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MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

BOMBA DE PALETAS

INTEGRANTES: Gary Ramírez C. Jorge Martínez O. CARRERA:

Ingeniería en Mantenimiento Industrial

ASIGNATURA: Mantenimiento Electrohidráulico PROFESOR:

Rodrigo Muñoz A.

FECHA: 07-10-2019

INTRODUCCIÓN

En el siguiente informe le daremos a conocer información acerca de una Bomba Hidráulica, específicamente, la Bomba de paletas. Explicaremos el funcionamiento de ésta, sus características, fallas más comunes, mantenimiento aplicado y cuál es el tipo de mantenimiento factible o apropiado a realizar, código de limpieza (aceite) y su clasificación; todo esto como ayuda técnica para un mantenedor mecánico al momento de realizar trabajos en este tipo de bombas.

CLASIFICACIÓN

 Bombas de paletas compensadas: Existen para caudales fijos. El anillo elíptico que posee permite utilizar dos conjuntos de aberturas, una de aspiración y otra de expulsión. Cuanta con dos cámaras separadas por 180 grados, las cuales equilibran las fuerzas laterales. Son bombas de paletas fijas, por lo tanto, no se utilizan en sistemas hidráulicos por su pequeña cilindrada y por el ruido que provocan.

 Bombas de paletas flexibles: Las paletas en este caso son flexibles y están montadas sobre un rotor de elastómero (compuesto no metálico que muestra comportamiento elástico) y está dentro de una caja cilíndrica. En esta caja va un bloque en media luna que se produce un paso excéntrico para el barrido de las paletas flexibles del rotor. Su bombeo puede manejar productos livianos, viscosos, sensibles al esfuerzo de corte y con partículas.

 Bombas de paletas desequilibradas o de eje excéntrico: El rotor presenta unas ranuras el cual es girado por la flecha impulsora, las paletas planas rectangulares se mueven por la fuerza centrífuga que se presenta dentro de las ranuras del roto y siguen a la forma de la carcasa interior de la bomba. El rotor está colocado excéntricamente con respecto al eje de la caja de la bomba. El deslizamiento de contacto entre las superficies de las paletas y la carcasa generan un poco de desgaste debido al deslizamiento de contacto entre las superficies.

 Bombas de paletas deslizantes: El mayor porcentaje de las bombas de paleta deslizante son de una cámara, estas son de gran velocidad y de capacidades pequeñas o moderadas. Sirven para fluidos poco viscosos.

 Bombas pesadas de paleta deslizante: Esta bomba al contrario de la otra es esencialmente lenta, para líquidos muy viscosos, y tiene una sola paleta que abarca todo el diámetro.

 Bombas de leva y paleta: Este tipo de bomba, está compuesta de una sola paleta deslizante en una ranura mecanizada en la caja cilíndrica, y que al mismo momento encaja en otra ranura de un anillo que desliza sobre un rotor accionado, el cual está montado excéntricamente, el rotor y los anillos ejercen un efecto de leva que genera el movimiento de la paleta deslizante, esta es principalmente utilizada como bomba de vacío.  Bombas de paletas equilibradas de 1000 lb/plg2 de presión (Vickers): En las bombas de paleta equilibradas la carga hidráulica queda completamente dentro de la unidad de la carcasa de la bomba. Están compuestas por dos bujes, un rotor y varias paletas, un anillo de leva y una espiga de localización, estas bombas tienen la característica de girar a ambos sentidos según la necesidad de operación. Al sustituir el anillo de levas con uno más grande o viceversa, se pueden tener diversos volúmenes de rendimiento o salida de la bomba, pero en ciertas conversiones, el rotor, las paletas y el cabezal también se deben cambiarse para acomodar el nuevo anillo, esas bombas generalmente son utilizadas en las industrias por sus características.

CARACTERÍSTICAS

En la gran variedad de bombas de paletas encontramos las siguientes características:  Las bombas de paletas son usadas en instalaciones con una presión máxima de 200 bar.  Un caudal uniforme (libre de pulsos) y un bajo nivel de ruido.  El anillo estator es de forma circular y excéntrico con respecto al rotor. 

Esta excentricidad determina el desplazamiento (caudal).

 Cuando la excentricidad sea cero no existe un caudal, por lo tanto, no se entregará líquido al sistema. Esto permite regular el caudal de las bombas de paletas.  Las paletas son la parte más delicada de las bombas.

Las bombas de paletas constan de varias partes:

   

Anillo excéntrico. Rotor. Paletas. Tapas o placas de extremo.

Las bombas de paletas son relativamente pequeñas en función de las potencias que desarrollan y su tolerancia al contaminante es bastante aceptable:     

Abertura de entrada. Abertura de descarga. Lumbrera de aspiración. Lumbrera de impulsión. Distancia entre los ejes del rotor y estator.

¿Cómo regular en volumen de trabajo de las bombas de paletas? Las bombas de paletas admiten la posibilidad de regular su volumen de trabajo, modificando la excentricidad del rotor respecto al estator. Si disminuye la excentricidad, se reduce el suministro de la bomba, manteniendo invariable el número de revoluciones, y a la inversa, pero para eso se requiere que en la construcción de la bomba se prevea esta posibilidad, mediante el dispositivo adecuado. Aplicaciones y ventajas de las bombas de paletas, ventajas principales de las bombas de paletas:  Sentido de flujo del fluido independiente del sentido de rotación del eje (para las bombas de ejecución especial).  Mantenimiento sencillo y rápido.  No hay compresión, empuja, arrastra.  Capacidad para transportar productos de alta viscosidad.  Bomba volumétrica sea cual sea la velocidad de rotación o la viscosidad.  Gran poder de aspiración.  Sencillez técnica.  Gran vida útil.  Volumen de trabajo variable.  Válvula de seguridad integrada permitiendo la protección del circuito

Las bombas de paletas se aplican en diversas industrias y procesos, en las que destacan:           

Transferencia de producto en el sector petrolero. Transferencia de productos químicos. Transferencia de productos para la industria textil. Limpieza de aceite en circuitos cerrados. Transferencia de agua en instalaciones de refrigeración. Vaciado de freidoras industriales. Lubricación de máquinas herramientas. Lubricación de equipo ferroviario. Transferencia de productos alimenticios para cría de colmenas. Transferencia de agua en instalaciones de refrigeración. Lubricación de máquinas de obras públicas.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El aceite entra por el conducto de succión, el rotor está conectado al motor eléctrico y es ranurado , sobre él se mueven las paletas que por fuerzas centrifuga se pegan al estator, las paletas constantemente están pegando en el estator (también conocido como anillo excéntrico), y el aceite que succiona , que tiene un gran volumen va pasando por un lugar donde se le disminuye el volumen, es por esto que recibe el nombre de bombas de desplazamiento positivo, toma el aceite que tiene un volumen y cuando avanza a través de las paletas este volumen intenta ser reducido y es ahí donde se le aumenta la presión al aceite. Gracias al anillo excéntrico, se puede disminuir el volumen y también el área por donde pasa el aceite, ya que este por ser excéntrico tiene un lado que presenta una mayor área de volumen y otra donde el área es mucho menor por lo tanto el volumen es comprimido por las paletas.

FALLAS PRINCIPALES

Las principales fallas de la bomba de paletas podrían ocurrir si algunos objetos, lo suficientemente grandes penetran en ella y atasca las paletas o rotores, esto podría incluir virutas metálicas de cojinetes o partes de fundición, originando:    

Perdida de presión Recalentamiento de la bomba o motor. Daños fatales en los componentes internos de la bomba. Fugas, mala estanquidad en los retenes, fugas en los cuerpos, piezas internas gastadas.

MANTENCION DE LA BOMBA DE PALETAS Que mantenimiento se le puede aplicar: Lo primero que se debe hacer es lavar todas las partes excepto el aro, sellos, juntas y empaquetaduras; en un líquido limpio y compatible, depositar las piezas en una superficie limpia y libre de impurezas para su inspección, se recomienda el reemplazo de aro, sello, juntas y empaquetaduras en cada revisión. Las paletas gastadas en el borde que están en contacto con las pistas pueden revestirse permitiendo su nueva utilización. Si la superficie interna de la pista presenta severas ralladuras, estriados transversales o escalones esta debe ser reemplazada, en el caso de ralladuras no transversales y de escasa profundidad (es decir superficiales) la pista puede ser reutilizada, mediante un lapidado interior qué no altera substancialmente su trazado original. Si las caras internas de las platinas se encuentran ligeramente ralladas pueden ser rema quinadas prolongando así su empleo, si las ralladuras que presentan son profundas o si el orificio central se encuentra muy rayado o desgastado, debe procederse al reemplazo de las platinas.

Los rodamientos, tornillos, tapones, espinas, separadores que indiquen un daño o excesivo desgaste deben ser reemplazados. Después de la inspección y antes del rearmado cada parte debe ser sumergida en aceite hidráulico limpio de la misma calidad y marca del empleado en el equipo.

CODIGO DE LIMPIEZA El código de limpieza hidráulico ISO 4406 correspondiente a la bomba de paletas es el 18/16/13 (4/6/14 micras), lo que significa que por 100ml de muestra de aceite, contiene partículas de contaminante en el rango de 130.000 hasta 250.000 para las partículas de 4 micras; desde 32.000 hasta 64.000 partículas de 6 micras y desde 4.000 hasta 8.000 partículas de 14 micras. Cabe considerar que en un análisis de aceite en un circuito o sistema hidráulico, en su respectivo código de limpieza se consideran los dígitos de 6 y 14 micras ya que se consideran más relevantes al momento de una contaminación por partículas.

FICHA TECNICA Se eligió esta ficha técnica ya que la bomba tiene un caudal teórico de 42 gal/min

PARTES DEL CARTUCHO Las paletas: las paletas encajan en las ranuras del rotor, que es movido y dirigido por el eje de la bomba Rotor: el rotor es movido y dirigido por el de la bomba, va instalado en el eje en el centro del anillo excéntrico Anillo Exentico: proporciona la separación lateral adecuada entre el rotor y las paletas

Tapas: las dos tapas tiene ranuras y pasos para controlar el flujo del aceite, la tapa tiene los orificios de entrada y suele llamarse tapa de aspiración y la otra pata de presión.

FÓRMULAS Y CÁLCULOS Caudal Teórico: 𝑸𝑻 = 𝟐𝑨 × 𝑵 × [𝝅 × (𝑹𝟐 − 𝒓𝟐 ) −

(𝑹 − 𝒓) × 𝒆 × 𝒁 ] 𝑪𝑶𝑺 𝜶

QT: Caudal teórico en cm/min A: Ancho del rotor en cm N: RPM R: Radio mayor elipse en cm (anillo excéntrico) r: Radio menor elipse en cm (anillo excéntrico) e: Espesor paleta en cm Z: Numero de paletas α: ángulo de inclinación de la paleta con respecto al radio QT: ¿? A: 4,64 cm N: 1450 R: 5,38 cm r: 4,91 cm e: 0,39 cm Z: 10 α: 0 𝑸𝑻 = 𝟐 × 𝟒, 𝟔𝟒 × 𝟏𝟒𝟓𝟎 × [𝝅 × (𝟓, 𝟑𝟖𝟐 − 𝟒, 𝟗𝟏𝟐 ) −

(𝟓,𝟑𝟖−𝟒,𝟗𝟏)×𝟎,𝟑𝟗×𝟏𝟎 𝑪𝑶𝑺 𝜶 𝟎

]

𝟑

Resultado: 179.781,3101 𝒄𝒎 ⁄𝒎𝒊𝒏 Conversión a

𝒈𝒂𝒍⁄ 𝒎𝒊𝒏

= 47,49

𝒈𝒂𝒍⁄ 𝒎𝒊𝒏

El valor correcto que debía dar como resultado del caudal teórico de la 𝒈𝒂𝒍⁄ bomba era de 42 𝒎𝒊𝒏 , pero como en este caso la bomba presentaba daños en la pista interna del elipse (anillo excéntrico), los resultados fueron alterados por su presente desprendimiento del material.

PERITAJE DE COMPONENTES Estado de Componentes (Peritaje) Ítem Nombre Componente Bueno Malo Reparable 1 2

3 4 5 6

rotor paletas

Elipse (anillo excéntrico) tapas Lumbrera de entrada y salida Pernos de sujecion

Observaciones

√ √

√ √ √ √

El anillo elipse, presentaba desgaste en el interior, donde trabajan las paletas y el rotor, presentaba desprendimiento de materia.

CAMPANA DE MONTAJE PARA BOMBA A MOTOR

Las Campanas y acoplamientos son utilizados en la fabricación de Centrales Hidráulicas y sirven para acoplar una Bomba Hidráulica a un Motor Eléctrico bajo Normas UNEL - IEC, B5 Al utilizar estos componentes se obtiene una correcta alienación entre motor-bomba con un montaje compacto y seguro, El acoplamiento viene mecanizado, listo para montar en los ejes, del motor y de la bomba.

LAS PODEMOS APLICAR EN: - Servicios de aviación en la transferencia de combustible. - Sistema de lubricación de vehículos. - Sistema de elevación de vehículos en los talleres. - Sistema de refrigeración. - Procesos químicos industriales. - Generación de poder. - Distribución de solventes. - En general en todos las industrial donde se necesite transportar fluido o generar algún tipos de movimiento.

CONCLUSIÓN

En este informe aprendimos de manera teórica acerca de las bombas de paletas y su funcionamiento, también sus características y aplicaciones en la industria, las principales fallas a las que está expuesta en un durante su proceso de operación y un procedimiento de mantención y recomendaciones, en el cual se deba realizar el desarme de la bomba para cambiar o mantener sus componentes internos que contiene; por último se investigó el código de limpieza que se le aplica a este tipo de bomba en un sistema o circuito hidráulico mediante un análisis de aceite.