el balanceo

E E

w

(63)

100

370 150 125 368

430

110

150-400 150-400 (.) (63)

48

14

52

60

18

53

200 150 500

I mnrur¡ututENTo y REpARAcóru

DE MAeutNA

/Eeutpos HtDRÁuucos

Determinación del tamaño de las flechas Lo diámetros de las flechas y tiene, generalmente, dimensiones mas grandes que lo estrictamente necesario para transmitir el torq ue. Un factor que asegura ese diseño es el requisito de facilidad para armar el rotor; por lo tanto, el diámetro de la flecha debe ser escalonado desde el extremo del acoplamiento a su centro, para facilitar el montaje del impulsor (Fig. 1 1 ).

Fig.

11

Empezando con el diámetro máximo, en la montadura del impulsor hay un escalón para el manguito de la flecha; otro, para la tuerca externa de la flecha, seguidos de varios escalones para los cojinetes y el acoplamiento. Por lo tanto, eldiámetro de la flecha en el impulsor excede al requerido por el esfuerzo de torsión en el acoplamiento, por lo menos, una cantidad suficiente para permitir los escalones intermedios. Una excepción frecuente, para exceder eltamaño de la flecha en el impulsor, ocurre en unidades de dos bombas de doble admisión y un solo paso. Como resta bomba debe transmitir el caballaje total para la unidad en serie, el diámetro de la flecha en el rodamiento debe ser mayor q ue el d iámetro normal.

El diseño de flechas de bombas de impulsores de succión por el extremo y volantes, presenta un problema algo diferente. Un método para reducir la desviación de la flecha en el impulsor y en el estopero, es aumentar considerablemente el diámetro de !a flecha entre los cojinetes. Este diseño acorta el espacio entre apoyos de la flecha, permitiendo una unidad mas compacta. En algunos tamaños pequeños de bombas, las flechas se protegen cbntra eldesgaste, erosión y corrosión, con manguitos para flecha, renovables. Sin embargo, en bombas muy pequeñas, los manguitos para flecha presentan algunas desventajas.

Para eliminar, principalmente, estas deficiencias, las bombas muy pequeñas usan flechas de acero inoxidable o de algún materialque sea suficientemente resistente a la corrosión y al desgaste, para no necesitar manguito en la flecha. 32

I mnrureuutENTo v nepnndcó¡¡

DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos

EL IMPULSOR. PARTES - TIPOS El impulsor o rodete es el órgano de la bomba encargado de crear una aspiración que obliga al líquido a ascender por la tubería de impulsión. Una descripción completa de los impulsores de las bombas sólo daría lugar a una serie interminable de figuras, puesto que se trata, de unos órganos destinados a una misma función y presentan más o menos el mismo aspecto.

En la Fig.1 se muestra un

impulsor centrífugo de construcción robusta en el que pueden verse las aletas impulsaras y un medio canal en el centro de ellas. Este canal no siempre lo tienen los rodetes centrífugos y por regla general en bombas de poca potencia se prescinde de é1. Los extremos inferiores de las aletas al girar producen la aspiración y, combinándose con su parte superior, impulsan al líquido hacia el exterior.

Fig.I

Otra variante de rodetes puede verse en la Fig. 2 el cual es de sencilla construcción y compuesto de 4 aletas, que en esta ocasión forman un solo conjunto acoplado al eje. La Fig. 3 nos muestra un grupo moto-bomba cuyo rodete está formado por un solo bloque.

Fig. 3

Fig.2

Puede decirse que

el rodete, tanto de las bombas autoaspirantes como de las centrífugas, no tienen unas características especiales; sin embargo no ocurre así en las bombas axiales cuyo rodete presenta características bien distintas, este rodete (fig. a) es semejante a las hélices de los barcos; el

gran paso de sus aletas perm¡te

la

circulación de cuerpos extraños, siendo,

por tanto, ideales para el manejo de

líquidos turbios y mezclados con cuerpos sólidos, los cuales como hemos dicho no dificultan en este caso el buen funcionamiento de la bomba.

Las bombas centrífugas también se fabrican con rodetes especiales que permiten la circulación de líquidos turbios por su interior. En este caso se trata de rodetes o impulsores que van provistos de un solo canal con amplia secc¡ón de paso (Fig. 5). 33

Fig. 4

Fig: 5

T mmIrrruIMIENTo Y REPARACÉ¡I DE MAQUINAS/EQUIpos n¡onAULrcOs Glases de impulsores

El Rodete: Se le considera como el corazón de una bomba centrifuga porque es el encargado de transformar la energía mecánica recibida del eje en energía de velocidad. Los rodetes se clasifican en cuatro tipos según la forma de sujeción de Ios álabes (Fig.6):

. Rodete cerrado de simple aspiración: las caras anteriores y posteriores forman una caja entre ambas caras sefijan los álabes . Rodete cerrado de doble aspiración

.Rodete semiabierto de simple aspiración: sin la cara anterior los alabes se fijan en la cara posterior. . Rodete abierto de doble aspiración sin cara anterior ni posterior: los alabes se fijan en el núcleo ocubo delrodete.

Semiabierto

Cerrado de simple aspiración

0"0,3?'J;fl3du,..

Abierto de doble aspiración

Fig. 6

Según su entrada del fluido, el impulsor puede ser:

A) lmpulsor de aspiración simple.-

Fig 7 muestra el sistema

funcionamiento para

una bomba

Lumbrera de Equilibrio Hidráulico

La

de

Aspiración

con caso, impulsor de asp¡ración sirnple en este el fluido entra al ojo de succión o aspiración por un lado. Generalmente, las bombas con carcaza verticalmente dividida usan impulsores de aspiración simple. Flg.7

Para unidades pequeñas, el impulsor de admisión simple es mas práctico para fabricarse que elde doble admisio'n, porque las vías de agua no están divididas en dos conductos muy estrechos. Las bombas de succión por el extremo con impulsores volantes tienen ventajas, tanto de costo inicial como de mantenimiento, que no se obtienen con un impulsor de admisión doble. Por lo tanto, la tía yorÍa de las bombas con cubierta radialmente dividida usa impulsores de admisión simple, debido a que un impulsor no requiere una extensión de la flecha (eje) dentro de su entrada de succión 34

I IuImreruIMIENTo Y REPARAcÉru DE MAQUINA /EQUIPos HIDRÁuucos B) lmpulsores de aspiración doble.- La Fig. 8 ilustra el sistema de funcionamiento para una bomba con impulsor de aspiración doble, que de hecho consiste en un par de impulsores de admisión simple arreglados uno contra otro en una sola fundición,

donde

el fl uido entra al

Aspiración

-'/

impulsor

simultáneamente por ambos lados.

Para el diseño de cubierta axialmente dividida de un solo paso, para servicio general, se prefiere un impulsorde doble admisión pordos razones: 1.- Está balanceado hidráulicamentp en el eje, eliminando la necesidad de un cojinete de empuje de gran tamaño, constantemente sujeto a toda la carga; y 2.'La mayor área de succión, en un impulsor de doble admisión, permite que la bomba opere con menos carga positiva de succión neta para una capacidad dada.

En las bombas de varios pasos, los impulsores de admisión simple se usan casi universalmente, por la complicación de diseño, costo inicial y mantenimiento que requiere la etapa de admisión doble. Según la construcción mecánica los impulsores pueden ser:

A) lmpulsores abiertos.- Son los que están sujetos a un cubo central, para montarse en la flecha, sin forma alguna de pared lateral o cubierta. La desventaja de este impulsor es su debilidad estructural; por eso, si los alabes son largos, deben ir reforzados con costillas o cubiertas parciales. Generalmente, los impulsores abiertos se usan en bombas pequeñas y baratas, o en bombas que manejan líquidos abrasivos. El espacio libre, entre los alabes del impulsor y las paredes laterales, permite cierto deslizamiento de agua, que aumenta conforme aumenta eldesgaste. Para restaurar la eficiencia original, se debe reponer tanto el impulsor como las placas laterales. Esto requiere un gasto mayor del que ocurriría en bombas de impulsor cerrado. Otra de las características de este impulsor es que el gran paso de sus aletas permite la circulación de cuerpos extraños, siendo por lo tanto ideal para el manejo de líquidos turbios y mezclados con cuerpos sólidos; los que, en algunos casos, dificultan el buen funcionamiento de la bomba (Fig. 9).

Fig. 9

35

I rvrnrureuMrENTo y REpARAcÉ¡¡ DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos B) lmpulsores sem iabiertos.- Comprende una cubierta o pared trasera del mismo.

Su función es reducir la presión en el cubo

posterior del impulsor

y

evitar que

la

materia extraña que se bombea se acumule

atrás del impulsor

e

interfiera con la operación apropiada de la bomba y del estopero Fig.

10.

.

Fig. 10

G) lmpulsores cerrados.- Se usa generalmente para manejar líquidos limpios, consiste de cubiertas o paredes laterales que encierran totalmente las vías de agua. Aunque este diseño evita el escurrimiento de agua que ocurre entre un impulsor abierto o semiabierto y sus placas laterales, es necesaria una junta movible entre los impulsores y la cubierta para reparar las cámaras de succión y descarga de la bomba. Ftg.11y 12.

Fig.

Fig. 12

11

Según la forma constructiva de las aspas, los impulsores pueden ser:

A) De aspas radiales.- Son aspas

de

simple curvatura, vueltas siempre hacia atrás y son de flujo radial. Generalmente se usan para gastos pequeños y cargas altas y de baja velocidad especifica. Fig. 13. Fig. 13

B) De aspas para flujo mixto.- Las aspas también tienen doble curvatura, anchas. El flujo tiende ser mas axial. Pueden

a

manejar líquidos con sólidos

de

suspensión. Fig. 14.

C) De aspas tipo francis.- Las aspas en

Fig. 14

este caso tienen doble curva con los extremos de succión torcidos. Son mas anchos y el flujo tiende a ser radial y axial. Aumenta Ia velocidad especifica. Fig. 15. Fig. 15

36

I

I

I unrureumr¡úro

yhepnnncÉu

DE MAeurNA

/Eeurpos xronnulrcos

D) De aspas tipo propela.- En este tipo las aspas también tienen doble curvatura, pero el flujo es completamente axial, Los alabes son de forma helicoidal. Fig. 16.

De lo anterior se puede deducir que

la

dirección de flujo puede ser una manera de distinguir los impulsores, o sea flujo radial, flujo mixto, flujo axial.

Fig. 16

La Fig. 17 ilustra en forma simplificada el sentido de flujo delfluido en cada tipo de alabe y rodete (mostrados en cortes parciales, aplicables a cada tipo de alabe).

Alabes de rodete del flujo mixto

Alabes de flujo radial inferior

Alabe francis del flujo mixto

Fig. 17

Ejemplo de diseño de impulsores

^ Camara de aceite Sello lado bomba, en contacto con el liquido bombeado

Sello lado soporte en camara de aceite

37

I unrureumrENTo y REpARAc¡ón DE MAeurNAs/Eeurpos nlonnultcos CALCULA DE FUERZA CENTRIFUGA EN LAS BOMBAS

Las fuerzas F, actúa

,obtülo, soportes de la tubería y su magnitud es:

Para entender la magnitud de las fuerzas provocadas por una mala instalaciÓn de la junta de expansión, Veamos el siguiente ejemplo basados en la tercera Ley de NEWTON "La reacción es igual a la acción". Si en una tubería de 20 cm de diámetro se coloca verticalmente una junta de dilatación antes del codo de succión y la presión es de 2kglcrTr2. La fuerza haci aabajo seria de: Soporte o anclaje de tuberfa

= 628 kg Soporte o anclaje

Fundación

Esta fuerza puede llegar a ser de tal magnitud que provoque el desplazamiento de la bomba de su cimentación con la consiguiente desalineación entre la bomba y el . accionamiento.

Generalmente las juntas de expansión no son recomendables en instalaciones de alta presión. Por ejemplo, en un sistema con una tubería de 60 cm y con una presión de 12 kg/cm2 se produciría una relación.

x

12

kg = 33929 kg

Aproximadamente 34 toneladas. En este caso, elcuerpo de la bomba tendría que estar totalmente empotrado y anclado en hormigón para mantenerlo en su lugar.

38

I mmreumtENTo y REpARAcÉu ELABoRAc¡óru oe

plAsncos

DE MAeutNA

/Eeutpos ntomuucos

TERMoESTABLES

Los polvos de moldeo son plásticos termoestables mezclados con sustancias de relleno (cargas). Entre los termoestables importantes están los fenoplásticos y los aminoplásticos.

Los fenoplásticos se componen de fenol y metanál

(CuHuOH- del alquitrán de hulla)

(HCHO).

Del plástico se desprende olor

a ácido

férrico. Los aminoplásticos

Fenol v metanal

enoplásticos Aminoplásticos

están

compuestos de urea y metanal. La urea se obtiene de amoniaco (NHr) y dióxido de carbono (COr). Puesto que estos plásticos son frágiles, se les añaden cargas de relleno (piedra molida, fibra de amonianto, serrín, trozos de papel).

Sustancias prensadas en molde Baquelita Trolitan Tipos según

DtN 7708

El plástico gana así

resistencia

Sustancias prensadas en capas papel duro Madera dura Madera prensada en capas

y Estructura de los plásticos termoestables

elasticidad, reduciéndose su fragilidad.

Los polvos de termoestables se moldean por prensado. Para ello se colocan en los inoldes las cantidades necesarias de polvo

calentando previamente.

ustancia

de relleno

El molde va

Pieza prensada

Émbolo

Canal de aire

provisto de calefacción permanente.

Una vez cerrado el molde, la masa lo rellena. El calentamiento se hace a una temperatura de 140 a 170"C y la presión aplicada es de varias centenas de bar. Una vezendurecido el polvo de plástico, se abre el molde y se expulsa la pieza (F¡g. 1). Extractor El color natural de los fenoplásticos es pardoamarillento. Entre otras piezas, se mpación con molde. fabrican con este material muebles de Fig. I aparatos de radio, interruptores eléctricos, envases, caj?s, discos tubos. Los aminoplásticos son inodoros, insípidos e incoloros. Se fabrican con ellos piezas de electrodomésticos, teléfonos y artículos electrotécnicos.

y

Ensayo de combustión: las probetas huélen a pelo quemado. Las piezas formadas por moldeo a presión de láminas son más duras que las obtenidas por el moldeo de polvos. Están constituidas por capas de tela o papel, como carga de relleno, impregnadas de resina fenólica, que se prensan en caliente. En forma de placas, se conoce como papel duro y tela prensada (celotex). Entre otras piezas prensadas fabricadas por este procedimiento figuran engranajes, casquillos para cojinetes, roldanaspara poleas, revestimientos o aislamiento. 39

I n¡t¡rur¡uurENTo y REpARAcTóru

DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos

Las sustancias prensadas en capas son muy duras, dúctiles y se mecanizan bien por arranque de viruta. Algunas denominaciones comerciales son: Durcoton, linex, novotex y resistes, para telas prensadas, y pertinaxytrolitax para papelduro.

La madera contrachapeada se obtiene uniendo hojas delgadas de madera mediante resinas sintéticas. Piezas acabadas por este sistema son: mobiliario, engranajes, estanterías, etc

Los termoestables son convertidos

Termoestables

Fenoplásticos

solamente una vez por

Aminoplasticos

calentamiento

Resinas de poliéster no saturado Resinas epoxidicas Resinas etoxilenicas Pol iu reta no reticu lado

al estado plástico y luego se endurecen. Tras el endurecimiento ya no pueden ser moldeadas por calor.

Las grandes moléculas se retículan en todas direcciones al calentarse, formando estructuras rígidas. Las fuerzas de unión en las cadenas de moléculas son mayores, por eso son duros y frágiles.

Fenoplásticos

,

Los materiales de partida son el fenol

y el formaldehído. Al calentar ambos

A) Resinas de colada sin relleno Trolon Dekorit

Resina noble B)

Masas

prensadas Baquelita Resinol Trolitan C) Materiales

,

materiales en presencia de un catalizador, se produce resina

fenolica pura como precondensado (resol) de molécula corta, fundible y soluble. Los precondensados son comercializados (Resistol) con o sin material de carga como productos

Buenos aisla ntes eléctricos Malos conductores del calor

Resistentes frente

a ácidos y bases

débiles, agua, alcohol, gasolina,

benceno, aceites minerales, acetona e hid

rocarburos clorados.

No resisten ácidos ni bases fuertes

intermedios endurecibles.

Ya endurecidos no se funden, Do se

El endurecimiento total se realiza ablandan, no pueden ser soldados ni durante el moldeo por prensado y disueltos.

a

prensados por 100simultaneo calentamiento capas 180"C. La resistencia se hace Tejido endurecido inicialmente blanda, luego aparece Ferozell una reticulacion de las moléculas por Novotex condensación adicional (Resit). La Biratex resina endurecida es insoluble y ya Papel endurecido no se funde. Pertinax Trolitan Como materiales de cargas par las Birax masas prensadas se utilizan polvo de Madera madera, celulosa, trozos de tejidos, papel p¡edra molida, para endurecida Lignofol materiales prensados por capas se Durofol utilizan bandas completas de papel, PAG tejidos o madera estratificada. Los materiales de carga tienen que estirar la resina, construir su soporte

y

y

mejorar las propiedades de

resina bruta.

40

la

Densidad Resistentes al calor

1,3-1,4kgldm3 10-150"C

hasta

Por encima de 300"C las

resinas

fenólicas se ca rbon izan.

La resistencia, d ureza y

fragilidad

dependen de los materiales de carga. La superficie lisa no es adherente

lnsensibles alahumedad

Se oscurecen; por eso se colorean de amarillo pardo o negro.

I rrlRrureuutENTo Aminoplasticos A este grupo pertenecen:

Resinas de urea Resinas de carbamida Resinas de melamina Resinas de

anilinas A) Masas prensadas Pollopas Bakelita B) Materiales

y REpARAcóru DE MAeutNA /Eeutpos ¡lloRRuLtcos

Los materiales de partida son él formaldehído y las aminas (urea, melamina, anilina, proteínas). La

elaboración de las resinas se realiza por condensación de la aminas por si Buenos aisladores eléctricos

mismas o en mezclas con formaldehído acuoso bajo condiciones de reacción

Ultrapas C) Espuma

Alta resistencia a las corrientes de fugas lnodoros e insípidos

estrictamente mantenidas. Las Resistentes a rotura mas que

resinas se endurecen en etapas intermedias por acción del calor dando productos no solubles ni fundibles. A 140"C se prensa en caliente. EI proceso de endurecimiento puede ser acelerado y regulado mediante catalizadores.

prensados por capas Resopal

Pueden fa bricarse incoloros lnsensibles a la luz, por eso se colorean preferentemente en tono claro

Resistencia química como resinas fenolicas Resistentes al calor

hasta

130-150"C

Las resinas de melamina resisten

al

agua y al calor, son mas resistentes a

cocción

Una resina de aminas puede ser resina elaborada pura o con materiales de

carga como polvo de

la

porcelana

y

menos quebradizas que

la

de urea.

madera,

asbesto y fragmentos textiles.

lporka

Resinas de poliesteres no saturados A) resinas fundidas Palatal Polyleit Leguval Vestopal

Alpolit B) piezas acabadas Lamilux

Scobalit Spimalit

Los esteres son

compuestos

químicos de ácidos y alcoholes. Los poliésteres no satu rados son

generalmente mezclas de condensados de ácidos

Plásticos duros y fragiles

Fabricables transparentes o en colores opacos, no se colorean

dicarbolixilicos saturados y no Resistencia al color hasta 150-200"C saturados (acido maleico) con Altamente inflamables alcoholes divalentes. Los esteres así

formados son disueltos en un Las resinas de poliésteres reforzadas compuesto vinilico polimerizable, con fibras de vidrio tienen una

generalmente estireno. El termoestable terminado es luego reticulado por policondensación y polimerizado mediante el estireno en

Tronex Filon

una segunda etapa.

Marcolit

Las temperaturas de reacción están

resistencia muy alta.

En caso de choque duro, el poliéster salta en forma de estrella a partir del punto de impacto, mal comportamiento en caso de accidente

y 100"C. Añadiendo un 20"C. Los tiempos de

entre 80

endurecedor pueden endurecerse a

Resistentes a lacorrosión Buenos a islantes eléctricos Alta resistencia a las corrientes de fugas

endurecimiento varían entre 2 min y

varias horas. El tiempo de estado liquido es2l3 del de endurecimiento.

Resistentes al agua, ácidos débiles Bases y soluciones salinas

Solubles

en cloruro de metileno

y

acetona

Densidad

de 1,5 a 2,5 kg/dm3 según

contenido en fibras de vidrio

Las piezas terminadas se

reparan

fácilmente Fuerte contracción, del 6-8%

La fabricación de piezas de carrocería no es, hasta la fecha. rentable.

41

I mmr¡nrMrENTo

y REpARAcÉ¡¡

ESQUEMA DE BOMBA CENTRIFUGA

DE MAeurNAs/Eeutpos

ntomuucos

I MANTENIMIENTo y REpARAcÉN DE MAeUINAS/Eeutpos

HIDNNULICOS

ESQUEMA DE BOMBA CENTRIFUGA

456 424 200

408 455

DEScRrpc¡ót¡ Casco rodamiento Tapa rodamiento delant.

2',t3 202 229 220 102 141

.1 1 1

105 110

Eie

1

114

Chaveta

1

117

Rodamiento de bolas

1

121

*1

30

Luneta

1

.209

1a

2',13

*214

*215

1

218

218-A

Tapón NPT

180

Tuerca hexagonal Pata posterior DIN Disco grasa delantero

183

1

1

154 181

1

Pieza intermedia

220 229

2

4

400 *401

4 1

.409

1

Bocina eje/bocina sello mecánico Empaquetadura Pin de anastre Anillo jebe Empaquetadura prensaestopa Tapón NPT 114 - Conex. 2 Tapón NPT 114 - Conex. 1 Tuerca hexagonal Anillo plano

1 1 1

5c 1 1

2 2 1

lmpulsor Anillo desgaste delantero Perno hexagonal

1

419

1

424

1

455

Tapón NPT - Manómetro Pin de seguridad delantero

456

Tapón NPT - Vacuómetro

103

'a

Caja

2

114

CANT.

200 202

*208

1

DESCRIPCIÓN Anillo tolerancia

Rodamiento de bolas de contacto angular

144

137 141

1

154 105 117 181 180 137

90

Anillo Stefa Grasera recta NPT 1/8 Perno hexaqonal Tuerca hexagonal Anillo Stefa

131

POS.

CANT.

Rodamiento de 2 hileras de bolas Anillo distanciador delantero Anillo distanciador posterior

104

*

400 214 209

100 103

*

419 218-A 215 208 144 131 121 183 104 110 100 190 131 130

POS.

102

*

401

218

1

8 1 1 1

Las especificaciones están sujetas a cambio sin previo aviso

Notas

a(2) c (4)

: Paralasbombasl50-315/150-400, : Para las bombas 32-125 I 32-1 60-L / 40-1 25 I 40-160 I 40-200 I 50-125 I 50-160 / 50-200 43

y REpARAcÉru

I runrureuMrENTo

DE MAeurNA

/Eeurpos HtDRÁuucos

Medidas en milímetro de las bombas centrifugas

ND1

Modelo 32

ND1 ND2

a

f

- 125

32 - 160

50

32

32 - 1601

80

40 - 125

gt

g'

500

50 - 125 50

100

- 160

50 - 200

65 - 200 65 - 250

100

80 - 315

530

80

125 500

24A 190

340 160 180

265 212

340

160

500 530

e'

I

31

285 24

8

27

50

370 32

10

35

80

285 24

I

27

50

41 15

320 250 110

15

505 225 280

12

480 200 280

15

60s 250

75

35

14

80 160 120

370

10

35

80

61

69' 93

368 42

12

45 110

370

32

10

35

368

42

12

45 110

32

10

35

42

12

45

106

15

400 315 80 160 120

32

18

400 315

4.5 430 180 250 65 125 95 345 280 565 250 315

Peso (kq)

18

360 280

370

400 315 355

80

62 118

80 108

368

157

500 400

670

200

a

33

125 95 280 212 360 280

150 160

712

430

715 315 400 20

150- 315

Eie d

42

450 200 250

635 280

w

200

13

12

@5,

265 212

320 250

712

(63)

70

40s 180 225

125 14C

125- 400

180 50 100

360 160 200 65

10

aSt

240 190

405 180 225

15

100

125- 315 150

(.x63)

3

530

125- 250

50- 400 1 50- 400

292 132 160

505 225 280

125

100 - 200

1

214 160

292 132 160

65

80 - 200

n'

4.5 405 180 225 65 125 95 324 250

12

100 500

65 - 315 80 - 250

12

252 112 140

10

125

65 - 160

n'

50 100 70

3

360

50 - 250

nt

240 190

14

50

mt

292 132 160

385 80

mt

10

10

40 - 250

j

190 140

385

40

h'

252 112 140

13

65

ht

13

40 - 160 40 - 200

h

100 200 150

6

44

18

55

225 110

140 550 450

765 315 450

60

22 48

14

52

60

18

55

500

\

I mnrureutmtENTo y REpARAc¡óru

DE MAeutNA

/Eeutpos nlonnultcos

ESQUEMADE EJES DE LAS BOMBAS

zLuE

a

-

O TU J tL

o tU

-?

tU

o

Eo

€ o

ij

T]

o

.9,

o

É.

I unnreumrENTo y REpARAc6l¡ DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRAuucos ELABORAC¡ÓN DE UN PROGRAMA DE SEGURIDAD

L Actitud de la gerencia.

Para alcanzar

y mantener un sistema

verdaderamente eficaz, que elimine los accidentes evitables, la gerencia debe aceptar plena responsabilidad por la seguridad.

2.

Asignación de responsabilidades

Como

la

gerencia tiene demasiadas

responsabilidades sobre la marcha de la empresa, surge la necesidad de asignar responsabilidades que son : - el encargado de seguridad - supervisores trabajadores

- comités de seguridad -

departamentos de mantenimiento

3. Mantenimiento de las condiciones seguras de trabajo

Las condiciones seguras se

mantiene

mediante: - lnspecciones - lngeniería - Compras

4.

Adiestramiento en seguridad

La educación es neces aria en cualquier esfuerzo tendiente a prevenir accidentes, ya que la seguridad depende de los hombres Registro de accidentes

5.

Registros de accidentes

Así como el calculo exacto de los ctstos, los

informes pormenorizados son indispensables para el buen

funcionamiento de una empresa, de Ia misma manera, el registro de accidentes, es esencial para obtener un alto grado de seguridad.

46

.

I um,¡rerurutENTo 6.

y REpARAc¡ón

DE MAeutNA

/Eeutpos nlonnuucos

Selvicios de salud y pr¡mero",",l*ilios Los propósitos de un programa de salud

y primeros auxilios en una empresa industrial son "PROMOVER" y "MANTENER" la salud física y mental de todos los tra bajadores. -"

Aceptac,u'o;#:j:::?:biridad por

ros

'

7. Aceptación de la responsabilidad por los trabajadores

La aceptación de la responsabilidad personal por los trabajadores, es necesaria, si se quiere que la prevención de accidentes tenga éxito.

Responsabilidades de la gerencia 1 . Asumir plena responsabilidad por la seguridad. 2. Responsabilizara los ejecutivos porla seguridad de lostrabajadores. 3. Aprobar las disposiciones de seguridad formuladas por el departamento respectivo. 4. Participar en el programa como lo sugiere el departamento y comité de seguridad.

Sesponsabilidad del encargado de seguridad l.Asesorarsin autoridad de línea,

a todos los niveles.

2. Coordinar actividades de seguridad. 3. Preparary analizar los informes de accidentes.

4. Dirigirlas actividades educativas de seguridad en todos los niveles de supervisión. 5. Mantener y conservar el interés de los trabajadores por la seguridad. 6. Desarrollar los programas educativos de seguridad para los trabajadores. 7. Desempeñar Ia labor de secretario en el comité de seguridad. 8. Supervisaryvalorizar la investigación de accidentes. 9. Proyectary dirigir los programas de inspección de seguridad.

Responsab¡lidades de los supervisores 1. Vigilar por el cumplimiento de las reglas de seguridad. 2. Adiestrar a los trabajadores para laborar con seguridad 3. Responsabilizarse por la seguridad de su personal. 4. Mantener condiciones seguras, de trabajo (l uz,ventilación, Iim pteza, etc. ). 5. Conseguir con prontitud los primeros aux¡lios para los lesionados.

6. Reportar

e investigar todos los

accidentes y corregir las causas. 7

. Formar parte del

comité de seguridad.

8. Efectuar reuniones de seguridad con su personal. 47

I unm¡UMIENTo

Y REPARACóru DE MAQUINAS/EQUIPoS HIDRAuucos

Responsab¡l ¡dades de las trabajadores

1. Trabajar

2. 3.

4.

de acuerdo con las practicas de seguridad aceptadas. Reportar las practicas condiciones inseguras. Cumplir con las reglas y disposiciones ! de Dar sugerencias de seguridad,

y

seguridad.

Responsabilidad del departamento de mantenimiento 1. Colaborará con supervisores.

el

comité

de seguridad, el encargado de seguridad

y

los

2. Ejecutar rápidamente las ordenes de trabajo, emanadas del departamento de seguridad. 3. Cooperaren el diseño de equipo de seguridad, guardaryaccesorios 4. Seguir un programa regular de mantenimiento de todo el equipo, desde el punto de vista de la seguridad y llevar registros de mantenimiento.

Responsabilidades de los comités seccionales 1 . Desarrollar actitudes de seguridad en los trabajadores. 2. Hacer inspecciones de la planta. 3. Presentarsugerencias para eliminar los riesgos de accidentes. 4, Cooperar en los programas de educación de seguridad para los trabajadores. 5. Apoyaren el cumplimiento de las reglas de seguridad

4B

I mnruremMtENTo y REpARAcÉru DE MAeutNA /Eeutpos HtDRÁuucos LESIONES Cualesquiera que sean las lesiones, son aplicables una serie de normas generales. Siempre hay que evitar el pánico y la precipitación. A no ser que la colocación de la víctima lo exponga a lesiones adicionales, deben evitarse los cambios de posición hasta que sedetermine la naturalezadel proceso. Un socorrista entrenado ha de examinar al accidentado para valorar las heridás,

quemaduras y fracturas. Se debe tranquiltzar alaVíctima explicándole que ya ha sido solicitada ayuda médica. La cabeza debe mantenerse al mismo nivel que el tronco excepto cuando exista dificultad respiratoria. En ausencia de lesiones craneales o cervicales se pueden elevar ligeramente los hombros y la cabeza para mayor comodidad. Si se producen náuseas o vómitos debe girarse la cabeza hacia un lado para evitar aspiraciones. Nunca se deben administrar alimentos o bebidas (si el paciente va a requerir cirugía hay que esperar hasta que se vacíe elestómago), y mucho menos en el paciente inconsciente. La primera actuación, la más inmediata, debe ser procurar al paciente una respiración aceptable: conseguir la desobstrucción de las vías respiratorias para evitar la asfixia, extrayendo los cuerpos extraños -sólidos o líquidos - y retirando la lengua caída hacia atrás. Si el paciente no respira por sí sólo habrá que ventilarlo desde el exterior mediante respiración boca a boca hasta disponerde un dispositivo mecánico.

El segundo aspecto a corregir es el referente al sistema circulatorio, para evitar el shock. Se deben valorar la frecuencia cardiaca y la tensión arterial. Una valoración inicial se obt¡ene tomando el pulso: permite valorar la frecuenc¡a y ritmo cardiaco, y su "fortaleza" nos indica una adecuada tensión arterial.

El shock o choque es un trastorno hemodinámico agudo caracterizado por una perfusiÓn inadecuada, general y duradera, de los tejidos que pone en peligro la vida.

Las urgencias que requieren primeros auxilios con más frecuencia son los accidentes en los que se produce asfixia, parada e infarto cardiacos, sangrado grave, envenenamiento, quemaduras, golpe de calor, desvanec¡miento, coma, esguinces, fracturas.

49

I tvwrreurlYlrENTo

y REpARAqóru

DE MAeUtNAS/Eeutpos

n¡onlultcos

CLASIFICACIÓN DE LESIONES EN ELTRABAJO Dias cargados 1. Muerte

6,000

2. lnca pacidad total tem poral A) Lesiones que incapacitan total y permanente al trabajador a efectuar cualquier clase de trabajo remunerado

6,000

B) Lesiones que resulten de la pedida anatómica o perdida funcionaltotal de:

ojos brazos piernas 4. manos pies 5. 6. Unojoyunbrazo 7 . Un ojo y una pierna 8. Un ojoyuna mano 9. Unojoyunpie 10. Una mano y una pierna 11 . Una mano y un pie 1. 2. 3.

Ambos Ambos Ambas Ambas Ambos

12.Un brazo y una mano (siempre que no sea de la misma extremidad) 13. Una pierna y un pie siempre que no sea de la misma extremidad

3.

6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000 6,000

lncapacidad parcial permanente A) Lesiones que resulten de la perdida anatómica o la perdida totalde la función de:

A) Un brazo 1 ) Cualquier punto arriba del codo, incluyendo la coyuntura del hombro. 2) Cualquierpunto arriba de la muñeca, hasta elniveldelcodo (antebrazo).

B)Una pierna 1) Cualquier punto arriba de la rodilla (muslo). 2) Cualquier punto arriba deltobillo hasta el nivel de la rodilla C) Mano, dedo grande y otros dedos del pie. Amputación de todo o parte del hueso. Pulgar indice medio anular meñique 1 ) Tercer falange (una) 300 60 50 2) Segund afalange (medio) 120 100 3) Primerafalange 240 200 4) Hueso metacarpio 900 *u_o 400 5) Mano al nivel de la muñeca 3,000

(próximo) 600

100 75 200 150 400 300

600

ulo

D) Pie, dedo grande y otros dedos del p¡e. Dedo grande cada uno de los otros dedos 1 )Tercera falange (uña) 150 35 2) Segund afalange (medio) 75 3) Prime rafalange (próximo) 300 150 4) Hueso metatarsiano u:o 350 5) Pie al nivel del tobillo 2,400 50

I uRrureumtENTo

y REpARAcTóru

DE MAeurNAs/Eeutpos

tloRRULIcos

HOJA DE TRABAJO

1.-

¿Que pasos importantes se considera para reparareje oflecha?

2.-

¿Que procedimientos se consideran para repararel impulsor?

3.-

¿Como se clasifican las bombas hidráulicas?

4.-

¿Que elementos constituyen el cuerpo de la bomba centrifuga?

5.-

¿Como se clasifican las bombas centrifugas?

6.-

¿Que componentes constituyen la bomba centrifuga de eje libre?

7

.-

¿Que tipos de bombas centrifugas son adecuadas para impulsar líquidos limpios o ligeramente sucios?

8.-

¿Que tipos de bombas centrifuga son adecuadas para impulsar pastas y líquidos mecánicamente abrasivos?

:

¿Que mide elrendimiento mecánico en las bombas hidráulicas?

10.- ¿Cuales son las fallas o averías que presentan las bombas centrifugas? 11.- ¿Que recomendaciones considera en la instalación de los tubos de las bombas hidráulicas?

'12.-

¿Como deben diseñarse el eje o flecha en las bombas hidráulicas?

13.- ¿Como

se clasifican los impulsores según su entrada de fluido?

14.- ¿Como

se clasifican los impulsores según la construcción mecánica?

15.- ¿Como

se elabora los plásticos termoestables?

1

6.-

¿Como se forman los fenoplásticos?

17.- ¿Que pasos importantes 18.- ¿Como

se consideran para elaborar un programa de seguridad?

se clasifican las lesiones sen eltrabajo?

51

SEMANA

NO 4

TAREA N" 02 REPARACIÓN DE BOMBA CENTRIFUGA OPERACIÓN

. Verificar / cambiar rodamiento / cojinetes

52

I

ORDEN DE EJECUCIÓN

No

01

02 03

01

HERRAMIENTAS

lnspeccionar bomba Verificar, cambiar rodamiento ylo cojinete Comprobar bomba

01

PZA. CANT

BOMBA CENTRIFUGA

DENOMINACIÓN

/ INSTRUMENTOS

. Extractor de rodajes . Llave francesa 16" . Llave de boca 314" , 718 . Martillo de goma . Micrómetro interior/exterior . Reloj Comparador . Compas interior/exterior

G

DIMENSIONES

NORhTA

' REPARACIÓN DE BOMBA CENTRIFUGA

MECÁNICA DE MANTENIMIENTO

53

GG.35 MATERIAL

HT

I

OBSERVACIONES

M REF HO.O7 TIEMPO: I Hrs. I HOJA: 214 ESCALA:1:1 I 2006 OZIM

I maurenrMrENTo y REpARAcTóu DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos opeRRcrón: VERIFICAR/ CAMBIAR RODAMIENTOS / COJINETE Esta operación consiste en verificar detectando fallas ocasionadas por el rodamiento y cojinete, para luego iniciar el desmontaje y cambios de los elementos defectuosos de la bomba centrífuga.

PROCESO DE EJECUCIÓN

lo PASO

: Desmonte

el rodamiento.

a) Emplee un extractor para el retiro de los rodamientos, (Fig. 1). Fig. I

b) Retire los anillos distanciadores del eje o flecha

?OPASO : Verifique los rodamientos. #rh

a)

Lave los rodamientos y cojinetes de la bomba

ffiw

.ri'i'i

(Fig. 3) b)

Verifique

la situación de

rodamiento. OBSERVACIÓN

si los rodamientos muestran un juego excesivo. Determine

3O

PASO : Cambie

los rodamientos. Fig. 3

a) ldentifique la serie de los rodamientos y seléccione el adecuado. b) Monte los rodamientos en el

eje o flecha evitando dañar el aro interior (F¡g .4). Fig. 4 MECANICO DE MANTENIMIENTO

54

REF. H.O.07/MM 1/1

I unrur¡uutENTo y REpARAcTóru

DE MAeutNA

/Eeutpos npnnuLtcos

BoMBAS cENTRIFUGAs DE BAJAvALTA pReslóru Bombas de baja presión Las bombas centrifugas de baja presión se emplean para impulsar líquidos a pequeñas y medianas alturas.

Eltipo que representa la Fig. 1 es adecuado para alturas de impulsión desde 2 metros a 60 metros, y para caudales entre 0,4 l/s y 250 l/s

Fig.

1

Para alturas de impulsión entre 2 metros y 20 metros, y caudales mayores, es preciso recurrir tipos especiales, con gran capacidad de absorción; como, por ejemplo, la que muestra la Fig . 2, puede impulsar hasta 2000 l/s, y aun caudales mayores.

a

Fig.2

Para caudales semejantes a los anteriores, y aun mayores hasta 15000 l/s, se pueden utilizar las bombas axiales de rodete helicoidaly las bombas axiales de hélice, que son susceptibles de funcionamiento a mayor nurnero de revoluciones, permaneciendo iguales las condiciones restantes Fig. 3 y4.

Fig. 4

Fig. 3

55

I mnur¡umtENTo y REpARAcIóru

DE MAeutNA

/Eeutpos HtDRÁu¡-rcos

Bombas de alta presión Las bombas de este grupo están proyectadas para velocidades de giro bajas, y su construcción se ha ideado de forma que todos los puntos que están expuestos al ataque de las mezclas solidas, contenidas en el liquido de impulsión, queden protegidos por piezas recambiables, tales como, blindajes, anillos de desgaste, casquillos de protección de eje, etc. El equilibrio del empuje axial hidráulico, se consigue de diferentes maneras, de acuerdo con las.condiciones particulares delservicio. Bombas de tipo: HAK (Fig. 1) Caudal de impulsión hasta 450 m3/h Altura de elevación hasta 400 m Tipo de construcción: celular multiescalo-

nada, con blindajes recambiables,

difusores, casquillos de distancias y casquillos de protección de eje. Prensaestopas descargado con anillo de cierre hidráulico. EI eje gira apoyando en ambos lados, sobre

rodamientos. Aplicable para líquidos ligeramente sucios, así como bomba auxiliar para el agotamiento de minas

Fig. I

según D|N24251. Bombas de tipo: HEG (Fig .2) Caudal de impulsión hasta 500 m3/h Fig.2 Altura de elevación hasta 1000 m Rendimientos superiores, sobre consulta. Tipo de construcción: celular multiescalonada, con blindajes, recambiables, difusores, casquillos de distancia y casquillos de protección del eje. Equilíbrio del empuje axial mediante dispositivos de descarga hidráulica. El eje gira apoyado, en ambos lados, sobre cojinetes de fricción oscilantes. Aplicable como bomba principal, para agotamientos de minas según DIN 24251 Bombas de tipo:2H (Fig. 3) Caudal de impulsión hasta 900 m3/h

Altura de elevación hasta 400 m. Tipo de construcción: celular multiescalonada, con blindajes recambiables y casquillos de protección del eje. Los impulsores están dispuestos en grupos en paralelo, con movimiento opuesto. Aplicables para agua

Fig. 3

suc¡a de minas, colectores, etc.

Bombas de tipo: KH (Fig .4) Caudal de impulsión hasta 150 m3/h

Fig. 4

Altura de elevación hasta 200 m, Tipo de construcción: celular con blindajes cambiables, Los impulsores de gran paso y descargados, están dispuestos en grupos en serie, con movimiento opuesto. Casquillos de protección del eje, anillos de cierre hidráulico. El eje gira, apoyado a ambos lados, sobre cojinetes de rodillos. Aplicable para la impulsión hidráulica de materias solidas, tales como escorias, carbón, fangos, bauxita, arena, etc. 56

I unrureruIMIENTo Y REPARAc¡Ón

DE MAQUINA IEQUIPos HIDRÁuucos

FALLAS O DESGASTES DE RODAMIENTOS Y COJINETES EN LAS BOMBAS CENTRIFUGAS Gojinetes La función principal de los cojinetes en las bombas es mantener la flecha o eje en correcto alineamiento con las partes estacionarias bajo la acción de cargas radiales y transversales. Tipos de cojinetes Son de diferentes tipos, ya que el árbol puede desplazarse de su posición en distinta forma. Para comprender esto, en la figura, se aprecian los movimientos an que están sometidos Ios ejes. Si el movimiento es vertical, o sea en el sentido de la flecha se denomina "movimiento radial", y por lo tanto los cojinetes que se dispongan deben impedir este movimiento, llamandose entonces "cojinetes radiales", si por el contrario, el movimiento es como indica la flecha, esto es en sentido longitudinal, los cojinetes deben ser "axiales" o de tope, o sea que eviten el movimiento axial Fig. 1 .

La alineación de los cojinetes con respecto al eje debe ser perfecta, pues de lo contrario

se corre el riesgo de que ambos se deformen o inutilicen, debido a un recalentamiento excesivo de los cojinetes. También debe tomarse la precaución de que ninguno de los aros al girar roce en ninguna parte de la cabeza o cubierta de la bomba. Esto podria llegar a hacer que el árbol se doblara, dañandose consjderablemente los órganos de la bomba.

Generalmente, se usan dos cojinetes exteriores para la bomba de uso general, uno a cada lado de la cubierta. Estos eran originalmente deltipo de babbit con lubricación de aceite, pero en años mas rpcientes la mayoría de los fabricantes han cambiado a cojinetes a la fricción que usfn lub¡icación de grasa o aceite.

//

Algunas bombas de líquidos limpios, están provistas de cojinetes de manguito interior. Elpropio liquido se usa como lubricante, aunque en algunos diseños se usa lubricación de grasa. Fig .2.

Los cojinetes de las ombas pueden ser

rigidosoautolineantes,Ucojinete

autolineante se ajusta a un cambio en la posición angular de la flecha. Los cojinetes mas comunes resistentés a la fricción, que se usan con bombas, son los diversos tipos de cojinetes de bolas. Los cojinetes de rodillos se usan menos

frecuentemente, aunque

el

cojinete

esferico de rodillos se usa frecuentemente para tamaños grandes de flechas. Fig.2

57

I umrr¡ruMrENTo

y REpARAcTón

Para ello se dispone de cojinetes que en su forma más sencilla están compuestos por un anillo hecho de material adecuado (bronce por regla general) que disminuye el rozamiento, ffiontándose en forma fija en el soporte del gorrón (F¡g. 3), eh cuyo interior se apoya éste de forma que pueda girar

libremente.

DE MAeutNAs/Eeutpos

nlonnuLrcos

Soporte Cojinete Gorrón

.

Si anteriormente hemos dicho que los cojinetes sirven de puntos de apoyo de los gorrones o lo que es lo mismo de los ejes o árboles, se desprende que la función delcojinete es pues, no solamente la de disminuir el roce en los gorrones, sino también la de mantener el árbol en su posición de trabajo. Los cojinetes en sus aplicaciones presentan una gran variedad de formas y modelos, según los casos particulares para que se emplean; no obstante, aquínos limitaremos a los cojinetes que generalmente se utilizan para el montaje en bombas; sin embargo, hacemos constar que tanto en unas como en otras máquinas la disposición de los cojinetes es casi igual para todas.

Gojinetes de rozamiento

Los casquillos de los cojinetes de rozamiento se construyen de bronce, material resistente alrozamiento. Los cojinetes en forma más sencilla consisten en simples aros cuyas superficies están perfectamente mecanizadas. Cuando el rozamiento de estos casquillos, como en el caso de las bombas, es excesivo dado el elevado número de revoluciones a que están sometidos, es necesario que estén dotados de un sistema de engrase interno, para lo cual en su superficie interior se practican unas ranuras o canales por los que circula el aceite de engrase. Estas ranuras están en comunicación con el engrasador a través de un orificlo practicado en una de las ranuras. El orificio tiene comunicación directa con el engrasador o caja de engrase, siempre, claro está, que se trata de cojinetes que estén dotados de este sistema de engrase. En la mayoría de los casos, para facilitar el montaje y desmontaje de estos cojinetes, los casquillos del mismo se fabrican partidos en dos medios anillos. En la Fig.4 pueden verse los medios aros de cojínete así como las ranuras y orificios de engrase.

Fig. 4

58

I mnrure¡¡rurENTo

y REpARAcÉn

DE MAeutNA

/Eeutpos HtDRÁuucos

El conjunto completo de estos cojinetes lisos o de rozamiento nos muestra de una forma completa la Fig. 5, cuyo aspecto general se ha dibujado en corte para apreciartodos los elementos que lo componen. El gorrón del eje gira en el interior del casquillo (1) el cual está provisto de una ranura (3)que permite poner en comunicación el casquillo con el arode engrase (2).

Este aro de engrase, guya parte inferior está sumergida en el aceite que contiene la caja de engrase (4), hace las veces de ranuras de engrase. Al girar el anillo se le adhiere uria capa de aceite elevándola hasta la abertura delcasquillo donde la vierte sobre el eje; la grasa transportada por el anillo se extieñde a lo largo del casquillo, gracias a unos canales suplementarios que desembocan en otras ranuras colectaras de aceite por las que fa grasa que eleva el aro vuelve de nuevo a la caja de engrase. Una sucesión continua de esta operación establece un engrase progresivo deleje y cojinete,

Para comprendermejor este montaje hemos ampliado estas partes en la Fig. 6, en la que vemos como los medios casquillos del cojinete rodean al árbol y se apoyan en la

pieza inferior, que pertenece

a una parte segmentada del cuerpo de bómba.

El

sombrero o parte superior del cojinete es el que se encarga de la sujeción de los aros al cuerpo de la bomba, mediante unos espárragos.

Sombrero

Bancada

Fig.

5

Fig. Fig.66

Con apropiada aplicación y lubricación, los cojinetes resistentes a la fricción tendrán una larga vida y estarán libres de dificultades. Sin embargo, pueden ocurrirfallas por lo siguiente: - uso de un tipo o

tamaño indebido para la aplicación determinada;

-montaje defectuoso, debido

a la mano de obra inexperta en la fabricación

o

mantenimiento; - lubricante o práctica de lubricación inadecuados; - entrada de agua, mugre o arenisca dentro del cojinete; y - daño mecánico a las bolas, rodillos o anillos.

de cojinetes, en el tamaño y la lubricación para adaptarse al campo de servicio para el que se usará la bomba. Ocasionalmente, por equivocación, vina bomba se usa para condiciones o localizaciones no apropiadas para su diseño de cojinetes, y por lo tanto, tendrá una corta vida. El anillo interiorde los cojinetes antifricción no debe girar en la flecha, el anillo exterior no debe girar en la caja, y el rodamiento debe estar correctamente alineado. Los diseñadores de bombas basan su selección deltipo

59

I unrureuMtENTo y REpARAcÉru DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos Generalmente, los cojinetes antifricción están prensados o montados en caliente en sus flechas; siintervienen cargas de empuje, se sostienen en posición axialen sus flechas, por topes y tuercas de flecha. Si la flecha es de menor tamaño, el ajuste queda muy flojo, permitiendo la rotación del anillo interior en la flecha, con el consecuente daño del cojinete, de la flecha o de ambos. Por otra parte, un diámetro de la flecha demasiado grande puede dar por resultado la expansión del anillo interior, causando una holgura insuficiente entre las bolas o los rodillos y sus anillos interiory exterior.

lgualmente, la montura debe prou""r la suficiente fuerza de sostén, con sujeción adecuada del anillo exterior en la caja, para evitar que gire en ella. En los rodamientos radiales, el anillo exterior debe moverse axialmente en su caja, si los cambios de temperatura originan expansiones desiguales de la flecha y la cubierta. También es importante que los cojinetes antifricción estén montados a escuadra en sus flechas y en sus cajas, y que no estén inclinados. Un diseñador de bombas tiene que estar seguro de que la cubierta no se deformará indebidamente cuando se aplica la presión, pues la deformación sacará, del alineamiento al cojinete. Los cojinetes antifricción tienen tolerancias precisas; el diseño de la bombay la mano de obra deben cumplircon ellas. Algunos diseños de cajas de cojinetes cuentan con medios para asegurar el centrado inicial de los cojinetes (Fig, 7). En esos casos, se debe llegar al alineamiento apropiado después que la bomba y la mano de obra cumplan con ellas. Muchas de las fallas de los cojinetes antifricción, se deben al uso de lubricantes inadecuados.

Se debe tener cuidado y evitar que entre agua al cojinete. Se sabe que, demasiado

enfriamiento de la caja, causa la humedad dentro de aquélla. condensación de

caja

Si se permite que entren al cojinete mugre o

arenisca, naturalmente causarán daño.

Como la grasa forma un buen sello contra el polvo y la mugre, generalmente se prefiere la lubricación con grasa, si la bomba se vaa instalar en un lugar polvoriento,

Mantenimiento de los cojinetes de fricción (bujes).- Generalmente se recomienda que

el espacio libre entre la flecha y

los

manguitos no exceda un porcentaje de la holgura original, antes de que se renueve. Cuando se inspeccionan los cojinetes, €s muy importante examinar la condición de la flecha en las chumaceras. en bomba de doble admisión

lgualmente, debe examinarse los manguitos para ver si hay picaduras. Si se descubren marcas de picaduras, se deben disponer medios para eliminarlas, o se debe aislar la caja delcojinete o el pedestal. Aunque frecuentemente se tienen en existencia manguitos de repuesto la cuadrilla de mantenimiento puede encontrarse con el problema de una flecha dañada. Esa flecha debe rebajarse y pulirse, y entonces no serán adecuados los rnanguitos de respuesto. 60

I runure¡¡rutENTo

y REpARAcTóu

DE MAeutNA

/Eeutpos ntonnulrcos

Rodamientos

Los rodamientos pueden ser igualmente radiales o axiales, siendo construidos

indiferentemente con bolas o rodillos.

Fig, 1 se ve un rodamiento a bolas cortado, apreciándose que su construcción se compone en esta forma más simple de dos aros de acero, por cuyo intermedio se deslizan esferas del mismo material. Los cojinetes a rodillos son idénticos a los de bolas, diferenciándose en que los elementos de rodamiento son cilíndricos (Fig. 2). Estos rodamientos se fabrican también en forma cónica (Fig. 3)donde puede apreciarse la construcción de este tipo de rodamientos asícomo la placa separadora de los rodillos.

Fig.

Fig.2

1

Fig. 3

El montaje eje estos rodamientos lo mismo

s¡ son de bolas como de rodillos, puede verse en la Fig.4. El anillo (1) interior está firmemente fijado por presión al eje o árbol y el anillo exterior (2) fijado al soporte, que a su vez se atornilla al cuerpo de bomba.

Hemos de señalar que tanto los cojinetes de rozamiento como los de bolas o rodillos pueden sujetarse de igual forma, pues esto sólo depende de la disposición que se de al portacojinetes con respecto al lugar o tipo de carcasa al que han de ir acoplados.

Eje

Fig. 4

La alineación de los rodamientos y cojinetes con respecto al árbol debe ser perfecta, pues de lo contrario se corre el riesgo de que ambos se deformen o inutilicen, debido a un recalentamiento excesivo de los cojinetes. También debe tomarse la precaución de que ninguno de los aros al girar roce en ninguna parte de la carcasa de la bomba. Esto podría llegar a hacer que el árbol se doblara dañando considerablemente los órganos de la bomba.

61

I rvrnruremMtENTo

y REpARAc6u

DE MAeutNA

/Eeutpos HtDRÁuucos

5

En la figura se muestran diferentes tipos de rodamientos de rodillos, así como también deltipo mixto, es decircojinetes compuestos a la vez por rodillos y bolas. En la parte superior se muestran cojinetes de rodillos de tipo axial y en la parte inferior los de apoyo. En el grabado inferior de la citada figura 16 el primero de los cuatro corresponde a un rodamiento mixto que está construido por bolas y rodillos; utilizándose para contrarrestar a la vez tanto el desplazamiento axial como el radial. En este tipo de rodamiento los rodillos trabajan de Bpoyo y evitan así el desplazamiento radial del árbol. Al mismo tiempo, las bolas evitan el desplazamiento longitudinal o. axial apoyándose en uno de los aros del rodamiento.

Fig. 5

Mantenimiento de los cojinetes y rodamientois El engrase debe efectuarse en su medida justa, pues la cantidad de grasa, tanto si es insuficiente como si es excesiva, resulta perjudicial para la vida de los cojinetes (F¡g. 6). Al mismo tiempo debe procurarse que el lubrificante se mantenga siempre

limpio, libre de sustancias extrañas o impurezas. Los asientos de los cojinetes tanto de rozamiento como de bolas o rodillos pierden sus buenas características de funcionamiento si reciben golpes o se rayan, por lo que se recomienda ponei especial cuidado al manejar estas piezas.' F¡9. 6

La cantidad de lubrificante que llevan normalmente los cojinetes montados en la bomba es suficiente para no tener que reponerlo hasta varios meses de servicio; no obstante, es necesario introducir por los orificios de engrase y, de vez en cuando, algunas gotas de aceite de buena calidad, lo que hará que se mantenga un nivel constante y suficiente para que se consiga una buena lubrificación.

62

I mnureumtENTo y REpARAcIón DE MAeUtNAS/Eeutpos

HtDRÁuucos

Cuando los grupos moto-bombas son de tamaño considerable en vez de cojinetes de bolas, la casa constructora reemplaza estos cojinetes por cojines de rozamiento. Las cajas de estos cojinetes han sido igualmente cargadas de lubrificante en fábrica, así que, en un período de tiempo prudencial, no necesitan cuidados inmediatos. Si las cajas de los cojinetes se llenan excesivamente, éstos se calientan y el lubrificante salta hacia fuera al ser batido por el movimietno de giro del eje.Por esta razón las cajas

de los cojinetes deben limpiarse periódicamente, pero no podemos particularizar un tiempo exacto para cada tipo. La persona'encargada del mantenimiento de los grupos puede entonces porsí misma establecerel período de tiempo para la limpieza y recarga de los cojinetes y cajas de engrase. La limpieza de los cojinetes y rodamientos puede hacerse de dos formas, según estén o no desmontados del eje. En los cojinetes de fricción, el desmontaje es fácil y por lo tanto no presenta ninguna dificultad proceder al mismo. No ocurre esto con los rodamientos a

bolas, los cuales al estar montados a presión sobre los ejes es difícil separarlos. Para ello, téngase en cuenta que los rodamientos a bolas no deben ser nunca golpeados con un martillo. Para separarlos de! eje se utiliza una herramienta llamada extractor (Fig. 7).

Para extraer un rodamiento se apoyan las patas del extractor en el aro pequeño del rodamiento (nunca en el aro mayor) y el tornillo al girar hace palanca sobre el centro del eje al que está acoplado el rodamiento. Repetimos que las patas del extractor se apoyen en el aro pequeño, o sea, sobre el aro señalado con flechas en la Fig. 8, siempre claro está que sea éste el que va montado a presión en el eje, pues de ser el aro exterior del cojinete el que va montado a

ooooo

o o

o o o o

ooooo

o o o

o o

Fig. 7

en el soporte, las patas del extractor se apoyarán sobre éste. Es decir, las patas del extractor deben apoyarse sobre el aro del cojinete que va montado a presión. presión

Fig.8

Hay varias contradicciones sobre qué líquido es más adecuado para limpiar los rodamientos y cojinetes. Muchas casas indican que para la limpieza es recomendable utilizar el petróleo refinado, gasolina o benzol y otras, por el contrario, indican que el petróleo es perjudicialy que no debe usarse nunca. Nosotros particularmente podemos recomendar tanto la gasolina o benzol como el petróleo. Ahora bien, al utilizar gasolina o benzol deben tenerse muchas precauciones porque son líquidos muy inflamables. Una vez desmontado el rodamiento con un punzón de madera o un rascado¡ se quita toda la grasa que se pueda. Para la limpieza de los rodamientos no deben usarse nunca utensilios metálicos que puedan produclr rayaduras. El aire comprimido, siempre que pueda disponerse de é1, y sea seco, es una gran ayuda, eficaz y recomendable. El chorro de aire se dirige contra el rodamiento al mismo tiempo que se hace girara éste.

63

I mnrureru¡MtENTo y REpARAcÉru DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁut-¡cos Después de haber limpiado de grasa el rodamiento se prepara un recipiente con gasolina, benzolo petróleo yse sumerge el rodamiento durante unos minutos. Después con un pincel se les acaba de límpiar; al hacer este trabajo hay que tener cuidado de que no queden pelos agarrados o pegados entre los elementos rodantes del cojinete. Si con una operación de limpieza no se logra que se desprenda toda la suciedad hay que rcpetir el baño y la operación de limpieza hasta que se pueda comprobar que no han quedado adherencias de grasa nide ninguna otra materia. Los pelos delpincelque se quedan pegados deben de quitarse cuidadosamente. Por último, se dirige al cojinete un chorro de aire comprimido para que queden completamente limpios.

Cuando los rodamientos son pequeños y no entra una espátula de madera en sus rincones, el baño se efectúa colocándolos en un recipiente agujereado sumergido en el recipiente de disolvente (gasolina, petróleo, benzol) y se agita. Es decir, los rodamientos se colocan entonces en un recipiente cualquiera que esté provisto de orificios, parecido a un colador casero. Este colador que contiene en su interior los rodamientos, se sumerge en el recipiente que contenga la gasolina o el petróleo. Al girar el colador, el disolvente pasa por los agujeros del colador limpiando así los rodamientos. También es conveniente hacerlos girar dentro del disolvente, después de haber permanecido un tiempo sumergidos. Si los rodamientos una vez limpios no van a ser montados ni engrasados enseguida, se recomienda aceitarlos convenientemente para evitar posibles oxidaciones. La casa constructora recomienda los aceites y los disolventes más adecuados para la limpieza de sus rodamientos.

Al proceder al aceitado se hace girar lentamente el rodamiento, de modo que el líquido engrasante pueda penetrar bien en todas sus partes. lgualmente los cojinetes que sean lubrificados con grasas pastosas deben hacerse girar algunas vueltas, para que todas las superficies queden bien engrasadas y protegidas contra el efecto de las oxidaciones. Estas precauciones sirven sobre todo, para aquellos rodamientos cuyo montaje no va a efectuarse inmediatamente sino que por cualquier causa han de guardarse durante un tiempo más o menos largo, es decir, para conservar los cojinetes desmontados. En elcaso de que los rodamientos hayan de permanecerdesmontados y almacenados durante largo tiempo se recomienda darles un baño de autoxidante. En este caso, no es suficiente con aplicarles un baño de aceite mineral corriente, sino que, además se les debe dar una capa de vaselina natural de buena calidad. Para protegerlos del polvo, etc., se les envuelve en papel parafinado.

Si el rodamiento no puede ser desmontado del eje o árbol, utilizando una jeringa, se rocía con petróleo o gasolina procurando que penetre bien por todas las partes del cojinete y al mismo tiempo se girará éste. En caso de que el rodamiento se halle montado dentro de una caja de engrase se rocía de gasolina o petróleo utilizando una jeringa, como en elcaso anterior. Asimismo todas las superficies accesibles se secan a continuación con un trapo bien limpio. Esta operación debe hacerse hasta que la gasolina o el petróleo que quede después de pasar por el cojinete salga bien limpio.

64

I mnrur¡mlvltENTo

y REpARAcIóH

DE MAeutNA

/Eeutpos xlomuLtcos

Cuando los rodamientos están muy sucios y con grasa mezclada de polvo adherida en su contorno, se recomienda que, estando la bomba o el motor aún calientes y con preferencia antes de parar el grupo, se vacíe el aceite engrasante y se llenen los soportes con aceite mineralmuyfluido o mezclado con petróleo o gasolina;se deja que el grupo siga funcionando y al cabo de un rato se vuelven a vaciar los soportes o caja de engrase. El mismo movimiento de los elementos del cojinete bate el aceite, limpiando todas sus partes. Esta operación debe repetirse todas las veces necesarias hasta que los cojinetesqueden bien limpios. También pueden limpiarse los cojinetes con lejía, ya que ésta no perjudica los elementos de acero de los rodamientos ni las coronas de bronce de los cojinetes. Los grupos que vayan montados con cojinetes de coronas de aluminio, no se recomienda limpiarlos con lejía, ya que elaluminio es atacado porella. Los rodamientos que llegan embalados cuando se recibe un grupo y se tienen que montar en é1, no necesitan ser limpiados, pues ya lo han sido minuciosamente antes de recibir el producto antioxidante. No obstante, antes de montar los rodamientos, es preciso quitar el antioxidante que haya en el interior del aro pequeño así como también eliminar al que recubre la parte exteriordelaro mayor.

.

La consecuencia que podemos sacar dé todo lo dicho es que en los cojinetes de resbalamiento o lisos, los cuidados que deben tomarse para su mantenimiento son mínimos ya que se reducen a mantenerlos bien engrasados y limpios. Para ello una de las principales precauciones consiste en cerrar bien la tapa del cojinete así como la del nivel de aceite para evitar que por ellos se introduzcan cuerpos extraños que ensucien o espesen el engrasante. La rutina de echar periódicamente aceite en los cojinetes, es otra de las cosas necesarias, pero consideramos que es mejorprocedera la limpieza de los cojines cada cuatro o cinco meses. No obstante como ya dijimos, el encargado de la máquina es el más indicado para llegar a establecer el período de tiempo en que es preciso procedera esta operación. También debe vigilarse que elcojinete sea estanco, es decir, hermético con respecto a la bomba o el motor puesto que, de no ser así, el engrasante escapará quedando el cojinete sin aceite, lo que producirá un agarrotamiento totaldel eje. Así pues las tapas, filtros o cuerpos de cierre, aros de obtuYación, etc., deben sei observados también periódicamente y sustituirlos por otros nuevos siempre que se encuentren en mal estado. Los cojinetes de rodadura se lubrifican con grasa consistente, o sea, grasa compacta. Cuando la grasa se vuelve sucia o turbia, es conveniente limpiar todo el rodamiento, nunca echar sobre la grasa usada otra grasa nueva. Los rodamientos no precisan una limpieza periódica muy seguida, basta con hacerlo cada uno o dos años según los casos, por lo cual muchos de los grupos moto-bomba se fabrican sin agujeros de engrase, obligando así aldesmontaje del rodamiento cuando se ha de renovar la grasa, lo que asegura una revisión de los mismos antes de volverlos a montar. Las características principales de una buena grasa tanto para rodamientos como para cojinetes deben reunir las condiciones siguientes. No debe ponerse pegajosa al ser usada. No debe tampoco endureierse, descomponerse ni producir oxidaciones cualquiera que sea el tipo de rodamiento a que se le aplique. Tiene.que ser libre de resina, sales minerales y otros materiales que produzcan rayaduras tales como cal, arena, etc. Hoy en día existen en el mercado gran cantidad de tipos de grasas de las cuales la casa constructora de las bombas recomienda la más adecuada para sus máquinas; incluso a veces las mismas casas contructoras de las bombas fabrica la grasa adecuada para ellas. 65

I unrureumtENTo y REpARAcón DE MAeutNAs/Eeutpos nlonauLtcos JUNTAS DE HERMETICIDAD Las juntas tienen la función de formar un sello hermético en una junta rígida deteniendo las filtraciones o fugas a través de las empaquetaduras presionadas según la unión y lo

suficientemente apretada para tener una buena adaptación y un buen sello hermético sin trayectorias de fugas.

Para sellar herméticamente la juntd debe adaptarse ala superficie de la unión que se acople. La mayoría de las juntas se hacen

de material suave de manera que

al

comprimirlas ceda, presionando y tomando formas con irregularidades de la superficie.

Con algunos materiales se produce

Compresión

el

mismo efecto. Otra forma de flujo resulta de una combinación de compresión y arrastre llamada de atracción o trituración Fig .1 .

Atracción

Fig. I

Estoperos.- Es una de las partes mas importantes de la bomba; aun pequeños defectos en su arreglo o condición pueden evitarla operación correcta de la bomba. Los estoperos tiene la función principal de proteger la bomba contra escurrimiento en el punto en elque la flecha atraviesa la cubierta de la bomba.

Sin embargo, esta función varia tanto en si misma como en la forma en que se ejecuta. Por ejemplo: si la bomba maneja una elevación de succión y si la presión interior del estopero es inferior a la atmosférica, la función del estopero es evitar que entre aire a la bomba. Siesta presión es superiora la atmosférica, la función es evitarelescurrimiento de liquidofuera de a bomba. Fig. 2 y 3.

Anillo linterna Buje de garganta

Prensa estopas

del estopero

Anillo linterna o jaula Ftg.2

Fig. 3

Prensaestopa Como su nombre indica, es el encargado de presionar la estopa o empaquetadura contra el cuerpo de la bomba e impedir así la salida del liquido por el eje procedente de la bomba. Pueden tenervarias formas: sólidos y divididos.

66

I

I nltnureuutENTo

y REpARAc¡óru

DE MAeutNA

/Eeutpos npnnuucos

Prensaestopa sólidos.- consta de una sola pieza, s€ asemeja a una brida, por el orificio central, sin que tenga rozamiento, gira el eje, utilizandose los dos orificios laterales para fijar el prensaestopa al cuerpo de la bomba. Fig.4

;,

Prensaestopa dividido.- Están hechos mitades de modo que se pueden sacar de la flecha sin desmantelar la bomba, dejando así mas este si el espacio entre caja y el cojinete es restringido.

Fig. 4

Las presaestopa generalmente se hacen de bronce, aunque se puede usar hierro colado o acero para bombas equipada totalmente de hierro. Fig. 5

Fig. 5

Montaje de las estopadas y prensaestopadas Anteriormente ya hemos hablado de las estopadas y prensaestopadas de su forma y de los diferentes tipos en que se fabrican. Ahora vamos a tratar de su colocación alrededor del eje o árbol y de las operaciones necesarias para comprobar su hermeticidad y funcionamiento seguro. Hay que recordar que el montaje correcto de las estopadas, así como una manipulación adecuada de los prensa-estopas son las condiciones indispensables para que se pueda obtener una buena función delconjunto.

Cuando ha transcurr¡do cierto tiempo de de haber

funcionamiento, después

apretado el prensaestopas repetidas veces

por medio de las tuercas acopladas

al

mismo, y el casquillo se ha introducldo por completó, es necesar¡o añadir ráé aros de estopada. Para ello primero se aprietan las tuercas del prensaestopas y se vuelven a

./

y

luego, se retiran tanto el prensaestopas como el casquillo del mismo, dejándolos en situación de que

aflojar,

puedan colocar nuevos anillos en la caja (Fig.6). Las estopadas blandas se cortan oblicuamente y en forma de anillo, que abriéndole lateralmente pueda deslizarse a lo largo del eje hasta la caja de las estopadas y ésta se vuelve a cerrar dejándola como estaba antes de abrirla. En esta primera operación es conveniente -apretar el prensaestopas con las manos, pues así se puede comprobar si es suficiente sólo con el aro de estopas puesto en la bomba. Una vez puesta en marcha la bomba, si la caja de estopadas no queda completamente hermética, vuelve a pararse la máquina y se aprieta algo más el prensaestopas. 67

I mnrureumtENTo y REpARAcÉn

DE MAeutNAs/Eeutpos

nlonnulrcos

Cuando se trata de estopadas con plano grafitado se abre el anillo lateralmente igual que en el caso anterior para que una vez colocado en el eje pueda deslizarse por el mismo hasta )a ca¡a de estopadas. A continuación, se aprieta con una llave adecuada para conseguirque elanillo quede situado en eleje, sin juego alguno.

Al mismo tiempo que se aprieta se hace girar el casquillo con la mano hasta que se observe una cierta resistencia a la rotación; entonces se afloja la tuerca del prensaestopas para que éste retroceda y se vuelve a apretar con la mano, para comprobar si solamente con esta presión es suficiente para obtener hermeticidad en'la cajade estopadas. S¡ de esta forma no se logra hermeticidad se añaden más aros de estopada (Fig .7) y, en caso de que esto no sea suficiente, debe cambiarse toda la empaquetadura, porque es señal de que ésta se halla en malas condiciones. Fig. 7

Para ello antes de colocarla nueva estopada es necesario quitarlos restos de la anterior así como limpiar bien la caja de estopadas. Acontinuación, se coloca dentro de la caja el número conveniente de anillos para formar la empaquetadura, procurando que los cortes de los aros no queden alineados, lo cual podría dar lugar a una rendija por donde ' pueda existir escape. Después de colocar el casquillo y el prensaestopas, se aprieta

éste hasta que la caja de la estopada quede cerrada herméticamente, apretando y soltando alternativamente hasta lograrlo.

Si durante el funcionamiento de la bomba la caja de eStopada se calienta más de lo normal es conveniente parar el grupo y aflojar las tuercas del prensaestopas para volver a apretarlas de nuevo pero ligeramente ya mano.Cuando las bombas se utilizan para el trasiego de líquidos con elevado contenido de cal, deben revisarse los cuerpos de bombas v estopadas, ya que la costra calcárea que se forma es perjudicial para estos órganos. Se recomienda hacer un repaso de esto cada 6 u ocho meses. Salida de agua de enfriamiento Conducto taladrado al espacio anular Preenfriamiento de escurrimiento

Colocación con la unión girada de los anillos de empaquetadura Area anular d enfria miento alrededor de la empaquetadura

Fig. 9 Entrada de agua de enfriamiento

Estopero especial enfriado con agua para temperaturas y presiones altas

Fig. 8

68

I unrureuMrENTo y REpARAcTóru

DE MAeUtNAS/Eeutpos HtDRÁur-lcos

Las bombas cuyos aros intermedios de la empaquetadura están conectados al lado de impulsión de la bomba, mediante un orificio taladrado en el cuerpo de bomba se dice que el prensa-estopas tiene cierre hidráulico interior. La Fig. 10 muestra una bomba con cierre hidráulico interior. Por el contrario, sielaro de cierre está conectado a una toma distinta de la de carga de la bomba, se dice que el prensaestopas tiene un cierre hidráulico exterior. Cuando los líquidos que se bombean son fríos la bomba puede llevar cierre hidráulico interior o exterior indistintamente; ahora bien, cuando son líquidos calientes, las bombas se fabrican con cierre hidráulico exterior, para que sirva de refrigerante a la empaquetadura. No obstante, en cualquier caso debe dejarse una fuga para lubrificar la empaquetadura.

Si el prensaestopas está demasiado apretado origiña un excesivo desgaste de la empaquetadura; para comprobar que la empaquetadura no está excesivamente apretada se hace girar el eje a mano y si éste cede fácilmente es señal de que el apriete es correcto. L

d a

b

e

2.

Junta de estanqueidad

Fis. 10

69

I rvrmr¡urmrENTo

y REpARAcóru DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos

Empaquetaduras Son dispositivos de abatimiento de presión. La empaquetadura debe ser algo plástica de modo que pueda ajustarse para la operación adecuada. También debe absorber energía sin dañar la flecha e inutilizarla.

Hay muchos materiales para empaquetaduras, cada uno adaptable en alguna clase especial de servicio. Alguno de los tipos principales son los siguientes:

Empaquetaduras

de asbesto.-

E

comparativamente suave y apropi ada para aplicaciones de agua fría y caliente en el campo de bajas temperaturas. Es el material de empaque mas común para presiones normales. servicio general Esta empaquetadura, esta prelubrica da, ya sea con grafito o algún aceite inerte. Fig .1.

a

Fis.

11

Empaquetadura metálica.- Esta compuesta de cordones metálicos o laminas delgadas con grafito o aceite lubricante impregnados y con un núcleo de asbesto o plástico. Las laminas se hacen de babbit, aluminio y cobre. Usandose el babbit para servicios de agua y aceite para temperaturas bajas y medianas. El cobre se usa para temperaturas medianas y altas y aceite de bajo contenido de azufre. El aluminio se usa en servicio de aceite y para temperaturas medianas a altas.

Es preferible, cuando es posible, usar anillos de empaquetaduras moldeados con troquel que se surten en tamaño exacto y en juegos. Un anillo moldeado asegura un ajuste exacto a la flecha y el hueco del estopero. Frecuentemente, se puede lograr una vida mas eficiente de la empaquetadura por la combinación de dos o mas diferente clases de empaquetaduras, por ejemplo alterando anillos suaves y duros. Fig .2. Fig. 12

Sellos de las bombas

Diámetro del eje en mm

Dimensiones de sección de la empaquetadura

13 a 16 17 a 38

8 10

40a51 52a64 65a76 90 a 102

13 14 16

11

Generalmente el tamaño de la empaquetadura esta relacionado con el d¡ámetro del eje en que se va a usar. Este cuadro muestra esa relación, aunque no debe tomarse como una norma , -ya que hay que tener en cuenta el diseño de la caja prensa-estopa y las recomendaciones de cada fabricante de empaquetadura.

70

I unrureruffitENTo y REpARAc6ru DE MAeutNAs/Eeutpos

nlonnulrcos

cÁLcuLos DETRABAJo, porENctADE LAS BoMBAS Llamaremos P1, potencia

ln Put, o

"potencia consumida" por una bomba a su gasto energético en la unidad de tiempo.

H(mg)

Llamaremos P2, potencia OUT PUT ,o "potencia necesaria" aquella que, para cada posición de la curva Q-H, ha de verificarse en el eje de rotación de la bomba.

Llamaremos P3, "potencia desarrollada" o utiel aquella que puede medirse traducida en el movimiento del liquido (caudal y altura).

O (1/ses) (1/min) (

1/h)

La relación P2lP'l = p se llama rendimiento del motor, vale entre 0,6 y 0,85, depende de características puramente eléctricas y es constante para cada modelo de bomba.

La relación entre la potencia desarrollada P3 y la necesaria P2 en cada posición de la curya Q-H se denomina "rendimiento de la bomba" y se representa por la letra n, (n < 1 ). En este parámetro, que es función, básicamente, del caudal que mueve la bomba, se incluye, ademas, la perdida de potencia que se produce por rozamiento de los cojinetes, la viscosidad del liquido, formación de torbellinos, perdidas por ranuras, etc. La características Q-H-P1 ,P2y de una bomba se representan en un solo diagrama, tal como se indica en la Fig. ***, sobre el que haremos lo siguientes comentarios:

Nota.- P3 no se representa sino indirectamente a través de la curva Q-H. Tampoco es frecuente que se represente P2. P2lP3 (constante) 'q=P3lP2 (variable) Las diferentes curvas "se leen" siempre sobre la verticalQp a impulsar, la curva Q-H nos darála altura, P1 y P2las potencias en kw y n nos dara el rendimiento en %.

Las curvas de las potencias consumida y necesaria crece con el caudal y decrece a partir de un cierto valor del mismo. El rendimiento q de la bomba es nulo para Q = 0, aumenta con el caudaly decrece a partilde un cierto valordel mismo. La "potencia desarrollada" para cada valor de Q sera

P3=P2

n

100

71

I rvlmreruMtENTo y REpARAcÉru DE MAeutNA /Eeutpos lr¡oRRuLtcos Mediante gráficas y tablas comerciales Una vez establecido el punto P de nuestra instalación convendrá escoger una br¡mba que no solo tengo su curva Q-H lo mas cercana posible al punto P, sino que, para el caudal Qotenga un rendimiento q elevado. A parte de las curvas Q-H, P, y r4 las casas comerciales aportan tablas en las que vienen consignados los valores de P. y P, correspondientes al caudal máximo.

Sielevamos un cierto caudalQ a una altura H, P3 o "potencia desarrollada" sera: En caballos P3 =

Encaballos P3

*75 nt

siendo: Q en l/seg y H en ms.

=+ 3,6 ^ +75

QH siendo: Qenm"/hyHenms

Mientras P2, "potencia necesaria" (OUT PUT)sera: En caballos P2

=

1

P3

(P3 en caballos)

n

En

kw

p2=L

0,736p3

(t1,

adimencional, 0.6

Ejemplo. Sea el caso anteriormente planteado. Sera:

p"= 1

x 6x 50=1,11c.v. " 3,6 " -]75

Y tomando prudentemente

P,= ' Ytomando

lx 0,5

r1

= 0,5 (50%) tenemos:

0,736x1,11 =1,63kw

r=0:,

A fin de cubrir las incidencias eléctricas (par de arranque, caídas de tensión, etc.) Procede elegiruna bomba con una potencia máxima un20o/o mayor. , max P'l = 1,20x2,32=2,78kw resUltado similar al obtenido mediante gráficas y tablas comerciales 72

I mnrure¡¡tMtENTo y REpARAc¡óu DE MAeutNA /Eeutpos nlonnuLtcos ELABORAC IÓN DE TERMOPLÁSTICOS

Los termoplásticos se deforman

plásticamente calentándolos entre 80 y 200'C y no pierden sus propiedades. A la

Polvo de moldeo

temperatura ambiente son sólidos y dúctiles. Plásticos de esta clase son el poliestireno, la poliamida y el cloruro, de

Espacio de llenado

Semimoldes

polivinilo.

En la colada por inyección (F¡g. 1), Los polvos de plástico se inyectan a través de una tobera dosificadora en un molde refrigerado, donde sol¡dif¡can muy rápidamente y toman la forma del mismo, por ejemplos, jaulas para rodamientos y ruedas dentadas.

a-

Flg.

I

Procedlmlento de lnyecclón

El estirado por aspiración (F¡g. 2l (moldeado al vacío) es una conformación por tracción. Es muy apropiada para piezas planas de gran superficie. La matrizesta conectada mediante orificios a una cámara de depresión.

Al abrir una válvula, la plancha de plástico caliente es atraída hacia la matriz por la presión atmosférica y enfriada; p.ej., platos bandejas.

Depresión (aspirar) Fig.

2 Estirado

por aspiración

La embutición profunda con punzón (Fig. 3), Es un procedimiento de tracción y compresión especialmente apropiado para fabricar piezas redondas, p.ej., tubos. La plancha de plástico calentada es conformada por el punzón frío descendente. Para obtener un espesor de pared uniforme se calientan el plato de la matriz y el pisador. En los trabajos con matriz y punzón, (F¡9. a) es necesario una exacta regulación de la temperatura de ambas piezas. Punzón (o macho (molde) Punzón

Plancha de pl

la matriz

Fig.

3 Embutición profunda sin matriz

Fig.

73

4 Embutición profunda sin matriz

I runnreuurENTo y REpARAcTóru

DE MAeutNAs/Eeutpos

n¡omultcos

Clasificación de los termoplásticos N

Termoplásticos cel ulósicos

A A

lulosa de celulosa

E

Termoplásticos vin íl icos

Polietileno Poliestireno Policloruro de vinilo Policloruro de vin¡dileno Poliacetato de vinilo Polialcohol de vinilo Acetal, formal y butiral de polivinilo Polimetacrilato de metilo

Plásticos celulósicos

Los plásticos derivados de la celulosa son todos termoplásticos, es decir, que reblandecen con el calor cuantas veces se calientan y constituyen el grupo más antiguo de esta clase de plásticos. Todos los plásticos de este grupo se producen partiendo de la celulosa como materia prima fundamental, que se obtiene generalmente de los linters de algodón (parágrafo 50-4), que son las fibrillas que quedan adheridas a las cascaras de los frutos de algodón yque están compuestos aproximadamente por94 porciento de celulosa. Los plásticos celulósicos no es necesario polimerizarlos para alargarsus moléculas, ya que la celulosa está formada por macromoléculas constituidas por cadenas de 2.000 a 3.000 moléculas de glucosa, Los plásticog derivados de la celulosa más importantes son la nitrocelulosa, el acetato de celulosa, el acetobutirato de celulosa y la etilcelulosa.

Nitrocelulosa. La nítrocelulosa o nitrato de celulosa es la resina base de un plástico muy conocido en España con el nombre de celuloide, que se fabrica desde 1870 y que durante muchos años ha sido un producto insustituible para la fabricación de películas cinematográficas y otros artículos. Se prepara la nitrocelulosa tratando los linters de algodón con ácido nítrico concentrado en presencia de ácido sulfúrico como catalizador. Las proporciones de los ácidos y la forma de conducir la reacción debe cuidarse para que el contenido de nitrógeno de la celulosa esté comprendido entie 10 y 11 por ciento, pues en proporciones superiores resulta demasiado inflamable. Una vez obtenida la nitrocelulosa en forma de polvo blanco, se plastifica amasándola con alcanfor, que es un aceite natural, obteniéndose una masa transparente ligeramente amarillenta que puede colorearse añadiéndole pigmentos. Este es el producto conocido comercialmente con el nombre de celuloide. 74

I unrureurmrENTo

y REpARAcTóru DE MAeurNAs/Eeu¡pos ulonluucos

El celuloide es un material muy ten ?2, de

gran resistenc¡a a los choques y a la tracción. Se moldea muy fácilmente a temperaturas comprendidas entre 80' y 1 30o, pudiendo reducirse a láminas finísimas. El celuloide tiene el gran inconveniente de que es muy inflamable, lo que ha reducido su empleo en cuanto se han dispuesto de otros materiales plásticos que pudieran sustituirlo. A pesar de todo se emplea mucho como material de revestimiento de mangos, de depósitos, etc., y para la fabricación de numerosos artículos, y se sigue empleando para la fabricación de películas fotográficas y cinematográficas, pues no se ha encontrado todavía ningún material mas adecuado, a pesarde su inflamabilidad. Sefabrica en España al precio de44 pesetas kilo.

Acetato de celulosa. Elacetato de celulosa es actualmente el más importante de los plásticos derivados de la celulosa. Se obtiene tratando los linters de algodón con ácido acético y anhídrido acético en presencia de un catalizadorcomo el ácido sulfúrico.

El acetato de celulosa es un material termoplástico transparente, incluso a luz

ultravioleta. Es muy lenaz y resistente. Tiene, en cambio, el inconveniente de que es ligeramente higroscópico. Como es menos inflamable que el celuloide sust¡tuye a este inaterial para la fabricación de películas, aunque es menos flexible. El acetato de celulosa se fabrica en España al precio de unas 50 pesetas kilo.

Acetobutirato de celulosa. Esta resina es similar al acetato de celulosa, pero es menos higroscópica, ya que admite menos de la mitad delagua que ésta, en inmersión prolongada. Se prepara también partiendo de los linters de algodón tratados con ácido acético y una mezcla de anhídrido acético y ácido butírico.

Es una resina termoestable, blanc?, escamosa. Se emplea para Ia fabricación de piezas de automóviles, como volantes, etc. Etilcelclosa. Es el plástico celulósico más moderno, pues su fabricación no se inicia hasta 1936, adquiriendo después gran desarrollo. Se prepara tratando los linters de algodón con hidróxido sódico. Despuésla celulosa alcalina obtenida se hace reaccionar con cloruro de etilo cuyo radicaletílico reemplaza al sodio y se forma la etilcelulosa. La etilcelulosa es una resina termoplástica de color blanco. Es la más ligera de todas las resinas derivadas de la celulosa, pues su densidad es 1,14. Su propiedad más notable es su resistencia a las bajas temperaturas, ya que conserva íntegramente sus propiedades mecánicas, elasticidad y resistencia alchoque a temperaturas de 50" bajo cero. Se emplea mucho por su resistencia y poco peso en las fabricaciones aeronáuticas.

75

I unrureumtENTo y REpARAc¡óru

DE MAeutNA

/Eeutpos HtDRÁuucos

Plásticos vinilicos Los plásticos basados en las resinas vinílicas son todos termoplásticos y forman una larga serie en constante aumento en numero e importancia. Actualmente las resinas de este grupo son las siguientes: Polietileno. Poliestireno. Policloruro de vinilo. Policloruro de vinilideno. Poliacetato de vinilo. Polialcoholde vinilo. Poliacetalde vinilo. Poliformalde vinilo. Polibutiralde vinilo. Polimetacrilato de metilo. Todos los plásticos de vinilo son muy ligeros y transparentes y dan películas claras, elásticas ytenaces.

Polietileno. El polietileno o politeno es un materialmuy moderno, pues hasta 1939 no se inició su fabricación en lnglaterra. Se prepara por polimerización del etileno (GtHo), que es un gas que se obtiene de la depuración de gases naturales y también de la deshidratación del alcohol etílico, por lo que puede conseguirse este producto en grandes cantidades de la agricultura, La polimerización se logra a presiones de 1.500 atmósferas a -temperaturas entre 50'y 250" , obteniéndose el polímero de un peso molecular de 20.000.

El polietileno es un material blanco muy ligero, de densidad 0,93, muy flexible, de

propiedades eléctricas excelentes inatacable por los ácidos y álcalis

e e a la

insensible a la corrosión atmosférica y humedad. Tiene el inconveniente de que es muy blando y se rayacon la uña.

Se utiliza para la fabricación de utensilios de cociñ?, piezas industriales y para el revesti miento de ca bles eléctricos.

Poliestireno. El poliestireno es una de las resinas más antiguas, pues ya se conocía en el siglo pasado. Sin .embargo, su desarrollo comercial no tuvo lugar hasta la segunda guerra mundial, en que por necesitarse el estireno en grandes cantidades para la fabricación del caucho sintético GR-S (parágrafo 49-10) se abarató su producción.

El estireno es un líquido.blanco que se deriva del etilbenceno, que se obtiene por síntesis directa del benceno y del cloruro de etilo. La polimerización se realiza por calentamiento.

El poliestireno es un material incoloro de densidad 1,5. Es el plástico de mejores características eléctricas y sería perfecto si no fuese relativamente frágil y poco aconsejable su utilización a temperaturas .superiores a 80'. 76

I unrureuMtENTo y REpARAc¡óu DE MAeutNA /Eeutpos nlomuucos El producto comercialdenominado poliestireno expandido se obtiene con la adición de compuestos químicos que producen gran volumen de gases, que quedan en la masa del poliestireno, disminuyendo la densidad aparente de éste a cifras bajísimas. El poliestireno expandido se utiliza mucho para embalajes de material delicado, como cámaras fotográficas, tomavistas, aparatos de radio en miniatura, etc.

Policloruro de vinilo. El policloruro de vinilo o cloruro de polivinilo es la materia plástica de mayor consumo en el mundo, pues se calcula que en 1956 se produjeron unas 500.000 toneladas de este plástico. El cloruro de vinilo se fabrica haciendo pasar una mezcla de acetileno y ácido clorhídrico

en presencia de un catalizador como el cloruro de mercurio. Después el cloruro de vinilo, que es gaseoso, se polimeriza con la ayuda de calory un catalizador.

Las resinas de cloruro de polivinilo son termoplásticas, transparentes o blancas, de densidad 1,33. Son poco estables ,al

calor y a la lnz. Sus propiedades mecánicás no son muy buenas. Pero, en cambio, son prácticamente inatacables a los ácidos y álcalis ordinarios, por Io que se emplean para revestimiento de depósitos de la industria química, para la fabricación de para el tuberías flexibles rígidas revesti miento de cables eléctricos.

y

y

ffirffi 4?,.;

Policloruro de vinilideno. El policloruro de vinilideno o cloruro de polivinilideno es un plástico de fabricación moderna (año 1939), que se designa a veces con la abreviatura de Cv'. El policloruro de vinilideno se produce clorando el etileno y tratando después con cal el tricloroetileno formado. El cloruro de vinilideno obtenido se polimeriza fácilmente a temperaturas superiores a 0'en forma de polvo blanco. El policloruro de vinilideno es extraordinariamente resistente a los agentes químico y disolventes y tan poco higoscrópico como el poliestireno. Pero tiene el inconveniente de su elevada temperatura de reblandecimiento, entre 85" y 200", con muy poco margen de trabajo, pues a 225" se descompone. Además es incompatible con los plastificantes corrientes. Estos inconvenientes se corrigen copolimerilizando el cloruro de vinilideno con otros monómetros, como elcloruro de vinilo, con lo cual baja su punto de reblandecimiento a temperaturas entre 120" y 140o, con un peso molecularde 20.000.

El copolimero de cloruro de vinilideno y cloruro de vinilo se deno'mina comercialmente Sarán, y es un plástico de

gran inercia química y excelentes

propiedades mecá n icas. El Sarán se emplea para la fabricación de cuerda, tejidos gruesos, tejidos filtrantes, correas e incluso para reem plazar piezas mecánicas en Ia industria del rayón por su resistenci a a la corrosión. 77

Correa trapezoidal

I mn¡rreuMtENTo y REpARAcTóu

DE MAeutNAs/Eeutpos

nlomuLtcos

vinilo. El poliacetato de vinilo o acetato de polivinilo es una de las plásticas materias más importantes, más que porella misma, pues se utiliza poco porsu bajo punto de reblandecimiento, por la gran aplicación de sus copolímeros, como el copolimero de acetato de vinilo y el cloruro de vinilo, y la de sus derivados, como el polialcohol de vimlo, el polifomwl de vinilo y el poltbutira\de vinilo. Poliacetato de

El acetato de vinilo se obtiene de la reacción del acetileno con el ácido acético gracial en presencia de un catalizador, que suele ser el sulfato mercúrico. Después se polimeriza fácilmente en presencia de peróxido de benzoilo. El poliacetato de vinilo es un líquido incoloro, inodoro, insípido, de densidad 1,18, que se utiltza principalmente como adhesivo, para pegar tejidos, papel, porcelah?, metales, cuero, etc. Como se ha indicado antes, no se utiliza como materia plástica por su bajo punto de reblandecimiento, a pesar de que sus características mecánicas y eléctricas son muy aceptables.

El copolimero de acetato de vinilo y cloruro de vinilo es un material muy elástico y resistente, que ha resistido en ensayos hasta 3.000.000 de flexiones y alargamientos hasta de 500 por ciento. Se emplea para impermeabilización de tejidos, para revestimientos de conductores y para fabricación de tubo flexible.

Polialcohol de

vinilo.

Esta resina procede del poliacetato de vinilo, de la que se

obtiene por hidrólisis en presencia de un catalizador como ácido sulfúrico.

El polialcohol de vinilo o alcohol de polivinilo se presenta en forma de polvo blanco figeramente amarillento, de densidad 1,2. Este material tiene dos notables propiedades: Es extraordinariamente resistente a los aceites, grasas y a la mayoría de los disolventes. Y tiene la propiedad de que los tubos fabricados con este material transmiten elsonido sin absorberlo y, portanto, sin apenas distorsión. El polialcoholde vinilo se utiliza para la fabricación de membranas, para la industria del

automóvil, tubos flexibles, para eltransporte de petróleo, etc.

78

I mnrureruMtENTo y REpARAcIón DE MAeutNAs/Eeutpos ntonnuLrcos POLIACETAL, POLIFORMAL Y POLIBUTIRAL DE VlNlLO. Del acetato de polivinilo, además del alcohol, se obtiene el poliacetal, que tiene muy poca importancia; et poliformaly el polibutiral, que es el más importante de todos. El poliformalde vinilo se emplea para revestimiento de hilos conductores, sustituyendo

al antiguo

esmaltado, dándole protección más eficaz con menos espesor de recubrimiento. Se emplea también comd cola para el pegamento de los contrachapados de madera con que se fabrican las hélices de aviones. El polibutiral de vinilo se emplea como capa intermedia de cristales de seguridad, en los que las capas exteriores son de vidrio, sustituyendo con ventaja al nitrato de celulosa o al acetato de celulosa que se empleaban antes.

iid,,iiii;iii:ii.:i.;.:et:..:j'.#tjtiitiiii¡*r1Éi.i'i

'::;::: '

Polimetacrilato de metilo. Elpolinietacrilato de metilo, popularizado en España con la denominación comercial de plexiglás, se empezó a fabricar en 1935, desarrollándose su industrialización con rapidez por su gran aplicación en las contruccíones aeronáuticas.

/./

obtiendde la acetona, que es un derivado del acetileno, que se trata con ácido cianhídrico. Después la cianhidrina de acetona formada se deshidrata, saponifica y estirifica con ácido sulfúrico y alcoholmetílico, obteniéndose el metacrilato de metilo en forma de líquido incoloro. La polimerización se logra por El metacrilato de metilo se

calentamiento y con ayuda de un catalizador. El polimetacrilato de metilo es un plástico termoplástico de densidad 1 ,16, muy transparente; con un índice de trasmisión de la luz del 92 por ciento y con un peso 113 del que tiene el vidrio. Además es indiferente a los cambios de temperaturas. Porotra parte, tiene excelentes propiedades mecánicas con una resistencia al choque superior diez veces a la del cristal. Tiene también muy buenas propiedades dieléctricas. El polimetacrilato de met¡lo es muy fácil de moldear y trabajar con sierra, taladro, etc.; sólo tiene el inconveniente de que se raya con facilidad, pero se restaura fácilmente

puliéndolo. Su principal aplicación es la sust¡tución del vidrio en las cabinas de lor pilotos de av¡ones, en las vitrinas, eñ la fabricación de piezasde óptica, gafas, etc.

79

I runrureuutENTo y REpARAc¡óru ESQUEMA DE IMPULSOR DE BOMBA

BO

DE MAeUtNAS/Eeutpos HtDRÁut-lcos

I mnrureuurENTo y REpARAcTón ÉsouEMA DE TMPULSoR DE BoMBA

81

DE MAeutNAs/Eeutpos

nlomuucos

I umreumrENTo y REpARAc¡ón DE MAeUtNAS/Eeutpos

HtDRÁuucos

PRECAUCIONES DEACCIDENTES CON LAS BOMBAS CENTRIFUGAS

Para dar el mantenimiento de la bomba, levante con grúa si la carga es pesada.

Ut¡lice un nudo de presilla en el gnncho evitando que se afloje . Este es un nudo de

los mas útiles para ser utilizado

especialmente en grúas (Fig. 1)

lnstale y fije bien las bombas centrifugas para evitar las vibraciones que pueden causar daños en Ia bomba debido al

Nudo Blacwell

aflojamiento de los tornillos.

Tenga cuidado al inspeccionar las chumaceras de las bombas, para evitarquemaduras que pasan de la temperatura normal.

Nunca arranque un motor después que los motores de las bombas se han dejado de operar por un largo tiempo, pueden producir una sobrecarga o daños en la persona debido a que las bombas tienen cierta humedad (Fig. 3) Cuando se bombea líquidos de viscosidades mayores que las delagua, los motores no deben trabajarcon mas 10o/ode su capacidad nominalen HP (Fig.4) Utilice la llave adecuada y con la medida establecida según el tipo de tornillo para evitar golpes debido a la holgura que existe entre la llave ylacabezadeltornillo

Fig. 3

Fig. 4

82

I unnrgruffirENTo y REpARAcÉn

DE MAeutNA

/Eeutpos nronnulrcos

HOJA DE TRABAJO

1.- ¿Que pasos importantes se consideran

para cambiar rodamientos en las bombas

hidráulicas?

2.-

¿Paraque se emplean las bombas de baja presión?

3.- ¿Como están diseñadas las bombas de alta presión? 4.-

¿Que fallas presentan los rodamientos en las bombas hidráulicas?

5.-

¿Que fallas presentan los cojinetes en las bombas hidráulicas?

6.-

¿Quefunción cumple las juntasde hermeticidad?

7.- ¿Que elementos se considera como junta de hermeticidad? 8.-

Que tipo de empaquetadura se encuentran en las bombas hidráulicas?

9.- ¿Como se elaboran los termoplásticos? 10.- ¿Como se clasifican 11

.-

los termoplásticos vinílicos?

¿Como se obtiene el policroruro de vinilo?

'12.- ¿Que se obtiene del polietileno?

13.- ¿Que

se obtiene del policroruro de vinilideno?

14.- Que precauciones

se consideran al repararlas bombas centrifugas?

83

SEMANA

NO

5

TAREA N" 02 REPARACIÓN DE BOMBA CENTRIFUGA oPERAclóN Verificar I sustituir empaquetaduras o Verificar lsustituir sellos o

84

- -*\\

!

Empaquetaduras

ORDEN DE EJECUCIÓN

lnspeccionar bomba Verific ar, y sustituir empaquetaduras Com proba r fu nc¡onam iento

DENOMINACIÓN

/ INSTRUMENTOS

HERRAMIENTAS

. Extractor de rodajes . Llave francesa 16" . Llave de boca 314" , 718 . Martillo de goma . Micrómetro exterior . Compas interior/exterior

NORMA / DIMENSIONES

REPARACIÓN DE BOMBA CENTRIFUGA

OBSERVACIONES

HT

O?IM

TIEMPO:

MECÁNICA DE MANTENIMIENTO

B5 I I

I

M H

ESGALA: 1:2

rs.

REF

HO.O8

HOJA:

314

Sellos mecánicos

ORDEN DE EJECUCIÓN

No

01

02 03

01

HERRAMIENTAS

. Extractor de rodajes . Llave francesa 16" . Llave de boca 314",718" . Martillo de goma . Micrómetro exterior . Compas interior/exterior

lnspeccionar bomba Verificdt, y sustituir sellos Comprobar fu ncionamiento

01

PZA. CANT

/ INSTRUMENTOS

BOMBA CENTRIFUGA CON SELLOS

DENOMINACIÓN

NORMA / DIMENSIONES

REPARACIÓN DE BOMBA CENTRIFUGA

MECÁNICA DE MANTENIMIENTO

86

MATERIAL

HT

I

OBSERVACIONES

M REF HO.O8 TIEMPO: 8 Hrs. I HOJA: 414 ESGALA:1:2 | 2006 O2IM

I runrurruMrENTo

y REpARAcÉru

DE MAeurNAs/Eeutpos HtDRÁuucos

opeRRcrón: VERIFICAR / SUSTITUIR EMPAQUETADURAS / SELLOS Esta operación consiste en retirar las empaquetaduras y sellos de la bomba, para verificación de su estado y/o cambio de la respectiva, de acuerdo a su estado de conservación.

Se aplica cada vez que se realice un mantenimiento de verificación de la bomba. PROCESO DE EJECUCIÓN 1o

PASO : Verifique empaquetaduras. a) Inspeccione las empaqueta-

duras

y el ajuste con la

prensaestopa (Fig. 1). b)

Cambie las empaquetaduras rotas o desgastadas.

OBSERVACIÓN

La posición de las empaquetaduras deben ir giradas a 120o, para evitar fuga de flu ídos. c) Retire y cambie las empaquetaduras de laminas de la carcasa (Fig .2). 20

Fig.

1

PASO : Verifique sello mecánico a)

Verifique

el estado de los

sellos mecánicos. OBSERVACIÓN Fig.2

el

Verif ique resorte, el carbón dentro del collarín. b)

Cambie el sello mecánico colocando el resorte sobre el casquillo y el conjunto de

sus elementos sobre

la

flecha (F¡g. 3). OBSERVACIÓN

Tenga cuidado

de

no

maltratar las superficies pulidas del sellado.

MECÁNICO DE MANTENIMIENTO

Fig. 3

87

REF. H.O,08/MM 1/1

I mru,¡r¡mMtENTo INsrALActót'¡,

ltvelRcrót¡

y REpARAcÉu

DE MAeutNA

/Eeutpos HtDRÁuucos

yALrNEAMIENTo DE LAs BoMBAs cENTRIFuGAs

¡rusrnlRc¡óru Las instalaciones más corrientes en el tema que tratamos son las llamadas de tipo estacionarias, o sea, que los grupos moto-bombas permanecen siempre en el lugarque se instalan. No obstante, también se instalan grupos móviles, es decir, que son transportables a otros lugares. En éstos casos la instalación se efectúa sobre plataformas móviles, formadas por una bancada de hierro o acero. Estas instalaciones son generalmente usadas para grupos móviles de pequeña potencia; sin embargo, para casos especiales existen grupos de gran potencia de aspiración sobre estas plataformas. La colocación de los grupos moto-bombas en los lugares fijos donde deben funcionar permanentemente se hace situándolos sobre plataformas macizas de hormigón armado o manipostería, las cuales se construyen exprofeso para esta finalidad y teniendo en cuenta las características del grupo que se tenga que colocar sobre ellas. Estas plataformas macizas se denominan fundaciones o cimentaciones. Existen dos tipos de cimentaciones. Las construidas para asentar los grupos mediante

un anclaje fijo, y las que se preparan para dotar al grupo de un movimiento parcial mediante el cual se amortiguan en parte las vibraciones producidas por el mismo empuje del líquido bombeado y las que son consecuencia de la mismafuezadelmotor auxiliar. Aclaremos este último párrafo para que no haya confusiones con lo expuesto anteriormente. En el tipo de anclaje fijo, puede existir la variante de que a un grupo montado en forma rígida y que no tenga movilidad se le dote de cierta flexibilidad para amortiguar las vibraciones; pero nos referimos a permitir cierta movilidad de todo el grupo o bancada sobre la que se halla asentado el motor y la bomba, ya que en ningún caso debe existir movimiento en lo que se refiere a la bomba y su motor auxiliar propiamente dichos. Este tipo de instalaciones basculantes o flexibles sólo se aplican para grupos motobomba de mediana o gran potencia siendo preferible que para los grupos de pequeña potencia se les aplique un'anclaje fijo. Más adelante, veremos cómo se realiza eltipo de anclaje basculante. Alzada

Fundaciones fijas En la Fig. 1 se muestra en dibujo alzado y planta un ejemplo de fundación fija, para acoplar un grupo de pequeña potencia. En

el

mismo se aprecia claramente la

profundidad bajo el terreno que debe tener este tipo de cimentación. La altura sobre el nivel del suelo debe ser como mínimo de 20 a 25 centímetros para que el grupo quede elevado del terreno. En cuanto a la profundidad del hoyo para colocar la cimentación bajo el nivel del suelo se recomienda escabar hasta encontrar una capa de terreno firme.

Planta

-'fr

T

c Fig. I E

8B

Lt

I mnruremmrENTo y REpARAcón DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos No obstante, como esto no sería factible hacerlo en terrenos blandos o arenosos, debe procurarse que el trozo de cimentación enterrada sea unas tres o cuatro veces más que la parte que sobresale delniveldelsuelo. , Las distancias entre los agujeros varían según las dimensiones de la bancada donde va montado elgrupo. Las dimensiones de estos agujeros también varían según el tipo de tornillos de anclaje que quieran ponerse, pero se recomienda que los agujeros deben ir rodeados de unos cinco centimetros de fundación como mínimo. O sea que si la distancia entre los agujeros es de 40 centímetros, la cimentación correspondiente a esta anchura sería de 50 centímetros como mínimo. Una vez determinado el lugar exacto para colocar el grupo, de acuerdo con la distancia de los taladros de fijación, se rellenan los agujeros con hormigón, procurando que las partes roscadas del tornillo de anclaje queden por encima de la fundación a una altura en relación con la potencia del grupo. Normalmente, la parte roscada debe sobresalir unos cinco o diez centímetros fuera de la cimentación, esto claro está varía, según el tamañode la máquina.

La Fig . 2 nos muestra cuatro tipos de tornillos de anclaje. Puede verse que las partes que quedan enterradas están abiertas o dobladas por ser las encargadas de hacer la fuerza que impide todo movimiento a los grupos. Las fundaciones de hormigón son las más empleadas para la fijación de los grupos ,ya que son de fácil construcción y dan muy buenos resultados. Una vez profundizado el suelo se coloca un encofrado de madera en el que se vierte una mezcla compuesta por una parte de cemento, dos partes de arena y cuatro de grava. Después de unidos y mezclados en seco se remojan, y al mismo tiempo que se vierte sobre el encofrado, se van apisonando por capas sobre la armadura de la cimentación. Para los agujeros de los pernos de fijación, al comenzar el hormigonado, se introducen unos trozos de madera de dimensiones apropiadas, trozos que deben sacarse en el momento de montar la máquina.

El hormigón armado tarda en quedar prensado o sea, bien endurecido, unos 14 ó 15 días y hasta este momento no se deben montar los pernos de fijación. Si se utilizan ladrillos para la construcción de cimentaciones se emplea mortero compuesto por una parte de cemento y tres de arena; esta mezcla tarda en fraguar unos 6 días aproximadamente.

Fijaciones elásticas La finalidad de estas fijaciones consiste en evitar la transmisión de ruidos y vibraciones

de los grupos sustituyendo su base rígida por una base elástica que amortigua y absorbe dichos ruidos. Este caso puede resolverse de dos formas. La primera a base de intercalar en la cimentación algunos materiales que tieñen propiedades elásticas, y que se montan directamente sobre las fundaciones. Estos materiales pueden ser fieltro, corcho, goma o cualquier otra sustancia parecida, pero preferentemente la goma es la materia que tiene mejores propiedades elásticas. 89

/

I mnrureurmrENTo y REpARAcTóru

DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos

Un ejemplo de fundación elástica es la que se muestra en la Fig. 3, en corte alzado y en planta, tratándose de una cimentación para un grupo de mediana potencia. Para esta fundación se utiliza una plancha de corcho de una pulgada de espesor, las cuales se encuentra n fácilmente en el mercado.

Alzada

Comparando este sistema con el de tipo fijo podemos ver que el aspecto exterior es el mismo y no se diferencia en nada puesto

que el hormigón envuelve también

la

plancha de corcho.

Agujeros pernos de

Plancha de corcho

de1 pulgada

Para las cimentaciones de grupos de median ay gran potencia se utilizan, casi sin Fis' 3 excepcióñ,Íundaciones elásticas o también llamadas flotantes. La Fig. 4 muestra la disposición de uno de estos montajes.

ii!r EI

tri ii

Este tipo de fijación, es muy complicado y engorroso, porque cada uno de ellos requiere un estudio especial con sus correspondientes cálculos; ésta es la razón

por la cual aquí sólo tratamos de dar a conocer este tipo de fundación, pero advirtiendo que es casi imposible el efectuar por uno mismo su colocación.

Téngase en cuenta que el cálculo de vibraciones y amortiguaciones constituye

Fig. 4

una verdadera especialidad dentro del ramo de ingeniería. Para comprobar el buen acabado de la superficie de la fundación, se unta con minio una chapa de hierro, suficientemente ancha y aplanada, la cual se hace deslizar sobre la fundación. Al retirar la chapa se comprueba que los toques de la cimentación en la placa, sean más del 50 % y que además se encuentren repartidos unifo;memente por toda la zona de apoyo.

Al instalar un grupo moto-bomba en primer lugar debe tenerse en cuenta que

la

colocación de la bomba se lleva a cabo en un lugar accesible, tan cerca del punto de aspiración como sea posible y preferentemente que esté situada más abajo que el niveldel agua, para que ésta fluya a la bomba simplemente porgravedad.

A simple vista, esto parece imposible, pero téngase en cuenta que los

grupo motobomba no sólo se emplean para succionar líquidos de pozos, sino que también se emplea para elevarlos de un delpósito a otro situado a mayor altura, lo que permite colocar la bomba más abajo que el nivel del líquido que se quiere bombear. Debe procurarse, además, que la instalación se monte en un espacio amplio, para que se pueda llevar a cabo la debida inspección del grupo. Acontinuación vamos a aclarar el significado de algunos términos usados al hablarde grupos-bomba y asíevitarnos la aclaración de los mismos, siempre que citemos alguno de ellos.

90

I mnruremMtENTo y REpARAc¡óru

DE MAeUtNAS/Eeutpos nroRnuLrcos

Altura geométrica total Se determina como altura geométrica total Ia distancia vertical entre el nivel más bajo del líquido aspirado y el punto más elevado de Ia tubería de impulsión. Si el agua sale libremente, o si la tubería de impulsión entra por debajo de un depósito, se,{omará entonces desde el punto más elevádo de la tubería de impulsión hasta el nivel más alto del mismo (Fig.5).

Altura manométrica total La altura manométrica total (F¡g. 6) es la altura geométrica sumada a la pérdida por rozamiento en la tubería. Para calcular estas pérdidas, producidas por las curvas, codos válvulas, etc., se usa la tabla cuyo manejo viene explicado en el apartado

Deposito

Deposito

E o

(U

c,

.o

6

E

o o ()

o o (') (ú

.o

f

=

E

o o (') o

Deposito Deposito

Fig. 5

"tuberías en general".

Altura manométrica de aspiración Se define como altura manométrica de aspiración a la distancia vertical que existe entre el nivel más bajo del líquido que se desea elevar y el centro de la bomba, 'sumándole además las pérdidas en la

tubería de aspiración (Fig.

o

Deposito

c ñ o

.g E

o N e o CL o o

p

E'

ñ o .o E

o C o E

Centro de la bomba

(!

o (E = o, = + tl

7).

(¡t

o

Recomendamos que la altura manométrica de aspiración no sea mayor de 5 metros en bombas centrífugas y de unos 8 metros en bombas autoaspirantes; no obstante cada

.6 E

o o CD

(g

f

fabricante da las correspondientes

instrucciones de montaje para un mayor rendimiento de los grupos que fabrica.

Deposito

Fig.6

Deposito

Fig, 7

Téngase en cuenta que las indicaciones anteriores corresponden para líquidos a temperaturas hasta 30' centígrados, puesto que cuanto más elevada sea la temperatura de los mismos más pequeña es la altura a que pueden aspirar las bombas; así por ejemplo para un líquido a 60'C éste debe llegar a la bomba por su propio peso y, si la temperatura es aún mayor, es conveniente que el líquido llegue por sí mismo con cierta presión. En el caso de las bombas centrÍfugas y de hélice es muy importante que la altura de aspiración quede, en lo posible, muy reducida y así se conseguirá un funcionamiento más satisfactorio. Además, con esto se evitará la entrada de aire por el prensaestopas así como por los puntos de la tubería de aspiración, debido a. que elvaiío que produce la aspiración será más reducido.

El aire, al entrar en la bomba, hace disminuir notablemente la cantidad de líquido elevado y si la cantidad de aire es excesiva, puede llegar a romper la columna de líquido, quedando por tanto interrumpida la elevación. Se puede disminuir la altura manométrica con sólo disponer la bomba más baja. 91

I mnrureruMtENTo y REpARAcIóru

DE MAeUtNAS/Eeutpos

nlonnultcos

c

Altura manométrica de impulsión Se conoce como altura manométrica de impulsión a la distancia vertical desde el

=9o

centro de la bomba hasta el punto más alto de la tubería (Fig. 8).

P; óo.

c .o

:9 a

a

=9o

q¡.o

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q¡.o

EE o(E ON 'EO

oE oñ ()N

'EO .(D

tr6 6cL

Ca

C.t oo

EE

EP

oE

oE

Éo=o

En el caso de que el líquido

i+

salga libremente o la tubería de impulsión penetre por debajo del depósito, se considerará la altura manométrica de impulsión desde el centro de la bomba hasta el nivel más alto en el depósito, todo esto sumado a las pérdidas de la tubería de impulsión,

Éo=o {+

Deposito

Deposito

Es recomendable, en el caso de que sólo exista altura de aspiraciSfi'3"gUn la instalación de la bomba, el adosar a ésta por lo menos un metro de tubo vertical, con lo que se evitará la entrada de aire en la bomba, ocasionado por los remolinos; de esta forma también se logra que haya presión sobre el prensaestopas del eje Io cual dificulta la entrada de aire porelmismo.

92

I mnrureumtENTo y REpARAcTón

DE MAeutNAs/Eeutpos

tuoRnulrcos

ru¡velRclón Una vez preparada la cimentación o fundación se procede al montaje del grupo motobomba. Una vez situado éste sobre los fundamentos que han de sostenerlo, la primera operación consiste en comprobar que esté bien nivelado es decir, que quede perfectamente horizontal. Para ello se utilizan niveles de los cuales el más indicado y utilizado en la práctica es el llamado nivelde agua o también nivel de burbuja de aire, que veremos

seguidamente.

Este tipo de nivel (Fig. 1) consta de un tubo de cristal lleno de líquido (alcohol o agua). El pequeño espacio que deja libre el Iíquido lo ocupa una burbuja de aire que, debido a su menor densidad, tiende a ocupar el lugar más alto del tubo.

\

Fig.

1

Eltubo se monta sobre una guarnición metálica y en el cristal hay grabados unos trazos a distancias determinadas para que la burbuja quede bien centrada entre ellos. La guarnición metálica está rectificada por la parte en que debe apoyarse sobre las superficies de los cuerpos a nivelar. Los niveles cuando aparecen a la venta ya están comprobados tanto en las marcas deltubo de cristalcomo en la nivelación deltubo con respecto a su guarnición.

Cuando la burbuja está perfectamente centrada (a) de la Fig. 2 el nivel o la superficie sobre la que descansa el nivel, estará entonces horizontal, es decir, bien nivelada. Cuando la burbuja esté descentrada, el nivel está desequilibrado y la superficie sobre la que descansa no es por cons¡guiente horizontal (b) y (c) de la Fig .2.

a

.\ c

F19.2

El procedimiento que se sigue para nivelar el motor eléctrico de un grupo de mediana potencia cuya bomba deberá acoplarse más tarde a él utilizando un nivel, es el siguiente:

Una vez montado

el

motor sobre

la

cimentación, bien sea directamente sobre la fundición, o bien a través de carr¡les tensores (F¡g. 3) se pasa una regla de hierro de una a otra parte de la máquina o de dos carriles tensores, se va centrando la burbuja del nivel por medio de cuñas de hierro que se van introduciendo debájo de las patas o de los carr¡les. No se recomienda el empleo de cuñas de madera, ya que, al poner cemento, se hinchan debido a la humedad de éste y

hacen por consiguiente, perder

la

horizontalidad de la máquina.

Fig. 3

93

I lvlnrureurMrENTo

y REpARAcÉru

DE MAeurNAs/Eeurpos HtDRÁuucos

En el ejemplo de nivelación que presentamos en la figura 146 el motor está colocado transversalmente con respecto a los carriles, para que el grabado nos permita ver con más detalle todo el conjunto de nivelación. En la práctica, por lo general, el motor se coloca de forma que su eje quede en la misma dirección que los carriles tensores, sobre los cuales descansará también la bomba que deberá alinearse con respecto almotor, y por consiguiente, también deberá nivelarse con respecto a la fundación.

Una vez efectuada la operación de nivelado del motor en sentido transversal como indica el grabado, se repite la operaiión en sentido longitudinal, o sea, a lo largo de la máquina. Cuando todo el grupo está nivelado se procede a apretar los tornillos de anclaje y los pernos de los carriles tensores, según el montaje del grupo se realice directamente sobre la cimentación o sobre carriles.

El alineamiento horizontal significa también que la maquina debe estar a nivel en todas direcciones. Esto ayuda ala correcta colocación de las tuberías

Al¡nee horizontalmente el equipo con

un nivel en Ia flecha o sobre la

superficie maquinada. Esto ayuda a que la partes se desgasten como se

y

prevé

otros equipos conectados

a

maquina

Puesto en cero

Señale la base de la maquina colocando elcalibradoren cero. Apriete primero la unidad mas rígida del equipo (la bomba, por ejemplo). Si la base tiende a resortear, afloje y coloque calzas hasta que cese este efecto. 94

la

I nrlnrureuMtENTo y REpARAc¡ón DE MAeUTNAS/Eeutpos

ntoRluLtcos

ALINEAMIENTO Aunque la bomba como unidad viene acoplada a su motor desde fabrica, siempre es conveniente verificar el alineamiento. Al ser colocada sobre la base debe ser nivelada, usando cuñas para este efecto, los pernos de anclaje ajustados para que descanse firmemente removiendo las poleas y usando una regla en cuatro puntos de la circunferencia a 90'. La distancia entre caras del acoplamiento también debe verificarse con calibrados de laminas. Desde dejarse una luz aproximadamente 1" entre la base de concreto y la base metálica de la bomba pa'a llenar ese espacio con pasta de cemento en proporción adecuada, para después removerlas cuñas.

Centrado de los ejes del motory de la bomba En los usos de bombas de potencia grande y mediana, el motor auxiliar y el cuerpo de bomba van separados por lo que es necesario centrar sus ejes cuando se proceda a su montaje, recordemos que, si los ejes no están bien centrados, pueden producirse averías o roturas en el cuerpo de bomba o en los motores auxiliares, así como en sus órganos internos. Las averías que puede ocasionar un mal centrado de los ejes pueden ser desde un desgaste rápido de los cojinetes hasta un deterioro total del motor auxiliar.

En los motores eléctricos que son los que se usan principalmente para grupos, un descentramiento de su eje puede ocasionar que el inducido roce con el inductor, destrozando todos los órganos interiores, tanto los órganos interiores, tanto los bobinajes como los elementos que los sostienen. Por esta razón, al instalar un grupo debe ponerse especialcuidado en la nivelación de los ejes delmotory la bomba. Para comprobar el centrado de los ejes de un grupo se emplean herramientas como la que se muestra en la Fig . 1 , esta se coloca

de forma que entre sus puntos quede

el

menor espacio posible.

En la Fig. 2 puede verse la disposición de

esta herramienta sobre los ejes, donde puede apreciarse que los dos grupos de las herramientas coincidan perfectamente, lo cual indic que los ejes están bien centrados.

Para tener mayor seguridad en ello, se hace girar simultáneamente los dos ejes: si la herramienta no varia la distancia entre sus puntos s¡gnificara que los ejes e,stán bien centrados. Hasta que el motor y la bomba no estén bien centrados, en el caso de ir montados directamente sobre la cimentación, los tornillos del eje no deben ajustarse. En los casos en que el montaje se efectúe sobre carriles tensores, estos pueden nivelarse y atornillarse independientemente de la bomba y elmotor, pues estos llevan sus patas o soportes bien lisos y nivelados, por lo cualdespués elgrupo quedara bien nivelado,

95

I run¡¡reuMtENTo

y REpARAc¡óru

DE MAeutNA

/Eeutpos HtDRAU¡-lcos

Así pues, €r este ultimo caso, un descentramiento pequeño puede

arreglarse, aunque los carriles estén ya fijos en la cimentación, bastando para ello el añadir cuñas o arandelas. En la Fig. 3 puede apreciarse como quedan asentadas las patas del motor o la bomba

en las dos clases de montaje, o

sea,

directamente sobre el fundamento y sobre carriles tensores. Fig. 3

Gomo alinear los acoples

Verificacion angular

Una escala o regla colocada entre las dos mitades del sople en cuatro sitios alrededor del cople es una verificación visual. Pero el indicador es mucho mas preciso y ahorra el costoso desgaste.

Con galgas entre las mitades

del cople en cuatro lugares alrededor del circulo se mostrara si las flechas están

alineadas. Pero esto no s€,

naturalmente, tan preciso como usar un indicador de

1 Coloque un hule entre los extremos de las flechas (no cerca de la orilla) para mantener apartadas las mitades. Marque

las mitades, monte el indicador

como se muestr?, gire simultáneamente

para hacer

caratula

la

las

mitades

verificación

angular.

Calculo del desalineamiento de los rimes

Verificación del rim

2 Para verificar el rim, cambie el indicador de caratula como

se muestra aquí. simultáneamente

Gire

las

dos

mitades y observe la caratula. Suba la misma distancia las patas de maquina por medio de lainas, si la revisión resulta correcta ang u la rmente

la

3 Con úna lectura de cero en la parte superior y de 0.020 pulg en la parte inferior; 0.020 dividido entre 2da 0.010 pulg

que es lo que

esta

desalineada una maquina. Suba la maquina por medio de calzas de 0.010 pulg.

96

4 La holgura en los extremos entre las mitades del cople debe

ser la correcta. Si no es así, el cojinete de empuje gastado o el

rotor pesado puede cargar

contra los motores mas ligeros produciendo algún daño serio.

I lYlnruremurENTo y REpARAc¡ón

DE MAeutNA

/Eeutpos nlonnuucos

CEBADO DE BOMBAS Cebado es la operación de llenar elorificio de entrada de una bomba, con liquido, para desalojar el aire interior. La expulsión del aire, gas o vapor puede hacerse manual o automáticamente, dependiendo del tipo y controles usados. Cuando se pone en servicio por primera vez una bomba centrifugas sus contactos están llenos de aires. Si la alimentación de succión esta a presión mayor que la atmosférica, este aire se atrapara en la bomba y se comprimirá algo cuando se abra la válvula de succión.

Amenos que la presión de succión sea suficientemente alta, sin embargo, elaire no se comprimirá lo suficiente para permitir que se llenen con agua los conductos de succión y el ojo del impulso¡ y la bomba no estará cebada, por lo tanto se debe expulsar el aire. Con una carga de succión positiva en la bomba, elcebado se logra escapando elaire al exterior de la bomba por una válvula provista para ese objetivo. Cámaras de cebado Una camara de cebado en su forma mas simple, es un tanque con una salida en elfondo que esta a nivel con la boquilla de succión de la bomba y directamente conectada con ella. Generalmente, es mas ventajoso comprar una camara de cebado comercial con escapes apropiados automáticos y otros accesorios. Un diseño muy conocido es el que muestra la Fig. 1, donde este tipo de camara de cebado es mas satisfactorio para la mayoría de las instalaciones. A. Tanque superior

l+"zr'zr;;;a;('

B. Tanque inferior 1 . Descarga del cebador al

I

AI

AI

I

2-. -i

drenaje o a un

tanque

ti

2. Succión del colector al cebador 3. lnterruptor del flotador 4. Tanque de succión o presa colectora 5. Válvula para aire 6. Descarga de la bomba alcebador 7. lgualador o cortador de vacío 8. Bomba y motor 9. Flotador 10. Succión del cebador a la bomba

11. Extremo abierto de la tubería de

succión

Fig.

I

Proceso Cuando la bomba arranca (lzquierda) jala liquido deltanque inferiory lo descarga porel tanque superior. El retiro del liquido originE un vacío parcial en el tanque inferior y fluye liquido del pozo altanque y luego a la borhba. Cuando se para la bomba (derecha), el liquido del tanque superior regresa por la bomba al tanque inferior por gravedad, conservando la bomba lista para arrancar.

Tiempo requerido para elcebado

El tiempo requerido para cebar en una bomba con dispositivo que produce vacio, depende: 1.- Delvolumen totalque se va a expulsar 2.- El vacío inicial y final 3.- La capacidad delproducto de vacío en fluctuación de vacío, que son elresultado del ciclo de cebado. 97

I MANTENIMIENTo y REpARAcóN

DE MAeUtNAS/Eeutpos HIDRAULICOS

Métodos para cebar las bombas Existen varios métodos para el cebado O" 1", bombas, operación necesaria antes de poner éstas en marcha. Seguidamente estudiaremos cada uno de los métodos de cebado y sus particularidades. Las bombas centrífugas y axiales son las que principalmente precisan la operación de cebado. El cebado consiste en llenar de líquido el cuerpo de la bombay la tubería de aspiración antes de poneren marcha'la bomba. Los sistemas de cebado más corrientes son: por aspiración sumergida, por eyector, mediante bomba de vacío, por válvula de pie y porcebado automático.

Cebado por aspiración sumergida Este sistema de cebado se aplica a las bombas que estén instaladas debajo del nivel del líquido que se quiere bombear. Por ello se ceban automáticamente (fig. 126) cuando se abre el grifo de purga instalado sobre el cuerpo de bomba; esto permite la salida del aire que desaloja el agua al entrar por su propia fueza en el interior del tubo de aspiración.

En dicha Fig . 2 puede verse claramente cómo se realiza este sistema de cebado, AI abrir la válvula de compuerta en la tubería de aspiración, el agua penetra por ella hasta el cuerpo de la bomba. Si el cuerpo de bomba tiene aire estancado en ella sale al exterior a través del grifo.

Nivel minimo

Gebado por eyector

4

1. Válvula de compuerta

2. Válvula de retención.

El sistema de cebado por eyector es

3. 4.

semejante al anter¡or y se aplica en grupos o bombas instaladas a un nivel más alto que el del líquido que se bombea,

Difusor.

Difusor excéntrico.

5. Tubería de aspiración.

6. Colador. 7. Difusor.

8

Codo de la tubería.

9. Válvula de compuerta.

En la Fig. 3 se muestra el eyector o expulsor

10.Grifo.

ll.Tuberia de impulsión.

instalado en la parte superior del cuerpo de bomba. Se recomienda que su colocación se efectúe no sólo en la parte super¡or, sino en la parte más alta pos¡ble. Los eyectores o expulsores van accionados por aire compr¡mido o agua que produce la expulsión del aire del cuerpo de bomba y hace que el líquido que se bombea llegue hasta la bomba por la tubería de aspiración.

1 . Tubería de impulsión 2. Válvula de compuerta 3. Válvula de retención 4. Difusor 5. Linea de aire 6. Colador 7. Difusor 8. Tubería de aspiración 9. Codo 10. Difusor excéntrico 11 . Válvula de cebado

Para cebar la bomba con un eyector o expulsor debe cerrarse la llave de paso instalada en la tubería de impulsión inmediata a la bomba. Si la tubería de impulsión está llena de líquido no hay necesidad de cerrar la llave de paso, porque el mismo peso del líquido cierra la Fig. 3

válvula de retención. 9B

I mmreumrENTo y REpARAcTó¡¡ DE MAeutNAs/Eeutpos npnnulrcos Una vez abierto el expulsor, en cuanto el escape del líquido produce un chorro continuo puede ponerse en marcha la bomba. Una vez puesto en funcionamiento el grupo, el expulsor debe seguir lanzando un chorro continuo de líquido lo cual indicará que la bomba está bien cebada. Si por el contrario, el escape de líquido por el eyector no es continuo, debe pararse la bomba y procederde nuevo a su cebado.

Cebado mediante bomba de vacío La Fig. 4 nos muestra la instalación de un grupo moto-bomba situado más alto que el nivel del líquido que se bombea.

En este caso el eyector ha

sido

reemplazado por un purgador de vacío, que está en comunicación con otra bomba de vacío mediante un tubo. Si la tubería de

impulsión está vacía debe cerrarse la válvula de paso. Si por el contrario, la tubería se encuentra llena, la mism aválvula

1

.

Válvula de compuerta

2. Válvula de retención

Nivel minimo

3. 4. 5. 6.

de retención instalada debajo de la de paso se encarga de cerrar la tubería, como en el caso anterior. Fig. 4

Difusor Difusor excéntrico Colador Difusor 7. Tubería de aspiración 8. Codo 9. Purgador de liquido cuando se emplea bomba de vacío 10. Tubería de impulsión

Alponerse en marcha, la bomba de vacío aspira elaire que pueda haberen elcuerpo de bomba y en la tubería de aspiración, haciendo que, por efecto de la gravedad, ascienda el líquido llenando la tubería y la bomba. Recomendamos para este tipo de cebado que las bombas de vacío que se utilicen sean

deltipo de vacío húmedo, ya que éstas no se deterioran aunque penetre líquido en su interior procedente del cuerpo de bomba. Si se instalan bombas de vacío seco debe efectuarse el montaje de forma que el líquido no pueda entrar en ningún momento dentro de ella. Para los grupos pequeños se utilizan bombas de vacío accionadas a mano.

Cebado con válvula de pie Ya hemos dicho anteriormente, que la válvula de pie, se utiliza también para cebar las bombas centrífugas o axiales. lgual que en los casos anteriores, cuando no hay líquido en la tubería de impulsión debe cerrarse la válvula de paso.Acontinuación, se coloca un embudo en elgrifo de purga y se echa agua hasla llenar eltubo de aspiración y el cuerpo de bomba. La válvula de pie permite que este líquido que se echa quede en eltubo de aspiración. En grupos de mediana potencia es muy práctico utilizar una bomba de agua a presión con la cual se llenará más rápidamente todo el conjunto de tubería.

Una vez puesto en marcha elgrupo, debe verificarse que la bomba está bien cebada, para evitar que pueda quedar interrumpido su funcionamiento. Esta verificación se efectúa abriendo el grifo de purga comprobando líquido que sale ininterrumpidamente.

y

99

/

el

I unrureumtENTo y REpARAcTóru

DE MAeutNA

/Eeutpos xlomuucos

La figura 125 muestra este tipo de cebado que se realiza por medio de una tubería conectada desde eltubo de impulsión alde aspiración. Esta forma de cebado es muy útil para bombas de trabajo alternativo ya que, en cuanto se para la bomba, el líquido que queda en la tubería de impulsión pasa a la de aspiración, dejándola ya cebada para cuando la bomba se ponga de nuevo en marcha.

La válvula de pie en este sistema de cebado impide que se vacíe la tubería de aspiración, facilitando el llenado de ésta cadavezque sea necesario, es decir, no será preciso echar tanta cantidad de agua. La válvula de pie debe revisarse periódicamente ya que es preciso que siempre se halle lo más limpia posible. En las Figs. 5, 6,7 y I se representan respectivamente dos montajes correctos y otros dos incorrectos. Las indicaciones anotadas en los pies de las figuras le ayudarán a ver más claramente la disposición de los accesorios en la tubería de aspiración e impulsión.

Fig. 5

Fig. 6

lnstalación correcta

lnstalación correcta. En (1) puede observarse la inclinación que se da a la tuberla de aspiración hacia abajo desde la bomba.

1. Válvula de compuerta 2. Válvula de retención 3. Difusor cónico 4. Difusor excéntrico 5. Codo 6. Difusor 7. Válvula de pie 8. colador

1

Nivel mínimo

Fig. 8 lnstalación incorrecta porque el difusor (1) debe estar montado junto a la bomba; en la tubería (2) se formarán bolsas de aire por no emplear difusor excéntrico y la válvula de pie es inútil porque esta instalada mas alta que el nivel del liquido

Nivel mlnimo

Fig. 7 lnstalación incorrecta En (1) se señala la mala disposición de la válvula de retención, ya que esta debe colocarse siempre enlre la válvula de paso y el difusor. En (2) se indica que la tubería de aspiración esta mas levantada del centro lo cual da lugar a formación de bolsas de aire por no tener una inclinación constante. En (3) se indica que la válvula de pie esta instalada mas alta que el nivel del liquido y por lo tanto no cumple su función, es decir es inútil.

100

-

I umrrumrENTo y REpARAc¡óru

DE MAeurNAs/Eeurpos

npmuucos

Se presentan dos casos generales en el problema del cebado de una bomba

Guando se tiene una carga de succión-positiva Ello equivale a decir que el nivel del líquido a bombear está por encima del eje de la bomba. Cuando trata de ponerse "en seryicio"una bomba centrífuga o después de él sus conductos y la bomba misma pueden estar llenos de aire si la alimentación de succión está a presión mayor que la atr4osférica, este aire se atrapará en la bomba y se comprimirá algo cuando se abra la válvula de succión a menos que la presión de succión sea lo suficientemente alta para desalojar el aire del interior de la bomba, ésta no estará cebada, siendo necesario expulsar el aire y por ello los fabricantes de bombas proveen en el diseño misino de la bomba, válvulas y tapones de purga para expulsar el aire atrapado en el sistema y el proceso es el siguiente:

. . .

Abrir todas las válvulas de succión para permitir que el líquido entré a la tubería de succión y carcazade la bomba. Abrir la válvula o tapón de purga localizada en la parte superior de la carcaza para desalojar el aire atrapado. Cuando el líquido empiece a salir en forma continua (no haya burbujas de aire), la bomba está cebada y puede funcionarsin problema

Cuando se tiene carga o cabeza negativa de succión

. .

Use un by pass o paso lateral sobre la válvula de cheque de descarga, la cual permite, elusodellíquidoen la línea dedescarga (Fig.9). Use válvula de aspiración del tipo válvula, de pie o alcachofa colocada en el punto más bajo de la línea de succión. La válvula de pie retendrá el líquido en la tubería de succión y en la carcaza de la bomba, después que la bomba ha sido inicialmente cebada (Fig. 10)

Válvula de pie

Fig. 10

La válvula de la Fig . 11 es una forma de válvula de representación instalada en el fondo de un tanque en la lírlea de succión, al pie de una línea de retención, permite el flujo en un solo sentido, hacia la bomba.

Cuando se para la bomba y las puertas de la válvula de pie se cierran, la válvula

asienta correctamente,

el agua no

i

Fig.

puede escapar al paso, 101

11

I mnrurrruMrENTo

y REpARAc¡óru

Desafortunadamente, por efecto de la pérdida o desgaste del asiento en la válvula, la bomba puede ir perdiendo su

DE MAeutNAs/Eeutpos

ntonRultcos

Tuberla del suministro de

Llave de purga para

desahogo\

cebado,

El diagrama típico de instalación para este tipo de cebado se muestra en la Fig.

12. La tendencia de funcionamiento , aumenta si el agua con

Válvula de retención de Válvula de descarga compuerta de la descarga

defectuoso

tiene pequeñas partículas de material extraño como are[3, no siendo recomendable para esté tipo de servicio,

álvula de zapata

ni tampoco para sistemas que trabajan a

Fig. 12

altas presiones.

En la Fig. , puede observar que la bomba puede llenarse inicialmente mediante un embudo colocado en la conexión de cebado, mediante un tanque elevado o cualquierotra fuente de agua pendiente.

Abra posteriormente la válvula de despegue, localizada en el punto más alto de la carcaza, para permitir que el aire escape. Cuando el liquido aparezca en forma de chorro continuo, la bomba está cebada y puede funcionar adecuadamente. La Fig. 13 muestra una bomba auxiliar, la cual extrae el aire para dar un a acción cebante, que generalmente es una bomba de desplazamiento de1 tipo manual, como puede ser caso mostrado en la figura.

el

La Fig. 14 muestra esquemáticamente

Fig. 13

el sistema que, emplea un eyector para extraer el aire de la carcasa,, .y así cebar la bomba principal. Cuando en las instalaciones de las plantas hay suministro de aire comprimido, agua a alta presión o vapor, la bomba puede ser cebada conectando un eyector de cebado al tapón de respiro, localizado en el punto más alto de la carcasa. Tal como muestra la Fig. 15, el proceso de operación es el siguiente: - Abrir la

válvula de succión.

- Abrir el eyector para que escape el aire de la bomba y da la línea de succión.

La válvula V, se abre para iniciar ItC

operación del eyector y luego se abre la válvulaY,

Fig. 15

102

I mnrureuurENTo y REpARAcóru DE MAeutNAs/Eeutpos

lr¡oRRuLtcos

PRU EBA DE FU NCIONAMIENTó

Válvula aisladoi"

,)

I

\'E

o OU' lrf

EE

.-c o

:EE a

Agua de enfriamiento al cojinete interior

-

-

Valvula de control de agua de enfriamiento

Válvula

- -ta'f. regulador;

:.

Eo o-; Prc jo

Agua de enfriamiento Agua de enfriamiento al cojinete exterior

Después que una bomba se ha instalado correctamente y se han tomado todas las precauciones necesarias para alinearla con su impulsor, queda lista para servició en su arranque inicial. Se recomienda unas cuantas verificaciones de última hora. Los cojinetes y el sistema de lubricación deben estar limpios. Antes de poner la bomba en servicio se deben quitar las tapas de los cojinete> y lavar éstos con kerosene y limpiarlo completamente. No se debe emplear Wype para limpiar cojinetes porque puede caer pelusa en el lubricante: los trapos limpios son superiores para este objeto. Toda la grasa y el aceite que se usen en el sistema de lubricación deben estar libres de agua, mugre u otros contaminantes. Los cojinetes deben llenarse con lubricante limpió de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Con elacoplamiento desconectado, se deberá probar nuevamente Ia rotación correcta del impulsor. Generalmente hay una flecha marcada en la bomba para señalar la rotación correcta. Todas las partes deben inspeccionarse finalmente antes de arrancar. Debe ser posible dar vuelta al rotor de la bomba con la mano, y en caso de una bomba que maneje líquidos calientes, el rotor debe girar libremente con la bomba fría o calentada. Si el rotor está pegado o si se arrastra ligeramente, no debe operarse la bomba hasta que se localiza la causa de la dificultad y se corrige.

Procedimientos de arranque y parad¡ Los pasos necesarios para arrancar una bomba centrifuga dependerán'de su tipo y del servicio en el que está instalada. Muchas instalaciones requieren pasos que son innecesarias en otras. Por ejemplo, las bombas de emergencia con frecuencia se conseryan listas para arranque inmediato, especialmente las bombas centrifugas de alimentación a calderas. Las válvulas de compuerta de succión y descarga se tienen abiertas y se evita elflujo inverso por la bomba con una válvula de retención en la línea de descarga. 103

I mnrureumtENTo y REpARAcÉru DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos Suponiendo que la bomba considerada está movida a motor que su potencia en caballos de fuerza no excede a la potencia segura del motor, y que se va a arrancar contra una válvula de compuerta cerrada, elprocedimiento de arranque es elsiguiente: 1.- Cebe la bomba, abriendo la válvula de succión y cerrando las purgas para preparar la bomba para operación. 2.-Abra la válvula de suministro de agua de enfriarniento a los cojinetes. 3.-Abra la válvula de suministro de agua a los estoperos si son enfriados con agua 4.-Abra la válvula de suministro liquido de sello si la bomba tiene ese equipo. 5.- Abra la válvula de calentamiento de una bomba que maneja líquidos calientes si la bomba normalmente no se conserva a la temperatura de operación. Cuando la bomba se ha calentado, cierre la válvula. 6.- Abra la válvula de la línea de recirculación si la bomba no debe operarse contra una descarga totalmente cerrada. 7.-Arranque el motor 8.-Abra la válvula de descarga lentamente 9.- Observe el escurrimiento de los estoperos y ajuste Ia válvula de líquido de sello para tener un flujo apropiado de lubricación de la empaquetadura. Si la empaquetadura es nueva, no apriete el prensaestopas inmediatamente, sino déjese asentar el empaque antes de reducir el escurrimiento por los estoperos. 10.- Verifique la operación general mecánica de la bomba 7 del motor.

11.- Cierre la válvula de la línea de recirculación cuando va haya suficiente flujo por la bomba para evitar sobrecalentamiento. Si la unidad se va a arrancar contra una válvula de compuerta de la descarga abierta, los

rasos serian los mismos, excepto que la válvula de descarga de compuerta se deberá

abrir un poco antes de arrancar el motor. En algunos casos, el agua, el agua de enfriamiento de los cojinetes y el agua de sello a los faroles del sello es suministrador por la misma bomba. Esto elimina la necesidad de los pasos (2) a (4) en el procedimiento de arranque.

El procedimiento para parar una bomba también depende del tipo y del servicio de la bomba. Generalmente, el procedimiento para parar una bomba que puede operar contra una válvula de compuerta cerrada es elsiguiente:

1.- Abra la válvula en el sistema de recirculación 2.- Cierre laválvula de compuerta 3.- Pare el motor 4.- Abra la válvula de calentamiento si la bomba se va a conservar a la temperatura de operación. 5.- Cierre la válvula del suministro de agua de enfriamiento a los cojinetes y a los estoperos si son enfriados con agua. 6.- S¡ no se requiere el suministro de líquido de sello cuando la bomba está inactiva, cierre la válvula en esta línea de abastecimiento. 7.- Cierre la válvula de succión y abra las válvulas de drenaje, según lo requierá cada instalación en particular, o sise va a abrir la bomba para inspección. Si la bomba no puede operar contra una válvula cerrada, se invierten los pasos (2) y (3).

Muchas instalaciones permiten parar el motor antes de cerrar la válvula de compuerta de la descarga.

104

I mnnrEurrvlrENTo y REpARAcTóru

DE MAeurNAs/Eeutpos

n¡omuLtcos

Generalmente, el arranque y parada de bombas movidas con turbina de vapor requieren los mismos pasos y la misma secuencia que las bombas movidas por motor. Como regla general, las turbinas de vapor requieren calentamiento previo al arranque y tienen purgas y sello que deben abrirse y cerrarse antes y después de la operación. Por lo tanto, el operador deberá seguir concienzudamente todos los pasos señalados por el fabricante para arrancar y parar la turbina. Esto también se aplica en el caso de las máquinas de combustión cuando se usan para mover bombas. Hay que recordar que el montaje .orr"óto de tas estopas, así como una manipulación adecuada de los prensa-estopas son las condiciones indispensables para que se pueda obtener una buena función del conjunto. Cuando ha transcurrido cierto tiempo de funcionamiento, después de haber apretado el prensaestopas remetidas veces por medio de las tuercas acopladas al mismo, y el casquillo se ha introducido por completo, es necesario añadir más aros de estopadas. Para ello primero se aprietan las tuercas del prensaestopas y se vuelven a aflojar, y luego, se retiran tanto el prensaestopas como el casquillo del mismo, dejándolos en situación de que puedan colocar nuevos anillos en la caja.

Las estopadas blandas se cortan oblicuamente y en forma de anillo, que abriéndole lateralmente pueda deslizarse a lo largo del eje hasta la caja de las estopadas y ésta se vuelve a cerrar dejándola como estaba antes de abrirla. En esta primera operación es conveniente apretar el prensaestopas con las manos, pues así se puede de comprobar si es suficiente solo con el aro de estopas puesto en la bomba. Una vez puesta en marcha la bomba, si la caja de estopadas no queda completamente hermética, vuelve a pararse la máquina y se aprieta algo más el prensaestopas. Cuando se trata de estopadas con plano grafitado se abre el anillo lateralmente igual que en el caso anterior para que una vez colocado en el eje pueda deslizarse por el mismo hasta la caja de estopadas. A continuación, se aprieta con una llave adecuada para conseguir que el anillo quede situado en eleje, sin juego alguno. Al mismo tiempo que se aprieta se hace girar el casquillo con la mano hasta que se observe una cierta resistencia a la rotación; entonces se afloja la tuerca del prensaestopas para que éste retroceda y se vuelve a apretar con la mano, para comprobar si solamente con esta presión es suficiente para obtener hermeticidad en la caja de estopadas. S¡ de esta forma no se logra hermeticidad se añaden más aros de estopadas y, en caso, de que esto sea suficiente, debe cambiarse toda la empaquetadura, porque es señal de que ésta se halla en malas condiciones.

la nueva quitar los restos de estopadas es necesario la anterior así coreo limpiar bien la caja de estopadas. A continuación, se coloca dentro de la caja el número conveniente de anillos para formar la empaquetadura, procurando que los cortes de los aros no queden alineados, lo cual podría dar lugar a una rendija por donde pueda existir escape. Después de colocar el casquillo y el prensaestopas, se aprieta éste hasta que la caja de la estopada quede cerrada herméticamente, afretando y soltando alternativamente hasta lograrlo. Para ello antes de colocar

105

I lvlnnreulvltENTo MANTENTMtENTo y

y REpARAcÉru

DE MAeutNA

/Eeutpos nlonnulrcos

opERAclót¡ oe BoMBAS cENTRTFUGAS

MANTENIMIENTO La amplitud de los conocimientos que debe tener el personal de mantenimiento acerca de las bombas a su cuidado depende de las demandas y complejidad del sistema en el que están instaladas. En Ia mayoría de los casos, es suficiente la información completa que se da en el instructivo sobre la construcción mecánica. Por lo general, el personal de mantenimiento sólo necesita saber las condiciones especificadas para el servicio, que generalmente se dan en la placa de la bomba. Ocasionalmente, necesitan también información más completa sobre las características de la

bomba para proporcionar inspección y

mantenimiento más adecuados.

Existe una considerable diferencia de opinión en relación con la bondad del procedimiento de reconstruir partes desgastadas como anillos de desgaste o manguitos de flecha. Hasta donde es posible, los procedimientos que dan buen resultado se han descrito en los capítulos que tratan con cada parte de la bomba, aunque algunos de esos procedimientos no se consideran como práctica recomendable.

Observación diaria Las instalaciones de bombas que se atienden constantemente deberán inspeccionarse

cada hora y todos los días, Un sistema de tarjetas para estas inspecciones no se considera necesario porque el operador debe reportar inmediatamente cualquier irregularidad en la operación de la bomba. Un cambio de sonido en una bomba que está trabajando debe investigarse inmediatamente.

Las temperaturas de los cojinetes deben obseruarse cada hora. Un cambio repentino de temperatura en un cojinete es una indicación mucho más clara de dificultades .que una temperatura alta constante. Si la bomba está equipada con chumaceras aceitadas con anillo se deberá observar el funcionamiento apropiado de los an¡llos de

ace¡te.

j

También se debe observar cada hora la operación de los estoperos. Se debe revisar el escurrimiento de los estoperos para ver si es suficiente para proporcionar enfriamiento y lubricación a la empaquetadura paro no excesiva y con desperdició. Los manómetros e indicadores de flujo, si están instalados, deberán también revisarse cada hora para su correcta operación. Los instrumentos registradores, sise cuenta con ellos, se deben verificar todos los días para asegurarse de que la capacidad de salida, presión o consumo de corriente no indican que algo necesita atención. 106

I unnreuutENTo

y REpARAc¡óru

DE MAeutNA

/Eeutpos nronnulrcos

lnspección semestral (semianual)

El prensaestopas del estopero deberá revisarse cada medio año para ver que tenga movimiento libre. Se deberán limpiar aceitar los pernos tuercas del prensaestopas inspeccionar la empaquetadura para determinar si necesita

y

e reponerse.

y

r

El alineamiento de la bomba y del impulsor deberá verificarse y corregir se si es necesario. Los cojinetes lubricados con aceite deberán vaciarse, escurrirse y rellenarse con aceite nuevo. Los cojinetes lubricados con grasa deberán inspeccionarse rara versi proporcionó la cantidad correcta de grasa ysitodavía es de consistencia adecuada. lnspección anual

Las bombas se deben inspeccionar muy cuidadosamente una vez al año. Además del procedimiento de mantenimiento

semestral,

se deben desmontar

los

cojinetes, l¡mp¡ar y examinar si tienen defectos. Las cajas de cojinetes deben

limpiarse y lubricarse cuidadosamente. Los baleros antifricción deberán examinarse, para ver s¡ están rayados tienen

desgastes, después

de

o

limpiarse.

lnmediatamente después de la inspección los cojinetes deben cubrirse con una cara de aceite o grasa para evitar que le entre la mugre o la humedad. La empaquetadura deberá sacarse y los manguitos de las flechas, o la flecha si no se usan manguitos, deberán examinarse buscando si hay desgaste. Las mitades del acoplamiento deberán desconectarse y verificar el alineamiento.

En el caso de bombas horizontales con cojinetes de babbit, deberán verificarse el movimiento verticalen ambos extremos con la empaquetadura fuera y elacoplamiento desconectado. Cualquier movimiento vertical superior a 150% del juego original requiere una investigación para determinar la causa. El juego en los extremos permitidos por los cojinetes también deberá verificarse y si tiene más del recomendado porelfabricante, se deberá determinar la causa y corregirse. Los drenajes, tubería de agua de sello, tubería de agua de enfriamiento otras tuberías deberán revisarse y soplarse, Si se usa un enfriador de aceite, deberá soplarse y limpiarse. Se deberán reempacar los estopero, y volver a conectar el acoplamiento. Si se tienen disponibles dispositivos e instrumentos de medición, éstos deberán recalibrarse y hacer una prueba para determinar si se obtiene un funcionamiento correcto. Si se hacen reparaciones internas deberá probarse nuevamente la bomba al terminar la reparación.

107

I MANTENTMIENTo Y REPARAcÉN

DE MAQUINAS/EQU IPOS HIDNNU UCOS

Reconstrucción com pleta Algunas bombas en servicio severos pueden requerir una reconstrucción completa cada mes, mientras que otras aplicaciones sólo la requieren cada dos a cuatro años y a veces con menos frecuencia.

La mayoría de los diseñadores de bombas y los especialistas considerar que una bomba centrífuga no necesita abrirse para inspeccionarla a menos que la evidencia de hecho o circunstancial indique que es necesaria la reconstrucción. Se debe establecer un programa para pruebas completas frecuentes de bombeo y los resultados de estas pruebas se comparan con el funcionamiento de la bomba en su condición inicial.

Cualquier declinación repentina

en el

funcionamiento

se puede advertir

inmediatamente. Esta comparación de funcionamiento, y no eltranscurso de un periodo de tiempo fijo, deberá ser la base para determinar si es o no suficiente el desgaste interno que ha ocurrido para que se requiera una reconstrucción completa. El correruna prueba completa es menos costoso que abrir una bomba para inspección y no se requiere sacarde servicio la unidad.

Evidencia circunstancial

La evidencia circunstancial se refiere a los datos acumulados por la experiencia obtenida con anteríoridad, ya sea con la bomba en cuestión o con equipo similar en servicio igual, Por ejemplo, si un grupo de bombas de alimentación a calderas construidas con acero inoxidable con aleación de cromo ha trabajado continuamente durante 80,000 hr. sin la necesidad de una reconstrucción una unidad duplicada no requerirá antes de que haya operado 30,000 hr, Las bombas en servicios severos que han requerido reconstrucción a intervalos de tres meses pueden sustituirse por unidades mejor construida o más fuertes. Sin embargo, hasta que el nuevo equino se ha probado y se ha establecido un tipo nuevo de experiencia, la bomba deberá abrirse alfinal de tres meses para valorar el efecto de la nueva construcción o de los nuevos materiales.

Excepciones Las dificultades por corrosión-erosión que no se rueden clasificar con algunos de los tipos de evidencia procedentes, no necesariamente serán obvias en las características de funcionamiento de la bomba obtenidas por medio de pruebas le rutina. Si se permite que estas dificultades continúen sin atenderse, sin embargo, pueden fácilmente conducir a la destrucción de la bomba, más allá de cualquier Posibilidad de reparación. Sin embargo, las dificultades por corrosión-erosión son generalmente previsibles. Por ejemplo, una bomba que maneja pioductos químicos corrosivos que está construida con materiales ordinarios o de materiales que no se han probado en esa aplicación en particular puede dañarse rápida y severamente. En ese caso, la bomba deberá abrirse para inspección pronto, después de la instalación inicial y después a intervalos frecuentes hasta que se rueda determinar la vida de los materiales de la bomba en las condiciones actuales.

108

I mnnreu¡MrENTo y REpARAc¡óu DE MAeutNA /Eeutpos nlonnuucos Reparación de los elementos de una bomba centrifuga Varios son los procesos, a seguir para Ia reparación de que esta de acuerdo altipo de bomba centrífuga.

los elementos de una bomba,

Una nota muy importante que se debe tomar en cuenta es la siguiente: generalmente las partes desgastadas se deberán, renovar si no se va a examinar la bomba hasta el siguiente periodo de rutina, sin considerar el funcionamiento de la bomba, porque cuando se arman partes nuevas o en buenas condiciones en contacto con partes sucias o desgastadas, es muy probable que las piezas nuevas se desgasten muy rápidamente. Citaremos los elementos y las cusas principales que originan sus averías. Causas de las averías

Elementos

Bociñ?, buje o manguito

- Falta de lubricació - Cabeceo del impulsor Desgaste de rodajes - Demasiado ajuste de empaquetaduras Empaquetadura no conveniente - Nota.- Las bocinas desgastadas, ordinariamente se reponen en vez de repararlas

lmpulsor o rodete

- Mal aseguqado - Con luces ho apropiadas Mal balanceado - Mal dirección de giro

Eje o flecha

-

Uso de bo ina no apropiada Demasiada luz (axial y radial) Cabeceo del eje Empaquetadura no apropiada M al ajuste del prensaestopa No utilizado en su verdadero trabajo

Rodamiento

- Falta de lübricación - Demasiada lubricación - Ajuste apropiado (en el eje o en la caja) - Cabeceo del impulsor - Demasiado juego axial

Empaquetadura

- Ajuste no apropiado

Empaquetadura no apropiada - Forma de ponerlas Uso correcto

109

I un¡¡rrumENTo y REpARAcIóu DE MAeutNA /Eeutpos nlonnulrcos Manten i miento de estopero (empaquetadura y prensaestopas)

El mantenimiento de los estóperos consiste principalmente en reponer las empaquetaduras. Aunque esto parece sencillo, deberá hacerse correctamente, o la operación de la bomba no será satisfactoria. Se debe seguir el siguiente procedimiento para reempacar un estopero: 1.- Nunca trate de agregar uno o dos anillos al empaque viejo. Esto es falsa economía. Saque el empaque viejo completambnte, usando un extractor de empaquetaduras, si se tiene a mano, y límpiese perfectamente la caja. Revise el manguito para asegurarse que está en condiciones aceptables. Si se pone empaquetadura nueva en una caja contra un manguito áspero o bastante desgastado no se obtendrá un servicio satisfactorio.

2.- Asegúrese de que la empaquetadura nueva es de tipo adecuado para el líquido, presión y temperatura de operación. A menos que el empaque venga preformado en juegos, asegúrese de que cada anillo se corte a escuadra en un mandril de tamaño correcto.

3.- lnserte cada anillo de empaquetadura por separado, empujándolo derecho dentro de la caja y asentándolo firmemente, usando anillos divididos de empuje de tamaño apropiado, que se ajusten bien a la caja. Los anillos de empaque sucesivos deberán girarse para que sus juntas queden separadas 120 ó 180 grados.

4.- Cuándo se usa una jaula de

asegúrese de que

sello,

se instale el

prensaestopa y apriete firmemente las tuercas del mismo. Asegúrese de que se instala entre los dos anillos de empaque

apropiados para que maneje correctamente el suministro de líquido

obturador cuando

el

estopero está

totalmente empacado y ajustado. 5.- Después de que se han insertado todos los anillos de empaquetadura requeridos,

instale el prensaestopa y apriete firmemente las tuercas del mismo. Asegúrese de que el casquillo penetra en el estopero derecho sin ladearse, para que tod ala periferia de la empaquetadura tenga una presión uniforme.

6.- Después del primer apriete del prensaestopa, retrocédanse las tuercas hasta que sólo estén apretadas con los dedos. Arranque la bomba con el estopero flojo, de modo que haya un escurrimiento inicial excesivo. Apriétense ligeramente y parejas las tuercas del prensaestopa, a intervalos de quince a veinte minutos, de modo que el escurrimiento se reduzca a lo normal después de varías horas. No se pretenda reducirel escurrimiento elestado de "goteo". Debe ser un flujo continuo, suficiente para arrastrar el calor de fricción de la empaquetadura.

110

r

I lvtnnreruMrENTo

y REpARAc¡óru

DE MAeutNA

/Eeutpos nlonRuLtcos

A menos de que escurra suficiente líquido

por

la caja para eliminar el calor, la

empaquetadura se quemará y se rayará el manguito. (En bombas con prensaestopa de enfriamiento, suspenda el suministro a intervalos y observe el escurrimiento real por el estopero, de otro modo la inspección visual no puede distinguir entre el

escurrimiento por el empaque y el suministro de agua de enfriamiento). El reempacado y ajuste de estoperos sólo

deberá ejecutarlo personal experimentado. Cuando se asigne este trabajo a otros se les deberá advertir que no pongan demasiada presión en el prensaestopa. Se debe aclarar que el escurrimiento excesivo no es tan perjudicial como cuando es escaso.

La empaquetadura que se saca de un estopero cuando se reempaca, deberá examinarse con objeto de obtener toda la información que sea posible sobre la causa deldesgaste delempaque. Con frecuencia las condiciones de operación susceptibles de corregirse o procedimientos empaque se revelan poreste examen. Algunosde los síntomas másfrecuentemente encontrados son los siguientes:

l.- Desgaste excesivo en los anillos más cercanos al prensaestopa, mientras que los del fondo permanecen en buen estado; se debe a apriete excesivo de la empaquetadura en un ajuste o por no insertar lgs anillos uno a uno y empujándolo hasta su lugar antes de insertar el siguiente.

2.- El carboneo o lustrado de la circunferencia interior de los anillos es causado por el calor excesivo, lubricación insuficiente, o material de empaque inadecuado para las condiciones de presión y temperatura. 3.- El desgaste en la circunferencia exterior de los anillos ocurre cuando giran dentro de la caja delestopero.

4.- El desgaste marcado de anillos de empaque en una porción selectiva de

la

circunferencia interior puede ser causado por cojine tes excesivamente gastados o la operación excéntrica del rotor. 5.- S¡ algunos anillos se cortan muy escasos o se encogen excesivamente, los anillos adyacentes se hincharán y se encajgrán en el espacio abierto. '/ ll

lncorrecto

lncorrecto

111

I mnrurEumtENTo

y REpARAcÉru

DE MAeutNA

/Eeutpos HtDRÁuucos

Cuadro de comprobación para determinar fallas en las bombas centrifugas Sintoma

Causas posibles

La bomba no descarga agua

1.- No esa cebada la bomba 2.- Bomba o tubería de succión no completamente llena de agua

Clave: 1,2,3, 4, 6, 1 1, 14,16, 1 7,22,23,

3.- Elevación de succión muy alta 4.- Margen insuficiente entre la presión de succión y la presión

Capac¡dad de descarga insuficiente Clave: 2, 3, 4,

5,6,7,8, 9, 10,

de vapor

5.- Cantidad excesiva de aire o gas

11, 14, 17,20,

22,23,29,30

Presión desarrol lar i nsuficiente Clave: 5, 1 4,16,

17

,20,22,29,30,

11

'6

6.- Bolsa de aire en la línea de succión 7.- Entrada de aire a la línea de B.-

O

:f

a a

c

succión

o a o E o

Entrada de aire a la bomba por los estoperos 9.- Válvula de pie muy chica 10.- Sumersión insuficiente del tubo de entrada de succión 11.- Válvula de pie parcialmente atascada 12.- Tubería del sello de agua tapada 13.- Jaula de sello incorrec tamente

31

La bomba pierde el cebado después de a rrancar Clave: 2,3, 5, 6, 7 ,8,

c .o

en el líquido

, 12,13

colocada en

el

=f,

o

lf-

ó

estopero,

evitando que el líquido sellador

entre al escio para formar La bomba requiere fuerza excesiva Clave: 15, 16,

29,33,34,37

17

, 18, 19, 20, 23, 24,26,

14.27

,

15.16.17.-

que la carga de diseño de

El estopero escurre excesivamente Clave:

13

,24,26,32,34, 35, 36, 38, 39, 40

El empaque dura poco Clave: 12,

13

37, 39, 39,40

,24, 26, 28, 32, 33 ,34,35, 36,

el

sello. Velocidad muy baja Velocidad muy alta Dirección de rotación invertida Carga total del sistema más alta

(It

E

la

bomba. 18.- Carga total del sistema mas alta que la carga de diseño de la bomba. 19.- Peso específico del liquido diferente al del diseño 20.- Viscosidad el líquido distintaala que se usó para el diseño. 21 Operación a capacidad muy baja 22 Operación inadecuada de bombas en paralelo para esa operación 23 Cuerpos extraños en el impulsor 24 Desalineamiento 25 -Cimentación no rígida 26 -Flecha doblada 27 Parte giratoria que roza en una parte estacionaria 28 - Cojinetes gastados 29 Anillos de desgaste gastados 30 lmpulsor dañado

112

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I unrureuurENTo

y REpARAcóru

DE MAeutNAs/Eeutpos

nlonnuucos

Síntoma

Causas posibles

La bomba vibra o hace ruido

31.- Junta de la cubierta defectuosa

permitiendo escurrimiento

Clave:2,3,4,9,1 0, 1 1,21,23,24,25,26,27

,

28, 30, 35, 36, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47

interior

32.- Flechas o manguitos de flecha

gastados

o

rayados

en la

empaquetadura

33.- Empaquetadura incorreta mente colocada

34.-

Tipo incorrecto de

empaque-

tadura para las condiciones de operación

Los cojinetes tienen vida corta Clave:24,26,27,28,35, 36, 45,46,47

41 ,42,

43,44,

35.- Flecha que opera descen-trada por cojinetes gastados o por desalineamiento.

36.- Rotor desbalanceado que causa vibración

37.- Prensaestopa muy apretado que da como resultado que no fluya líquid.o para lubricar la empaquetadura

38.- Falta de alimentación de Iíquido

enfriamiento

La bomba se sobrecalienta y se pega Clave : 1,4,21 ,22,24,27 ,28,15,1O, +l

a

estoperos

enfriados por agua

39.- Espacio libre excesivo

en

el

fondo del estopero entre la flecha

I t,/

y la cubierta

fuerce

Ia

haciendo que se empaque-tadura al

interior de la bomba

40.- Mugre

o tierra en el líquido

sellado que origina que se raye la flecha o el manguito 41

.- Empuj excesivo causado por una falla mecanica dentro de la bomba o por falla del dispositivo de balance hidraúlico si lo hay

42.- Cantidad excesiva de grasa o

43 44

aceite en la caja de un cojinete an trifricción o falta dé enfriamiento que causa temperatu ra alta en el cojinete Falta de lubricación lnstalación indebida de cojinetes

antifricción (daño durante

el

montaje, montaje incorrecto de cojinetes de balas en pila, uso de baleros diferente como par) Mugre que entra a los cojinetes

Oxidación de cojinetes debida a entrada de agua alacaja

47.- Enf riamiento excesivo de cojinetes enfriados con agua, da ndo por resu I tado la condensación de lía humedad de

la atmósfera ei Ia caja de

cojinetes.

113

los

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ó

I mnrureumtENTo y REpARAcTóru

DE MAeutNAs/Eeutpos nroRAuLrcos

GALCULO DE RENDTMTENTO (EF|CTENCIAS) DE LAS BOMBAS

Eficiencia hidráulica Tiene en cuenta todas y solo las perdidas de altura total en la bomba.

Rendimiento total

(r1,)

Tiene en cuenta todas las perdidas en la bomba ysu valores:

Entonces la potencia útil de la bomba en función del rendimiento total quedara expresada de la siguiente manera:

rl'-QpgH'rl,

Ejemplo de calculo Una bomba tiene las siguientes características: Caudal0-0392 m3/seg.

-

- Altura útil de bombeo 104.447 m y una eficiencia de 85%. Calcule la potencia de accionamiento de la bomba y la potencia útil que la bomba da alfluido, siendo el liquido a bombearagua.

Resolución: A)Calculode la potencia útil

P,-OpgH(watts) Reemplazando:

P,

- 0.0392

m3 x 1000 Kg

*g

x

m

g.g081

m'

segt

P, = 40157 (watts) B) calculo de la potencia de accionamiento

p"

aol?lw 4B9T2w =& = 0.82 It

P" = 48972w

114

X rc4.447 m

I mnrureumrENTo y REpARAcTóru

DE MAeutNAs/Eeutpos

npmuLtcos

TERMOPLASTICOS: PVC DURO Y BLANDO Elcloruro de polivinilo (PVC) es eltermoplástico más empleado y se obtiene con ácido clorhídrico (HCl) y el acetileno (CrHr). Ambas sustancias de partida se combinan formando gas cloruro de vinilo. Por polimerización se obtiene el cloruro de polivinilo, que es un polvo blanco. El PVC duro sustituye en muchos casos.a los metales. Se fabrica en planchas y en tubos (depósitos y tuberías). Las piezas se mecanizan con arranque de viruta de la misma forma que los metales. La resistencia a la tracción es de 60 N/ mm'a temperatura normal y el alargamiento es del 300%. La conductividad térmica es muy pequeña. El PVC duro es muy sensible al entalle, es insípido e inodoro, y resistente a las lejías y a los ácidos.

El PVC blando se fabrica como el PVC duro con adicción de un "reblandecedor". Por este sistema consigue propiedades

Polimerización

Polimerización

PVC, trovidur Astralon, Mipolam, Acella, pegulan

Polietileno Lupolen, Trolen, Genathene, Polithene

{, Cloruro de polivinilo

como las de la goma blanda.

{,

Estructura de los termoplásticos.

Se colore a y se lamina en forma de hojas y planchas, Ejemplos de aplicación son las mangueras con o sin soporte textil y el cuero artificial para tapicería. El PVC blando se corta, perforay suelda bien, pero por arranque de viruta se mecaniza mal.

Obtención

Propiedades, uti I ización

Cloruro de polivinilo

Material de partida: cloruro de vinilo obtenido del

(Pvc)

acetileno y del cloruro sódico.

Astralon Mipolam Supradur Trovidur Hostalit Vestolit vinoflex

El cloruro de vinilo se polimeriza fácil mente en presencia de catalizadores adecuados a 50-80"C y 10 bar. El polímero parece una emulsión lechosa cuya parte solida puede ser separada por secado, por pulverización o laminación. Al polvo de PVC

El PVC duro es duro y tenaz, el blando es blando y elástico, se ablanda 80-100"G, la resistencia cae yaa partirde 40'C; con elfrfo se hace frágil, gran dilatación térmica, resistente al agua, ácidos y base débiles, alcohol, gasolina y aceites, sensible al éter, benceno y acetona; el PVC blando solo es resistente a los ácidos y bases débiles.

Material

pueden añadirse, antes del tratamiento, ablandadores, aditivos para que deslice, colorantes y diluentes.

Designación

Prueba de combustión

Otros signos

Distintivos

Cloruro de polivinilo (PVc)

Llama

Olor

Características especiales

Amarillenta, orlada en verde, chispeante

Penetrante a clorhfdrico

apaga fuera de ella

Se calcina en la llama, se

115

El ensayo de la llama con hilo de cobre incandescente muestra llama verdosa.

I unrureuutENTo y REpARAcIór,¡ ESeu EMAS DE N tvEr-aclór.¡ yALt

N

DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos

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I umremMrENTo y REpARAcTóru

DE MAeUTNAS/Eeutpos

nlomuucos

INCENDIOS Es la propagación del fuego que abrasa lo que no está destinado a arder. Si el fuego alca nza grandes proporciones y escapa a

nuestro control, se traen enemigo terriblemente destructor que todo lo avasalla, lo destruye o lo transfonr€t, creando en el ser humano sentimientos de y pánico que nubla su mente y adquiere dimensiones aún más dantescas

terror

cuando se presenta como efecto complementario de un desastre mayor,

contribuyendo a aumentar la desolación y la muerte en el área afectada.

EI

fuego es el nombre genérico que se da alacombustión

La combustión: Es la combinación de dos o más elementos o sustancias que producen una tercera con características completamente diferentes a las que intervinieron. Las explosiones e incendios ocurren como consecuencia de producirse derrames de petróleo y productos refinados, y fugas de gas natural. Numerosos incendios se han

ocasionado como resultado del de camiones cisternas de

volcamiento

combustibles, y la operación indebida de equipos de extracción y núcleos de bombeo de crudo e instalaciones de refinación.

El hecho de que anualmente el número de incendios es bastante elevado indica la necesidad de que se aprecien con más detenimiento los peligros de incendios y se ponga en vigortodos los medios necesarios para su control.

La mayoría de éstos obedecen a riesgos tan comunes como fósforos, colillas de ciga rros, ch ispas, artefactos eléctricos, etc.

Generalmente se menciona la destrucción directa causada por el fuego o pérdida de vidas, sin embargo, no se mencionan otro tipo de pérdidas que siguen al siniestro, ¿cuáles serían? lnterrupción de los negocios, pérdidas de salarios de'los trabajadores, pérdidas de mercado, gastos en combatir elfuego, etc. De acuerdo a las estadísticas que se han hecho, las pérdidas indirectas son de 2 a 3 veces mayores que las directas.

117

I mn¡¡rentMtENTo y REpARAcón DE MAeUtNAS/Eeutpos

tronnulrcos

Gausas de incendios

Eléctricas (19%l: El equipo eléctrico, es la causa principal de incendios en la industria, normalmente está bien proyectado y cuidadosamente instalado, pero surgen d¡ficultades cuando no está debidamente atendido o se hace mal uso de .

é1.

Fricción (a%l: Cojinetes recalentados, piezas mala lineadas o rotas de las máquinas transmisiones de energía o transportadores mal ajustados, constituyen la segunda de las principales causas de incendios en la industria.

Cómo se inician los incendios en las

industrias

Eléctricos Por fricción Materias extrañas Flamas abiertas Cigarrillos y fósforos lgnición espontánea Superficies calientes

19% 14o/o 12o/o

9% 8% |Yo 7o/o

Chispas de combustión 6% Mat. sobrecalentados 3% Electricidad 2%

estática Diversos No determinables

5% 7o/o

Materias extrañas (12%l= Cuando se permite que junto con el material que se está'trabajando se mezclen materias metálicas extrañas, se pueden producir chispas en las maquinas procesadoras.

Llamas descubiertas (9%): Los sopletes cortadores y soldadores mal empleados, mecheros de petróleo y gas ¡ndebidamente .ajustados, y el mal empleo de sopletes de gasolina para soldar, constituyen la cuarta de las causas princ¡pales de incendios en la industria.

Cigarrillos y fósforos (8%) : Es una costumbre riesgosa fumar, o permitirque se fume, cerca de materiales inflamables. La temperatura que desarrollan los fósforos va de 1200oF a 2000oF (650"C a 1090oC)y la de los cigarrillos va de 550oF a 1150oF (290o a 62ooc).

lgnición espontánea (8%) : La eliminación inadecuada de desechos y basuras. aceitosas, las materias depositadas en conductos y chimeneas, el almacenamiento impropio de materiales de baja calidad, puede tenertodo ello como resultado la ignición espontánea que cause un incendio.

118

I mnrureuMtENTo y REpARAcÉru DE MAeu¡NAs/Eeutpos xpmuucos Superficies calientes

( 7%l:

Los combustibles expuestos al calor normal de calderas hogares, de conductos o chimeneas calientes, de tuberías de vapor, de lámparas eléctricas o de metal caliente que se está trabajando, son causa del 7 por ciento de todos los incendios en la industria.

y

Chispas de combustión (6%): Lcis incendios debidos a combustión de desechos, efl cubilotes de fundición, de aceites pesados de motores, en hogares y hornos, y en equipo de elaboración son

causa del

6 por ciento de todos los

incendios en la industria.

Materiales sobrecalentados (3%) : Las temperaturas anormales de elaboración, que afectan a líquidos inflamables o materiales sobrecalentados en secadores mal regulados, son causa del 3 por ciento de todos los incendios en la industria.

Electricidad estática (2%l: Los incendios debidos a chispas y arcos estáticos en bqripo inadecuadamente conectado a tierra ascienden al2o/o del total de incendios en la industria.

Diversos

5o/o =

Esta categoría incluye los incendios propagados desde locales contiguos, e incendios a derrames de materias en fusión y a rayos, así como incendios internacionales.

lndeterminados

(7o/ol=

No se encontró causa del incendio, o las pruebas eran

insuficientes para que justificase una conclusión definitiva.

Propagación de incendios Diseminación delfuego: Para la aplicación de las distintas medidas de controlque son esenciales para impedir la propagación del fuego se hace necesaria una clara comprensión de los métodos de transmisión del calor.

Contacto directo: El contacto directo de materiales inflamables o combustibles con una flama es el medio más común para que el fuego se difunda o propague. Contacto directo

119

I mnrureumtENTo y REpARAc¡óru Conducción: Conducción es

DE MAeutNA

/Eeutpos nlonnuucos

la

transferencia de calor de un cuerpo u objeto a otro, a través de un medio conductor intermedio.

Por, lo general, el medio conductor que interviene es un cuerpo sólido.

Convección: Convección es la transm¡s¡On de calor por un medio circulante , yá sea

Gonducción

gaseoso o líquido.

Puesto que los medios calentados se dilatan y elevan, los gases y el humo calientes llevan calor y gases tóxicos a los pisos superiores.

Cuanto más intenso es el fuego, tanto mayor es la velocidad con que se elevan el humo y el calor.

Convección

La convección de humo, calor y gases tóxicos a través de aberturas verticales plantea grandes riesgos a las personas que se encuentran en los pisos superiores de los edificios. Algunos de los gases tóxicos delfuego son: CO, So, CO, y aire caliente.

Radiación Los rayos u ondas de calor liberados en todas direcciones por un cuerpo caliente se desplazan en línea recta hasta que quedan absorbidos o reflejados por otro objeto. La cantidad de calor radiado desde la fuente aumenta con mucha rapidez a medida que sube la temperatura de la fuente. La cantidad de calor radiante que llega a un objeto expuesto a la radiación depende de la diferencia de temperatura entre la fuente de calor y objeto , y también de la distancia entre uno y otro.

Radiación

Otra causa de incendios es el calor generado por la energía eléctrica, debido a chispas, lámparas incandescentes, arcos eléctricos, cortos circuítos, etc. Se considera como causa, también a la electricidad estática. Es importante tomarla en cuenta como cualquier otra fuente dB energía y calor. Lo conocido como rayo y que en una tempestad se forma vertiginosamente y es atraído por la tierra, no es más que el producto de millones y millones de partículas de agua que al a'scender hacia la atmósfera van almacena ndo electricidad estática.

La fricción es otra fuente común; el frotar de un cuerpo contra otro, genera calor y en presencia de combustibles y oxígeno provoca fuego, es decir se incendia la materia.

120

I nnnrureu¡MrENTo y REpARAc¡óru

DE MAeurNAs/Eeutpos HtDRÁur-lcos

Daños que produce el fuego Los incendios producen daños sobre la vida, la salud, y la economía. Es muy conocido que en los siniestros unas personas pierden la vida y otras sufran quemaduras sofocamiento de grado variable. Así mismo, la destrucción. de viviendas, locales, instalacionos, muebles, equipos y otros objetos dan por resultado la pérdida de cuantiosas sumas de dinero que

y

con frecuencia sobrepasan

a

variop

millones de soles.

Clasificación de incendios Desde el punto de vista de la extinción de incendios, estos de dividen en:

GlaseA lncendio de materiales combustibles, sólidos corrientes (maderas, basuras, papeles, etc). Estos fuegos se combaten esencialmente a producir un pfecto base de agua, para r r \' "enfriante". Clase B Producidos por líquidos inflamables (gasolina, alcohol, pinturas, aceites, gras?s, etc). Clase G

Se inician en equipo eléctrico "VIVO" (líneas eléctricas, conmutadores, switchs, ffiotores, etc) se emplean agentes extinguidores no conductores de la electricidad. Glase D

Los fuegos de la clase D son los que se producen en metales combustibles, como magnesio, titanio, circonio, Iitio y sodio.

En estos incendios se necesitan

agentes

extinguidores, equipos y técnicas especiales.

En los incendios de metales no deben usarse extinguidores normales debido a que se corre el peligro de una reacción química que puede aumentar la intensidad del fuego u ocasionar explosiones. 121

I rvlnrureumtENTo

y REpARAcóru

DE MAeUtNAS/Eeutpos HtDRÁuucos

Triángulo del fuego

sÓlrDos:

LIQUIDOS:

GASES: o Gas Natural. o Propano. o Butano. o Hidrógeno. o Acetileno. o Monóxido de

o Pinttna. o BarnnO o Aceite.

Carbono. o Ofros

. I-aca. . Otros.

o Gasolina o Kerosén.

.

o Carbón.

. Madera. . Papel

Alcohol.

:

o Tela. . Cuero. o Plástico.

.

Azucar. o Granos. o Etc.

Estado Físico

*nrnbustibln

#alg,r

ffixaffiwn0

FUENTE DE OXIGENO: Se requiere aproximadamente 16"/0.

FUEI\TE DE CALOR: Temperatura Para ern pezar la reacción. . Llama abierta- el Sol. o Srperficie Caliente.

o Normalmente el aire ' contie ne 24 oA de o ,a,lgunos materiales co mb ustib les co ntie nen suficiente oxígeno en sí mismos corno para apopr

C2.

o Chispas y arcos. . Fricción acción química. o Energia elécfrica. o Cornpresión de gases.

-

la conútstión

122

I unrureruffirENTo y REpARAcTóru

DE MAeurNAs/Eeurpos

nroRluucos

TRES FACTORES DEL TRIANGULO DEL FUEGO Esta es la teoría más difundida y conocida. Afirma que, para que se produzca un fuego tienen que encontrarse presentes y en proporciones correctas tres factores esenciales, a saber: . Combustible . o

Temperatura adecuada (calor) y lf n agente oxidante (oxígeno).

s7 ,\9

Calor

'd/wv ffie

xigen

Si falta cualquiera de los tres factores, no

b

puede producirse ningún fuego.

El primero de estos factores neceJar¡os, el combustible

Se considera combustible todos aquellos materiales capaces de entrar en combustión después de un calentamiento previo, es deci¡ el material que se oxida. El factor combustible es elagente reductor. Encontramos en nuestra naturaleza varios tipos de combustibles y así los tenemos en estado sólido, líquido y gaseoso, los que arden a diferentes grados de temperatura. No debe olvidarse que todos los combustibles deben vaporizarse (cambio de estado o gas) antes de arder.

Materiales combustibles sólidos que contienen celulosa como: papeles, maderas, textiles, cartones, etc.

Combustibles líquidos, que se caracterizan por contener gran cantidad de carbono e hidrógeno.

Los líquidos inflamables son muy usados en distintas actividades,

y su empleo

negligente o inadecuado provoca muchos incendios. Los líquidos no arden; los que arden son los vapores que se desprenden de ellos. Tales vapores son, por lo general, más pesados que el aire, y pueden entrar en ignición a considerable distancia de la fuente de emisión.

123

I rvllrureutMtENTo

y REpARAcIón DE MAeutNAs/Eeutpos HtDRÁuucos

Existe una gran variedad en líquidos

inflamables, utilizados hoy en distintas actividades. Los más comunes son: nafta, benciñ?, aceites, lubricantes, solventes, thiner, pinturas, aceites, alcohol, etc.

Los combustibles !íquidos más pesados, como los aceites, no arden a temperaturas ordinarias, pero cuando se los calienta, desprenden vapores que en forma progresiva van favoreciendo la posibilidad de la combustión, la cualllega a concentrarse una temperatura suficiente alta. El

segundo factoresencial para que elfuego arda es el calor

La temperatura adecuada (calor) es el factor que hace que el combustible desprenda vapores inflamables, y los pone en ignición. El calor es el elemento necesario para iniciar una combustión, como ser las provenientes de fósforos, chispas o irradiación.

Como se ha dicho que para producir el fuego es necesaria la combinación de los 3 componentes básicos, se puede deducir que eliminando uno de ellos se logra ext¡nguirlo. a. Retirando el combustible (por segregación). b. Excluyendo el oxígeno (por sofocación). c. Reduciendo la temperatura (por enfriamiento). Las fuentes de calor pueden ser: tuberías conducción de vapor, ch¡spas de soldadura, arcos y chispas de conductores eléctricos, fósforos, cigarros o cigarrillos, etc; la cantidad de calor tiene que ser suficiente par que vaporice y ponga en ignición el combustible especifico.

de

Eltercerfactor para que elfuego arda, es el oxígeno (comburentes) El comburente que generalmente se presenta en los fuegos es el oxígeno del aire.

El oxígeno es un gas que ayuda a la combustión y se encuentra en el aire en un 21% aproximadamente. Para sostener la vida necesitamos, cuando menos, una concentración de oxígeno del 16o/0.

Este es también el mínimo para que se sostenga la combustión (fuego).El peróxido de sodio, el flúor, el cloro, el ácido nítrico fumante y el tetróxido de nitrógeno

son agentes oxidantes que, sumados

al

oxígeño, mantienen la combustión.

Para provocar la ignición

y comenzar a

arder, el fuego necesita oxígeno.

124

I rum¡reumrENTo

y REpARAcTóru

DE MAeurNAs/Eeurpos

nronnuLrcos

HOJA DE TRABAJO

1.-

2.-

¿Que procedimientos se consideran para verificar y sustituir empaquetaduras y sellos? ¿Como debe ser la fundaciones en,la instalación de las bombas centrifugas?

3.- ¿En que casos se utilizg las fundaciones elásticas?

t, I

4.-

¿Que procedimientos'se cohsidera para montarel motoreléctrico?

5.- ¿Como se nivela las bombas hidráulicas? 6.-

¿Como se debe alinear Ios acoplamientos en las bombas hidráulicas?

7.- ¿Que se verifica con el reloj comparador en los acoples de las bombas centrifugas?

8.-

Que se entiende porcebado en las bombas hidráulicas?

9.-

¿En que consiste elcebado poraspiración sumergida?

10.-

¿En que consiste elcebado mediante la bomba de vacío?

11.- ¿Que procedimientos

se considera cuando la bomba tiene en elcebado una carga

de succión positiva?

12.- ¿Como

se debe ejecutar el mantenimiento de las bombas centrifugas?

13.- ¿Que causas presentan las bombas cuando pierde el cebado después de ar¡ancar?'

14.- ¿Que sucede cuando una bomba presenta vibraciones 15.- Que propiedades tiene el termoillástico PVC duro?

16.- ¿Cuales son las causas de los incendios? 17

.

Que factores se consideran en eltriangulo delfuego?

125

o hace ruido?

I rvlnrureumtENTo

y REpARAcÉn

DE MAeutNAs/Eeutpos

xlomulrcos

BIBLIOGRAFíA

.

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TECNOLOCíA DE LOS METALEE

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MANUEL VIEJOZUBICARAY

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O REVISTA KSB

KLEIN, SCHANZLIN

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SENATI

FASICULO 4

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BOMBAS SELECCIÓN, USO Y MANTENIMIENTO

KENNET MCNAUGHTON

MANTENIMIENTO

SENATI

1

CICLO ESPECIALIZADO

126

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