Vistas: 0 Autor: El editor de sitios Publicar Tiempo: 2025-07-30 Origen: Sitio
Si alguna vez ha trabajado con sistemas hidráulicos, es probable que haya encontrado una bomba de engranajes, incluso si no se dio cuenta en ese momento. Entonces, ¿qué es exactamente?
En esencia, un La bomba de engranajes es uno de los tipos más utilizados de bombas hidráulicas . Es compacto, eficiente y sorprendentemente simple en diseño. La idea básica? Se mueve fluido usando el Intermetido de engranajes para atrapar y transportar fluido desde la entrada a la salida. Al igual que los engranajes en un reloj, estos dientes giran, tiran de aceite u otro fluido, y lo empujan con fuerza. Esa es la belleza de la misma, sin pistones, ni diafragmas, solo engranajes haciendo lo suyo.
Hay dos tipos principales de bombas de engranajes:
Bombas de engranajes externas : estas son las más comunes. Consisten en dos engranajes idénticos que giran en direcciones opuestas.
Bombas de engranajes internos : usan un engranaje externo y uno interno, lo que los hace más compactos y más adecuados para los fluidos de alta viscosidad.
La mayoría de los sistemas hidráulicos confían Bombas de engranajes externas debido a su simplicidad y capacidad para manejar una amplia gama de fluidos a presiones moderadas.
Imagine esto: dos engranajes giran juntos dentro de una carcasa, creando pequeños bolsillos entre los dientes del engranaje y la carcasa de la bomba. El fluido fluye hacia estos bolsillos en el lado de succión y se transporta alrededor del exterior de los engranajes hasta que se exprime en el lado de la descarga.
Hay muchas razones por las cuales las bombas de marcha se encuentran en todas partes, desde máquinas agrícolas y equipos de construcción hasta sistemas de procesamiento de productos químicos e incluso aeronaves:
Diseño simple = menos cosas que pueden salir mal
Compacto y liviano
Fuertes capacidades de autocalación
Flujo consistente, incluso a altas presiones
Resistente a la contaminación
En resumen, las bombas de engranajes son los caballos de batalla confiables del mundo hidráulico.
Muy bien, ahora que sabemos qué es una bomba de engranajes, echemos un vistazo debajo del capó y veamos cómo funciona realmente.
Aquí está la versión simple:
una bomba de engranajes funciona atrapando el fluido entre los dientes de dos engranajes giratorios y empujándolo desde el lado de la entrada hasta el lado de la salida.
Pero desglosemos eso con una metáfora del mundo real.
Imagine que dos engranajes se mezclan dentro de una carcasa sellada. A medida que estos engranajes giran, el fluido se tira al puerto de entrada , viaja alrededor de los bordes exteriores de los engranajes y luego se empuja a través del puerto de salida . Los dientes de engranaje forman cavidades selladas que transportan el líquido, como cubos como cubos en una cinta transportadora.
A medida que los dientes de engranaje se desprenden en el lado de la succión, se crea un vacío.
Este vacío crea baja presión y el líquido del tanque se apresura a llenar el vacío.
El fluido queda atrapado entre los dientes del engranaje y la pared de la carcasa.
A medida que los engranajes giran, este fluido atrapado se transporta al lado de descarga.
Finalmente, a medida que los dientes se combinan nuevamente , obligan al líquido bajo presión.
A diferencia de las bombas de pistón o las bombas de paletas, las bombas de engranajes no dependen de mecanismos complicados. En cambio, su confiabilidad proviene de tolerancias estrechas y malla precisa de engranajes.
Los componentes clave en una bomba de engranaje estándar incluyen:
Engranaje de accionamiento (conectado al motor)
Engranaje conducido (gira en sincronización con el engranaje de transmisión)
Carcasa de la bomba
Puertos de entrada y salida
Rodamientos y cubiertas finales para la alineación y apoyo
En una bomba de engranajes bien diseñada, las pequeñas autorizaciones entre los engranajes y la carcasa son cruciales:
Si el espacio libre es demasiado grande → aumenta la fuga → cae de eficiencia.
Si es demasiado apretado → La fricción aumenta → desgaste y acumulación de calor.
Esta es la razón por la cual las bombas de engranajes de alta calidad están diseñadas con las tolerancias correctas para equilibrar del control de fugas , la eficiencia y la longevidad.
Las bombas de engranajes pueden verse simples en el exterior, pero vienen en una variedad de configuraciones dependiendo del de la aplicación , tipo de fluido y las necesidades de rendimiento.
Desglosemos las diferentes formas en que se pueden clasificar las bombas de engranajes.
Bombas de engranajes externas
Estas bombas usan dos engranajes externas idénticos. Uno está alimentado (engranaje de unidad), y el otro gira libremente (engranaje accionado). El fluido se transporta alrededor del exterior de los engranajes, entre los dientes y la pared de la carcasa.
Común en: sistemas hidráulicos, sistemas lubricantes, transferencia general de fluidos
Las bombas de engranajes internos
tienen un engranaje interno (con dientes en el interior) en malla con un engranaje externo más pequeño. Un espaciador en forma de media luna separa los engranajes y crea cámaras para el movimiento de fluidos.
Lo mejor para: fluidos de alta viscosidad como chocolate, jarabes o aceite de engranaje
Los engranajes dentales inventudos
son los más utilizados debido a su facilidad de fabricación y rendimiento estable.
Engranajes cicloideos
conocidos por la transferencia de fluidos de alta eficiencia y la operación más suave, pero más complejas de producir.
Dientes rectos (espolones)
simples, baratos, pero ruidosos y con más pulsación.
Dientes helicoidales
más tranquilos y suaves debido a los dientes en ángulo que se atacan gradualmente.
Los dientes de espiga (doble helicoidal)
combinan los beneficios de los engranajes helicoidales, pero elimina el empuje axial. Piense en ello como una solución de alta gama para sistemas sensibles al ruido o de alta presión.
Bombas de dos juegos : más comunes; Un viaje, uno impulsado.
Bombas múltiples : se usan cuando necesita caudales más altos o funciones especiales como líneas de salida duales.
Bomba de engranaje de una sola etapa : un conjunto de engranajes, una succión y una descarga.
Bomba de engranajes de varias etapas : múltiples conjuntos de engranajes para aumentar el flujo o la presión. Se usa cuando se necesita más energía sin aumentar el tamaño del motor.
A pesar de ser uno de los tipos más antiguos de bombas hidráulicas, las bombas de engranajes continúan dominando debido a:
Construcción simple y compacta
Bajo costo
Alta fiabilidad
Capacidad para trabajar en entornos sucios
Mantenimiento mínimo
Sin embargo, también vienen con algunas desventajas:
Desplazamiento fijo (no se puede ajustar la velocidad de flujo de la mosca)
Capacidades de presión limitadas
No es adecuado para fluidos abrasivos o llenos de partículas
Tal vez se pregunte: ¿dónde se utilizan realmente las bombas de marcha en la vida real? La respuesta corta? En todas partes, el fluido necesita moverse de manera controlada y presurizada.
Desempaquemos algunos de los escenarios de aplicación más comunes.
Las bombas de engranajes son un favorito en las unidades de energía hidráulica utilizadas en:
Excavadoras
Tractores
Carretillas elevadoras
Cargadores
Máquinas de prensa
¿Por qué? Debido a que ofrecen un flujo constante , son fáciles de mantener y son lo suficientemente resistentes como para manejar entornos difíciles.
Desde sistemas de dirección asistida hasta transmisiones automáticas , las bombas de engranajes son esenciales en:
Sistemas de lubricación
Transferencia de combustible
Circulación de refrigerante
En vehículos y aviones, donde el espacio y el peso son críticos, las bombas de engranajes proporcionan energía compacta sin ocupar mucho espacio.
En estos sectores, las bombas de engranajes se utilizan para manejar fluidos viscosos como:
Petróleo crudo
Lubricantes
Diesel y aceites combustibles
Betún y asfalto
La bomba de engranaje interna es especialmente popular aquí debido a su capacidad para manejar fluidos gruesos y pegajosos sin obstruir.
¡Sí, incluso en plantas de comida!
Las bombas de equipo de grado alimenticio están hechas de acero inoxidable y se usan para transportar:
Jarabe
Chocolate
Aceites de cocina
Crema
Miel
Su flujo no pulsador los hace ideales para la medición precisa y el delicado manejo de fluidos.
En este espacio, las bombas de engranajes proporcionan dosis de precisión y operación limpia , esencial para transferir:
Ácidos y solventes
Alcoholes
Perfumes
Pastas y suspensiones farmacéuticas
A menudo se usan materiales especiales resistentes a la corrosión como las carcasas revestidas de PTFE.
En equipos marinos e incluso algunos sistemas aeroespaciales, las bombas de engranajes son responsables de:
Suministro de combustible
Actuación hidráulica
Lubricación de cajas de cambios y turbinas
Su robustez, simplicidad y bajo mantenimiento los hacen ideales para aplicaciones donde el tiempo de inactividad no es una opción.
Sumumamos:
Pueden manejar una amplia gama de fluidos , desde el agua hasta el agua hasta la melaza de grosor.
No se ven afectados por la contaminación , lo que significa que trabajan en condiciones difíciles.
Entregan un caudal constante , que es crítico para el comportamiento predecible del sistema.
Son rentables , confiables y tienen una larga vida operativa con un servicio mínimo.
Elegir una bomba de engranajes no se trata solo de elegir el primer modelo que encuentre en línea. Hazlo mal, y su sistema podría sufrir ineficiencia, cavitación, fugas, o peor, falla total. Pero no te preocupes, lo vamos a desglosar en pasos simples y lógicos.
Antes de mirar un catálogo, pregúntese:
¿Qué tipo de fluido estoy bombeando? (¿Es grueso? ¿Abrasivo? Corrosivo?)
¿Qué caudal (L/min o GPM) necesito?
¿Cuál es la presión del sistema?
¿Cuál es la temperatura del fluido?
¿Se necesita operación continua?
Saber estas especificaciones ya reducirá sus elecciones significativamente.
Las bombas de engranajes vienen en horizontales y verticales . orientaciones El diseño de su sistema y el espacio disponible determinarán cuál es el mejor. Los diseños verticales son excelentes para un espacio de piso limitado , pero horizontal suele ser más fácil para el mantenimiento e inspección.
No todas las bombas de engranajes pueden manejar todos los fluidos. Por ejemplo:
Aceites de petróleo → Materiales de engranaje estándar
Ácidos y solventes → acero inoxidable o internales recubiertos
Productos alimenticios → materiales aprobados por la FDA como acero inoxidable y teflón
Consejo profesional: siempre verifique la tabla de compatibilidad química antes de seleccionar materiales de la bomba.
La velocidad de flujo a menudo se calcula usando esta fórmula:
Qt = 7 × Z × M⊃2; × B × N × 10⁻⁶ (para bombas de engranajes de alta presión)
Dónde:
Z = número de dientes
m = módulo (tamaño de engranaje)
B = ancho de engranaje
n = RPM
Si no eres un geek de matemáticas, no te preocupes. La mayoría de los fabricantes de bombas proporcionan curvas o software de rendimiento para ayudarlo a conectar y reproducir sus requisitos.
Use bombas de engranajes de una sola etapa para la presión y el flujo estándar.
Use la etapa múltiple cuando necesite presiones más altas o tasas de flujo variable.
Si su fuente de fluido está por debajo del nivel de la bomba , asegúrese de que la bomba tenga una fuerte capacidad de auto-provisión . Las bombas de engranajes son buenas en esto, pero mantenga alturas de succión por debajo de 500 mm para evitar los bolsillos de cavitación y aire.
También es posible que deba tener en cuenta:
Entornos explosivos (use motores a prueba de explosión)
Operación continua las 24 horas, los 7 días de la semana (garantizar una alta fiabilidad + diseño de bajo mantenimiento)
Redundancia (use bombas duales o unidades de respaldo para sistemas críticos)
Después de presionar, verifique dos veces:
Calificaciones de eficiencia
Niveles de ruido
Tolerancia a la vibración
Accesorios disponibles (válvulas, filtros, alivio de presión)
Si no está seguro, comuníquese con el fabricante y proporcione especificaciones de su sistema. La mayoría recomendará un modelo o personalizará uno para usted.
A veces, usar dos bombas de engranajes pequeños en paralelo es mejor que una unidad grande. ¿Por qué?
Redundancia mejorada
Reemplazo más fácil
Flexibilidad en la operación (apague uno durante baja demanda)
De acuerdo, seamos reales: las bombas de Gear son increíbles, pero no son perfectas. Uno de los problemas más comunes que puede colarse en su sistema es algo llamado 'aceite atrapado' o atrapamiento de aceite . Suena inofensivo, pero puede estropear seriamente las cosas si no lo manejas correctamente.
Vamos a sumergirnos.
A medida que los engranajes giran y se combinan, crean pequeños espacios cerrados entre los dientes del engranaje y la carcasa de la bomba. Normalmente, el fluido fluye a través de estos bolsillos desde la entrada hasta la salida. Pero aquí está el problema:
Cuando el engranaje dientes malla y atrapa un pequeño volumen de aceite en una cavidad sellada sin ningún lugar a donde ir, ese fluido se comprime, y la presión aumenta rápidamente.
Esto crea picos de presión en pequeños bolsillos, como mini explosiones , causando:
Aumento del ruido
Vibración
Acumulación de calor
Desgaste prematuro en sellos y rodamientos
Pérdida de eficiencia
El aceite atrapado ocurre cuando:
La malla de engranaje no permite una ruta de escape para el fluido.
No hay alivio de presión adecuado o 'descarga de ' zona.
El diseño de la bomba carece de una ranura o ranura de relieve adecuada.
Es particularmente común cuando la relación de superposición de malla (ε) es inferior a 1.4. Cualquier cosa debajo de eso, y el fluido no tiene a dónde ir durante el maltrato.
Aquí hay una lista rápida de efectos de la vida real:
Sobrecarga de cojinetes : se coloca más fuerza en un lado del eje
Bloqueo de sello : cuando se abren los sellos RIP de punta de presión
Daño similar a la cavitación : la compresión de fluidos puede hacer que las burbujas de aire implosionen
Ruido y vibración : ese sonajero irritante que no puedes ignorar
Vida de la bomba reducida , porque todo se desgasta más rápido
Buenas noticias: el aceite atrapado no es inevitable. Hay varias soluciones probadas.
Este es el método más utilizado. Al mecanizar un surco en la cubierta final , el aceite tiene una ruta de escape antes de que se acumule la presión. Piense en ello como una pequeña válvula de liberación de presión construida directamente en la bomba.
Algunos fabricantes perforan pequeños agujeros en la cara o el eje del engranaje para permitir que el exceso de aceite sangre y equilibre las fuerzas de presión.
Cambiar la forma del diente del engranaje para reducir el tamaño y la duración de los espacios cerrados puede ayudar a limitar los volúmenes atrapados.
Al ampliar ligeramente la zona de descarga , el fluido puede comenzar a salir antes de comprimirse por completo.
Si su sistema lo permite, la presión de trabajo ligeramente reductora puede reducir los efectos de compresión causados por el aceite atrapado.
El atrapamiento de aceite a menudo conduce a fuerzas radiales desequilibradas . Aquí le mostramos cómo reducirlos:
Agregar surcos de equilibrio hidráulico
Use rodamientos de doble soporte
Mantener la presión de descarga distribuida uniformemente
Entonces, el aceite atrapado no es algo para ignorar. Pero con las opciones de diseño correctas las , y técnicas de equilibrio de presión , puede ejecutar su bomba de engranaje suave y silenciosamente.
Seamos realistas: cuando instale una bomba, sus principales preocupaciones son probablemente:
Es la velocidad de flujo suficiente?
¿Es eficiente o se desperdicia energía?
¿Se mantendrá constante con el tiempo?
Si la respuesta a alguno de ellos es 'No estoy seguro,' no se preocupe, estamos a punto de cubrir exactamente qué impacta el rendimiento de la bomba de engranajes y cómo mantenerlo en la mejor forma.
Para las bombas de engranajes de alta presión, el caudal teórico se puede calcular con:
Qt = 7 × Z × M⊃2; × B × N × 10⁻⁶ (L/min)
Dónde:
Z = número de dientes
m = módulo de engranaje (tamaño de cada diente)
B = ancho de engranaje
n = RPM (rotaciones por minuto)
Si está utilizando una bomba de engranaje de baja presión o rango medio, la constante puede cambiar ligeramente (por ejemplo, 6.66 en lugar de 7), pero la estructura permanece igual.
Incluso si sus matemáticas son perfectas, puede notar que la salida real es más baja de lo esperado. Ahí es donde la eficiencia volumétrica . entra en
Eficiencia volumétrica (ηv) = (salida de flujo real / salida de flujo teórico) × 100%
Un mundo perfecto significaría ηv = 100%. Pero en el mundo real, generalmente varía del 85-95% para las bombas nuevas, y las gotas a medida que la bomba usa.
Pasemos por los sospechosos habituales:
El enemigo más grande de la eficiencia. Esto sucede en tres lugares:
Despeje del diente
Despeje de cara final (entre el engranaje y las cubiertas de la carcasa)
Espacios de pared lateral (entre dientes de engranaje y carcasa)
Incluso se suman pequeñas fugas, especialmente bajo alta presión.
Baja presión de succión = riesgo de cavitación = pérdida de flujo.
Si el vacío en la entrada es demasiado fuerte, puede sacar el aire del aceite (¡sí, eso sucede!), Lo que conduce a burbujas de aire , ruido y daños en la bomba.
Cuanto mayor sea la presión posterior, más probable es que el aceite gotee hacia atrás a través de pequeños espacios internos. Esa es energía que nunca volverás a ver.
Si el aceite está demasiado caliente , la viscosidad cae → más fácil para que se filtre internamente
Si el aceite es demasiado frío o demasiado grueso , no fluirá bien en los engranajes
Manténgase siempre dentro del recomendado de su bomba rango de temperatura .
Demasiado bajo? El aceite no puede llenar las cavidades del engranaje lo suficientemente rápido → cae en flujo.
¿Demasiado alto? El aire es absorbido → Riesgo de cavitación.
Manténgase entre 200–3000 rpm , dependiendo de la calificación de su bomba.
A gran altitudes, la presión de aire cae, lo que dificulta que el aceite fluya hacia el lado de succión. Esto reduce el flujo y puede crear vibraciones y ruido.
✅ Mantenga sus espacios libres de cara final dentro de la especificación
✅ Use el aceite hidráulico limpio y correctamente filtrado
✅ Evite las líneas de succión largas o estrechas
✅ Mantenga la temperatura del aceite entre 20–60 ° C
✅ Instale las válvulas de alivio de presión y las medidas contra la cavación
Autodevante significa que la bomba puede tirar de líquido a sí mismo incluso si se encuentra por encima del nivel de fluido . Las bombas de engranajes son generalmente buenas en esto, si se instalan correctamente.
Pero la autoevaluación no es mágica. Depende de:
Aspiradora
Integridad de sello
Viscosidad de aceite
La mayoría de las bombas de engranajes pueden levantar el aceite de hasta 0.5 metros . Ve más allá de eso y te arriesgas a la cavitación (pequeñas burbujas de vapor que dañan los componentes).
Siempre llene la bomba con aceite antes del inicio
Dirección de rotación de doble verificación : cableado de revestimiento = flujo inverso
Evite la ejecución en seco : el contacto de la copa sin lubricación causa daños instantáneos
Use acoplamientos flexibles para absorber la desalineación del eje
Instale filtros para evitar la contaminación
Monitorear la temperatura y la viscosidad del aceite (ideal: 20–60 ° C)
No exceda las clasificaciones de presión : esto estresa los sellos y los rodamientos
Minimizar la longitud y los codos de la línea de succión para reducir las pérdidas
Quiero tu bomba de engranajes a los últimos años en lugar de meses? Aquí está tu lista de verificación.
Lubricar los rodamientos regularmente
Almacenar en un lugar seco y limpio cuando no esté en uso
Inspeccionar el cableado, los interruptores y los terminales para el desgaste
Verifique la resistencia del aislamiento para las bombas eléctricas
Reemplace las piezas dañadas con componentes de coincidencia exacta
Las bombas de engranajes pueden ser de la vieja escuela, pero son confiables, asequibles y versátiles . Cuando se eligen y se mantienen correctamente, proporcionan de flujo constante , una buena succión y una excelente durabilidad , todo mientras son fáciles de operar y reparar.
Ya sea que esté en construcción, procesamiento de alimentos, automotriz o agricultura, las bombas de equipo siguen siendo una opción sólida cuando el rendimiento y la simplicidad son más importantes.
1. ¿Pueden las bombas de engranajes manejar fluidos sucios o abrasivos?
No recomendado. Funcionan mejor con fluidos limpios y lubricantes. Los abrasivos usarán los engranajes y la carcasa.
2. ¿Puedo revertir la dirección del flujo invirtiendo el motor?
Sí, pero solo si la bomba es simétrica y está diseñada para el flujo bidireccional. Confirme siempre con el fabricante.
3. ¿Por qué mi bomba de engranaje es ruidosa?
Las causas muy probablemente: aire atrapado, cavitación, presión excesiva o desalineación.
4. ¿Cuál es la vida útil típica de una bomba de engranajes?
Con un buen mantenimiento, de 3 a 5 años es común, incluso más en aplicaciones de baja servicio.
5. ¿Qué es mejor: bomba de engranaje o bomba de pistón?
Las bombas de engranajes son más simples y más baratas , pero las bombas de pistón manejan una mayor presión y flujo variable . Elija según sus necesidades.
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