Wenzhou Prance Hydraulic Equipment Co., Ltd.
Bomba de engranajes interna vs externa: ¿Qué diseño hidráulico se adapta mejor?
Bomba de engranajes internos frente a bomba de engranajes externos la selección comienza con la geometría. Una bomba de engranajes externos utiliza dos engranajes similares dentados externamente que engranan entre sí. Una bomba de engranajes internos coloca un engranaje externo más pequeño dentro de un anillo dentado internamente más grande, comúnmente con un separador en forma de media luna entre ellos. Ambas son bombas rotativas de desplazamiento positivo, pero difieren en su trayectoria de flujo, forma del paquete, comportamiento acústico, tolerancia a los fluidos, rendimiento de entrada, enfoque de servicio y diseños hidráulicos disponibles. Ninguna disposición es universalmente mejor. Para una aplicación hidráulica, compare los datos del fabricante de presión, velocidad, viscosidad, temperatura, desplazamiento, eficiencia, contaminación y montaje en el punto de trabajo real, no declaraciones generales tomadas de aplicaciones de bombas de proceso.
Cómo mueve el aceite una bomba de engranajes externos
El engranaje motor hace girar un engranaje loco en una carcasa de ajuste preciso. A medida que los dientes se desengranan en la entrada, el volumen de la cámara aumenta y entra aceite. El fluido es transportado por el exterior de ambos engranajes entre los espacios de los dientes y la carcasa. En la salida, los engranajes vuelven a engranar, reduciendo el volumen y desplazando el aceite hacia el puerto de presión. La zona de engranaje evita que el aceite pase directamente por el centro.
Las bombas de engranajes hidráulicas externas se valoran por su construcción compacta, relativamente pocas piezas, desplazamiento fijo y fácil integración. Su caudal contiene un componente periódico relacionado con el engrane de los dientes, y la presión genera cargas en los cojinetes y la carcasa que el diseño debe soportar. El rendimiento real depende en gran medida de la holgura en los extremos, el estado de los cojinetes, el desgaste de la carcasa, la viscosidad del aceite, la velocidad y el diferencial de presión.
Cómo funciona una bomba de engranajes internos para mover aceite
El engranaje conductor más pequeño gira excéntricamente dentro de la corona dentada interna. A medida que los dientes se separan, las cavidades se expanden y reciben líquido. El aceite viaja alrededor del separador en forma de media luna en los espacios asociados con los dos engranajes. A medida que los dientes vuelven a engranar, el volumen de la cámara se contrae y el fluido sale por la salida. La media luna separa las trayectorias de succión y descarga en los diseños que utilizan esta disposición.
La secuencia de engranaje más larga y suave puede favorecer un funcionamiento con baja pulsación y relativamente silencioso en diseños adecuados. Los mecanismos de engranajes internos también se utilizan en bombas de proceso para líquidos viscosos, pero eso no significa que todas industrial bombas de engranajes internos sean apropiadas para la presión hidráulica móvil. Confirme que el producto exacto sea una bomba hidráulica con rodamientos, materiales, sellos, puertos y clasificaciones adecuados.
Comparativa práctica para compradores de sistemas hidráulicos
| Factor de decisión | Bomba de engranajes externos | Bomba de engranajes internos | Verificar antes de ordenar |
|---|---|---|---|
| Geometría básica | Dos engranajes dentados externamente | Engrane exterior dentro de engranaje anular interior | Dibujo de sección y familia de productos |
| Paquete | A menudo compacto y sencillo | Se puede utilizar una carcasa de corona dentada más ancha | Carcasa, eje, brida, puertos |
| Personaje de flujo | La ondulación por engranaje de dientes es un factor de diseño importante | El mallado puede ser más fluido en diseños apropiados | Datos de ruido y ondulación en el punto de trabajo |
| Desplazamiento | Normalmente fijo | Normalmente fijo en versiones hidráulicas comunes | Desplazamiento real y rango de velocidad |
| Rango fluido | Depende del espacio libre, los sellos y el diseño | Algunos diseños se adaptan a una mayor viscosidad | Tabla de viscosidad-temperatura del fabricante |
| Decisión de servicio | El desgaste suele afectar al engranaje, al casquillo, a la placa lateral y a la carcasa al mismo tiempo. | El desgaste comprende el juego de engranajes, la media luna, los cojinetes y la carcasa. | Límites de reparación aprobados y piezas compatibles |
La capacidad de presión no se puede inferir a partir del tipo de engranaje
Los resultados de búsqueda a menudo afirman que un diseño de engranajes siempre produce mayor presión. Ese atajo no es seguro. La capacidad de presión es una propiedad de la bomba completa: la forma del diente del engranaje, las cargas en el eje y los rodamientos, la rigidez de la carcasa, la compensación lateral, los materiales, los elementos de fijación, los sellos, la lubricación, la velocidad, el fluido, el ciclo de trabajo y la norma de prueba son importantes. Compare las clasificaciones continuas, intermitentes y máximas del fabricante específico, incluida la duración permitida y la repetición de los picos.
Una bomba de desplazamiento positivo continúa transfiriendo volumen mientras es accionada. Por lo tanto, una salida bloqueada puede hacer que la presión aumente rápidamente hasta que intervenga una vía de alivio, un control de la bomba, un límite de accionamiento o una falla mecánica. La Universidad de Florida advierte que una presión de descarga excesiva puede causar daños a la bomba o a la tubería en su discusión neutral sobre comportamiento de la bomba de desplazamiento positivo. El sistema de alivio debe proteger al componente con la calificación más baja.
Ruido y ondulación de flujo: compare el sistema instalado
El engrane de los engranajes crea eventos de cámaras discretas. Esos eventos interactúan con la presión, la velocidad, la sincronización de los puertos, la rigidez de la carcasa, la estructura de montaje, la longitud de las mangueras, la impedancia de las válvulas y el aire retenido. Se puede seleccionar una bomba de engranajes internos para un funcionamiento más silencioso, but a catalog label alone cannot predict machine noise. Solicite datos de ruido y ondulación medidos en condiciones cercanas al punto de operación previsto.
La instalación también cambia el resultado. Los paneles rígidos pueden irradiar vibración estructural. Una entrada restringida puede crear ruido de cavitación que se confunde con ruido de engrane. Una alineación incorrecta de los ejes puede añadir ruido de cojinetes y acoplamientos. Mida el sonido junto con la condición de entrada, la velocidad, la presión, la temperatura y el caudal antes de atribuir el síntoma al diseño de los engranajes.
Eficiencia y generación de calor
La eficiencia volumétrica describe cuánto caudal teórico se convierte en caudal entregado. La eficiencia mecánica refleja la fricción y la pérdida de par. La eficiencia global combina ambas. Las fugas internas tienden a aumentar con el diferencial de presión y la holgura, y a disminuir con una mayor viscosidad, mientras que la fricción puede aumentar cuando el aceite se vuelve demasiado viscoso. Por lo tanto, no existe un único valor de eficiencia que represente todas las temperaturas y condiciones de funcionamiento.
Solicite mapas de rendimiento o datos a la velocidad, presión, viscosidad y temperatura previstas. Una bomba que parece eficiente en un punto nominal puede comportarse de otro modo durante un arranque en frío, una reserva prolongada, un funcionamiento a baja velocidad o un servicio a alta temperatura. La comparación del Laboratorio de Turbomáquinas de Texas A&M de aplicaciones de bombas de desplazamiento positivo y centrífugas refuerza que el comportamiento de la bomba debe entenderse a partir del principio de funcionamiento y la aplicación en lugar de solo por el nombre.
Viscosidad del fluido y condiciones de entrada
Ambos tipos de engranajes necesitan suficiente presión de entrada absoluta para llenar las cámaras en expansión sin cavitación. Una mayor viscosidad aumenta la pérdida en la entrada; una menor viscosidad puede aumentar las fugas y reducir la resistencia de la película. El arranque en frío, la elevación, la presurización del depósito, el diámetro de las tuberías, los codos, los coladores, los filtros y la velocidad de la bomba afectan el margen de entrada. Utilice los límites de viscosidad y de entrada del fabricante, no un grado de aceite preferido genérico.
Las bombas de proceso de engranajes internos pueden promocionarse para líquidos muy viscosos, mientras que una bomba hidráulica de engranajes internos suele diseñarse para aceite hidráulico y un rango de operación definido. No transfiera afirmaciones de compatibilidad con procesos químicos a un producto hidráulico. Confirme por escrito la compatibilidad de elastómeros, metales, revestimientos, lubricación y fluidos resistentes al fuego.
Contaminación, desgaste y evidencia de campo
Las partículas duras pueden rayar las caras de los engranajes, las placas laterales, los casquillos, las superficies en forma de media luna y las carcasas. Una vez que las holguras aumentan, la fuga interna se incrementa, especialmente a la presión y temperatura de operación. Una bomba aún puede generar presión en una prueba con casi bloqueo, pero no entregar el caudal requerido bajo carga. Registre el caudal en varias presiones controladas en lugar de juzgar a partir de una prueba de recipiente sin carga.
Mantenga juntos los residuos del filtro, las muestras de aceite, la evidencia del cárter o del drenaje según corresponda, las fotografías y la inspección dimensional. Determine si el desgaste es uniforme, abrasivo, adhesivo, corrosivo o está asociado con daños en la entrada. Reemplazar únicamente los engranajes en una carcasa desgastada puede no restablecer la holgura diseñada. Siga los límites de reparación aprobados y los procedimientos de limpieza.
Dónde encaja comúnmente cada diseño
Las bombas de engranajes externos suelen utilizarse en equipos móviles, maquinaria agrícola, circuitos auxiliares, funciones de dirección o lubricación y otros sistemas de desplazamiento fijo donde la compacidad y la robustez simple son importantes. Las bombas hidráulicas de engranajes internos pueden adaptarse a maquinaria industrial, prensas, máquinas herramienta y sistemas en los que el bajo nivel de ruido y la entrega suave son prioridades. Estas son tendencias, no reglas de selección.
La identificación de la dirección y de los puertos también requiere atención durante el reemplazo. Una carcasa puede estar disponible en varias rotaciones o disposiciones de puertos, y invertir la rotación del eje sin una conversión aprobada puede someter a succión y presión a los componentes incorrectos. Anote la dirección de visualización, la flecha de rotación del eje, las etiquetas actuales de los puertos y las conexiones de la máquina antes del desmontaje. Nunca infiera la rotación únicamente a partir de una fotografía antigua.
Prance Hydraulic ofrece una visión general de familia de productos de bombas de engranajes y su lugar entre tecnologías de bombas hidráulicas. Artículos relacionados explican tipos de bombas de engranajes hidráulicos, comprobaciones de fugas en bomba de engranajes, y evidencia de la eficiencia de la bomba.
Lista de verificación de RFQ
- Principio de bomba requerido y razón de la preferencia
- Caudal, flujo y rango de velocidad de accionamiento
- Presión continua, intermitente y máxima con sus duraciones
- Rotación vista desde el extremo del eje definido
- Eje, brida, piloto, puertos y envolvente de instalación
- Tipo de fluido, rango de viscosidad-temperatura y objetivo de limpieza
- Presión mínima de entrada y condición de arranque en frío
- Ciclo de trabajo, objetivo de ruido, ondulación admisible y condiciones ambientales
- Disposición de alivio, potencia de accionamiento, acoplamiento y método de alineación
- Código del modelo existente, fotos, dibujos y restricciones de repuestos
Video educativo: funcionamiento de la bomba de engranajes internos
Mira la animación de la bomba de engranajes internos en YouTube. La animación apoya el aprendizaje de conceptos; no establece valoraciones para un producto en particular.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es más silenciosa, una bomba de engranajes internos o externos?
Los diseños de engranajes internos se seleccionan a menudo para un suministro más suave y silencioso, pero el ruido instalado depende de la bomba exacta, el punto de operación, la condición de entrada, el montaje y el circuito. Compare los datos medidos.
¿Puede una bomba de engranajes internos reemplazar directamente a una bomba de engranajes externos?
No solo a partir del desplazamiento. Confirme el eje, la brida, los puertos, la rotación, la velocidad, la presión, la viscosidad, los controles, el espacio y los requisitos de accionamiento.
¿Son ambos tipos de desplazamiento fijo?
La mayoría de las bombas de engranajes hidráulicas externas e internas más comunes son de desplazamiento fijo, pero siempre verifique la arquitectura exacta del producto.
¿Qué bomba de engranajes soporta mayor presión?
El diseño completo determina la clasificación de presión. No la infiera únicamente a partir de la geometría del engranaje interno o externo.
¿Qué causa que una bomba de engranajes pierda caudal bajo presión?
La holgura interna excesiva, el desgaste, una viscosidad inadecuada, la alta temperatura, los problemas en la entrada, la baja velocidad o una ruta de derivación pueden reducir el caudal suministrado a medida que aumenta la carga.
