Wenzhou Prance Hydraulic Equipment Co., Ltd.
Bomba de paletas equilibrada frente a desequilibrada: fuerza, caudal y selección
Bomba de paletas equilibrada frente a bomba de paletas no equilibrada describe cómo actúan las zonas de presión alrededor del rotor. Una bomba de paletas desequilibrada normalmente tiene una región de entrada y una región de salida creadas por un rotor excéntrico y un anillo de leva. La presión de salida actúa predominantemente en un lado, produciendo una carga radial neta en el rotor, el eje y los cojinetes. Una bomba de paletas equilibrada utiliza dos regiones de entrada opuestas y dos regiones de salida opuestas en un anillo de leva de doble lóbulo. Las fuerzas de presión opuestas se anulan en gran medida, lo que reduce la carga radial neta. Esta distinción afecta la carga de los cojinetes, la capacidad de presión, el diseño del paquete, el control de desplazamiento y el comportamiento en servicio. Por sí sola, no establece la presión, velocidad, ruido o vida útil exacta de la bomba.
Principio de funcionamiento de la bomba de aletas de paletas múltiples
Ambos diseños utilizan un rotor con ranuras radiales y paletas que se mueven hacia afuera para seguir la superficie de una leva. Los espacios entre paletas adyacentes, el rotor y el anillo de leva forman cámaras de bombeo. Donde la distancia entre el rotor y la superficie de la leva aumenta, el volumen de la cámara se expande y aspira aceite desde un puerto de entrada. Donde esa distancia disminuye, el volumen de la cámara se contrae y desplaza aceite hacia un puerto de salida.
El contacto de las paletas puede mantenerse mediante fuerza centrífuga, resortes, presión bajo la paleta, orificios de distribución o una combinación definida por el diseño. El cartucho a menudo incluye el rotor, las paletas, el anillo de leva y las placas laterales o de presión. Estas piezas funcionan como un conjunto con holgura controlada, por lo que mezclar en el campo piezas visualmente similares puede alterar la sincronización, el contacto y las fugas.
Cómo está dispuesta una bomba de paletas desequilibrada
En el diseño desbalanceado más simple, el rotor gira excéntricamente dentro de un anillo de leva circular. El volumen de la cámara aumenta a través de un lado de la rotación y se contrae a través del lado opuesto. Esto crea un arco de succión principal y un arco de descarga principal. Debido a que la alta presión ocupa un lado del rotor, la fuerza hidráulica resultante tiene una dirección radial neta.
La geometría puede ser útil cuando se requiere un desplazamiento variable. Mover el anillo de levas en relación con el rotor cambia la excentricidad, lo que modifica la carrera de las paletas y el desplazamiento. Reducir la excentricidad hacia cero reduce el desplazamiento; pasar por el centro puede invertir la dirección de bombeo en diseños destinados a esa función. No asuma que todas las bombas de paletas no equilibradas tienen un anillo ajustable.
Cómo se organiza una bomba de paletas equilibrada
Un anillo de leva equilibrado tiene dos puntos altos opuestos y dos puntos bajos opuestos. Durante una revolución, cada cámara pasa por dos ciclos de entrada y dos de salida. Las zonas de salida están situadas una frente a la otra, de modo que las fuerzas de presión que actúan sobre el rotor se contrarrestan sustancialmente. Los cojinetes aún soportan cargas mecánicas y residuales, pero la carga radial hidráulica principal se reduce.
Este arreglo admite cartuchos compactos de desplazamiento fijo utilizados en muchos circuitos industriales y móviles. Muchas bombas de paletas equilibradas son de desplazamiento fijo porque desplazar el anillo de doble lóbulo no proporciona el mismo control de excentricidad simple que un anillo circular. Algunas familias de productos utilizan otros métodos o geometría especializada, por lo tanto, determine el comportamiento del desplazamiento a partir de la hoja de datos.
Comparación de ingeniería lado a lado
| Factorizar | bomba de paletas no equilibradas | Bomba de paletas equilibradas | Qué verificar |
|---|---|---|---|
| Zonas de bombeo | Por lo general, una zona de entrada y una zona de salida | Dos zonas de entrada y salida opuestas | Dibujo del puerto y anillo de levas |
| Carga radial del rotor | La carga lateral hidráulica neta permanece | Las cargas opuestas se anulan en gran medida | Diseño de cojinetes y presión nominal |
| Control de desplazamiento | El anillo excéntrico puede permitir la variación | Los cartuchos comunes son de desplazamiento fijo | Arquitectura de control exacta |
| Eventos de flujo | Un ciclo de bombeo por cámara en cada revolución | Dos ciclos de bombeo por cámara en cada revolución | Datos de rizado y ruido |
| Enfoque de servicio | La posición del anillo y el mecanismo de control pueden importar | La orientación del cartucho y las piezas emparejadas importan | Procedimiento de montaje aprobado |
Por qué importa el balance de fuerzas
La presión de salida que actúa a través de las áreas proyectadas crea carga. En una bomba no equilibrada, la distribución de la presión es asimétrica, por lo que el eje y los cojinetes soportan una fuerza radial sustancial. A medida que aumenta la presión de trabajo, esa fuerza generalmente aumenta. Un diseño equilibrado sitúa zonas de presión similares en lados opuestos, lo que disminuye la fuerza resultante y permite al diseñador asignar la capacidad de los cojinetes de manera diferente.
Equilibrado no significa libre de carga. Las transiciones de presión, la sincronización de los puertos, las condiciones desiguales en las cámaras, las cargas de accionamiento mecánico, la contaminación, la desalineación y la presión transitoria aún pueden cargar las piezas. Tampoco significa que la unidad esté dinámicamente equilibrada en todos los sentidos de vibración. El término se refiere principalmente a la disposición de fuerza radial hidráulica.
Límites de presión, caudal y eficiencia
Un diseño equilibrado a menudo soporta una mayor presión hidráulica que un diseño simple desequilibrado comparable porque se reduce la carga radial. Sin embargo, no utilice esa tendencia como una clasificación. El contacto del anillo de leva, la carga en la punta de las paletas, el sellado de las placas laterales, el par del eje, la rigidez de la carcasa, la velocidad, la película de aceite y el ciclo de trabajo pueden convertirse en factores limitantes. Utilice las clasificaciones continuas, intermitentes y de pico para el modelo exacto.
El caudal teórico depende del desplazamiento y de la velocidad. El caudal real se reduce debido a las fugas internas. La fricción mecánica y las fugas generan calor en conjunto. El aceite que se vuelve demasiado fluido puede aumentar las fugas y debilitar las películas; el aceite que es demasiado espeso puede aumentar las pérdidas en la admisión y la fricción. Compare el rendimiento a la temperatura de funcionamiento en lugar de confiar únicamente en el grado nominal del aceite.
Una tesis de ingeniería de la Universidad de Minnesota proporciona un tratamiento técnico y un modelo de desplazamiento para un bomba de paletas equilibrada hidráulicamente. Para una mayor competencia en energía de fluidos, la de Indiana resumen de capacitación en hidráulica enfatiza la construcción, las especificaciones, el mantenimiento y la resolución sistemática de problemas.
Ruido y pulsación
Las bombas de paletas suelen elegirse por su caudal relativamente uniforme y silencioso, pero el ruido instalado depende de algo más que del tipo de bomba. La sincronización de los orificios, el número de paletas, la presión, la velocidad, el estado del fluido, la restricción en la entrada, la aireación, la rigidez del montaje, la alineación del accionamiento, el trazado de las mangueras y la impedancia aguas abajo afectan al sonido. Las bombas equilibradas tienen dos ciclos de bombeo por revolución de la cámara, lo que cambia la frecuencia de excitación y el carácter de la pulsación.
Diagnostique una bomba ruidosa con las condiciones de funcionamiento registradas. Compruebe si el ruido sigue a la velocidad, la presión, la temperatura, la orden de dirección o de válvula, o al arranque en frío. Compare el vacío de entrada o la presión absoluta, el caudal suministrado, el comportamiento de la carcasa o del drenaje cuando proceda, la aireación del depósito y la vibración de montaje. No sustituya el cartucho hasta que se hayan evaluado las causas de la entrada y del accionamiento.
Servicio y rotación de cartuchos
Muchas bombas de paletas equilibradas utilizan cartuchos reemplazables. La facilidad de mantenimiento es una ventaja solo cuando se instala el cartucho correcto de forma limpia y en la orientación correcta. El anillo, el rotor, las paletas y las placas pueden tener características direccionales. Invertir la rotación puede requerir una reconfiguración aprobada; simplemente dar la vuelta a las piezas puede ser inseguro.
Antes de la extracción, marque la dirección de observación del eje, la flecha de rotación, los puertos de entrada y salida, la conexión de drenaje, la orientación del cartucho y la secuencia de las placas. Conserve las piezas dañadas y fotografíe los patrones de desgaste. El pulido de las puntas de las paletas, el rayado del anillo, el lavado de placas, las paletas rotas y el aceite oscurecido son indicios, no diagnósticos completos. Investigue la contaminación, la lubricación, la condición de entrada, los transitorios de presión y el montaje incorrecto.
Guía de solicitud y selección
Las bombas de paletas de desplazamiento fijo equilibradas se adaptan comúnmente a máquinas herramienta, unidades de potencia industrial, prensas, maquinaria para plásticos y circuitos que valoran un suministro uniforme. Los diseños de paletas variables desequilibradas pueden adaptarse a sistemas que necesitan un flujo ajustable o un comportamiento compensado por presión. Las etiquetas de aplicación siguen siendo secundarias respecto al ciclo de trabajo real y las especificaciones.
Al reemplazar una bomba, separe la compatibilidad hidráulica del ajuste mecánico. Dos unidades pueden compartir un desplazamiento nominal, pero utilizar diferentes tiempos de lumbreras, capacidad de torque en el eje, tolerancia a carga lateral, comportamiento del compensador, velocidad mínima, disposición de drenaje o requisitos de arranque en frío. Confirme que el accionamiento pueda suministrar torque a la presión máxima requerida y que el ajuste de la válvula de alivio o del compensador se mantenga dentro de los límites de cada componente conectado. Revise también cómo se descarga la máquina en neutro: una bomba de caudal fijo que circula a través de una válvula de alivio desperdicia energía y calienta el aceite, mientras que una bomba de caudal variable necesita la señal de control y la ruta de detección correctas para reducir el desplazamiento. Registre los tiempos de ciclo normales, los periodos de espera, la demanda simultánea de actuadores y la frecuencia de arranque. Estas observaciones son más útiles que describir la máquina únicamente como una prensa, cargadora o unidad de potencia.
Hidráulica Prance familia de bombas de paletas se encuentra dentro del marco más amplio resumen de la bomba hidráulica. Utilice las guías relacionadas en tipos de bombas de paletas hidráulicas, aplicaciones de bombas de paletas, y viscosidad del fluido hidráulico como comprobaciones complementarias.
Lista de verificación de RFQ
- Arquitectura equilibrada, desequilibrada, fija o variable
- Rango de desplazamiento y caudal requerido a la velocidad de operación
- Presión continua y máxima con duraciones de ciclo
- Rotación definida desde el extremo del eje
- Eje, brida, piloto, puertos y designación del cartucho
- Tipo de control y señales externas requeridas
- Fluido, viscosidad, temperatura, limpieza y límites de entrada
- Objetivo de ruido y condición de medición
- Impulsar la alineación, el acoplamiento y la orientación de montaje
- Código existente, fotografías, circuito y evidencia de fallas
Video educativo: cómo funcionan las bombas de paletas
Abre la animación de la bomba de paletas en YouTube. Confirme los límites específicos del producto por separado.
Preguntas frecuentes
¿Qué hace que una bomba de paletas esté hidráulicamente equilibrada?
Dos zonas de presión de salida opuestas actúan alrededor del rotor de modo que sus principales fuerzas radiales se anulan en gran medida.
¿Es toda bomba de paletas de caudal variable desequilibrada?
Muchos diseños de caudal variable utilizan un anillo circular excéntrico y están hidráulicamente desequilibrados, pero identifique la arquitectura exacta a partir de su documentación técnica.
¿Significa equilibrado que la bomba no tiene carga en los cojinetes?
No. Reduce la resultante radial hidráulica principal; los cojinetes siguen soportando cargas mecánicas, residuales, transitorias y de accionamiento.
¿Se puede instalar un cartucho de paletas equilibradas en cualquier dirección?
Ninguna suposición es segura. Las características del cartucho y de la placa pueden ser direccionales. Siga el procedimiento aprobado de rotación y montaje.
¿Por qué una bomba de paletas pierde caudal cuando se calienta?
Una menor viscosidad en caliente y el desgaste pueden aumentar la fuga interna. Confirme el estado del aceite, las holguras, la presión, la velocidad y la temperatura antes de determinar la causa.
