Bomba hidráulica en estaciones hidráulicas de trituradoras: principios y aplicaciones prácticas.
La estación hidráulica es uno de los sistemas auxiliares más sencillos pero cruciales de una trituradora. Operaciones como el ajuste de la abertura de descarga, la protección contra el atasco de hierro y la limpieza y reinicio de la cámara se controlan mediante la estación hidráulica. El componente principal de la estación hidráulica es la bomba hidráulica, que convierte la energía mecánica del motor eléctrico en la energía de presión del aceite hidráulico, de forma similar a como un corazón bombea sangre por todo el cuerpo.
En las instalaciones se encuentran dos tipos comunes de bombas de aceite: bombas de engranajes y bombas de émbolo. Tienen apariencias diferentes, funcionan de manera diferente y se utilizan en aplicaciones distintas.
Bombas de engranajes: sencillas, duraderas y diseñadas para trabajos pesados.
La estructura de una bomba de engranajes es sencilla. Dentro de la carcasa hay dos engranajes que engranan entre sí: uno motriz y otro conducido. El motor acciona el engranaje motriz, lo que provoca que el engranaje conducido también gire. En el lado de succión, los dientes de ambos engranajes se desenganchan, creando un espacio mayor y un vacío localizado que aspira el aceite hacia las cavidades de los engranajes a presión atmosférica. A medida que los engranajes giran hacia el lado de descarga, los dientes vuelven a engranar, comprimiendo el espacio y expulsando el aceite a presión.
Este dispositivo tiene una estructura simple, pocas piezas, alta resistencia a la contaminación y es económico. Sus desventajas son que no puede generar presiones muy altas, presenta pulsaciones de flujo significativas y produce un ruido notable.
En las trituradoras, las bombas de engranajes se utilizan principalmente en dos lugares:
La estación hidráulica de una trituradora de mandíbulas. Ajustar la abertura de descarga de una trituradora de mandíbulas es tan sencillo como accionar un cilindro hidráulico una sola vez; la presión requerida es baja y la acción es poco frecuente. Una bomba de engranajes es más que suficiente.
Estaciones de lubricación para todos los modelos. Los sistemas de lubricación requieren caudales elevados, baja presión y circulación continua de aceite. Las bombas de engranajes son ideales para este propósito, ya que ofrecen el menor coste y un mantenimiento mínimo.
Así que, cuando veas la estación hidráulica junto a una trituradora de mandíbulas, o esa pequeña estación de lubricación independiente junto a una trituradora de cono, en nueve de cada diez casos, contiene una bomba de engranajes.
Bombas de pistón: Precisión a alta presión, diseñadas para afrontar los desafíos más difíciles.
La estructura de una bomba de pistón es mucho más compleja. Consta de un bloque de cilindros que contiene un anillo de pistones, cuyas cabezas descansan sobre un plato oscilante inclinado. El motor impulsa el bloque de cilindros y los pistones para que giren conjuntamente, mientras que el plato oscilante permanece fijo pero inclinado. A medida que el bloque de cilindros gira, el plato oscilante empuja los pistones hacia adelante y hacia atrás dentro del cilindro. Cuando los pistones se desplazan hacia afuera, el volumen del cilindro aumenta, aspirando aceite; cuando el plato oscilante los empuja hacia adentro, el volumen del cilindro disminuye, expulsando aceite.
Las bombas de émbolo pueden alcanzar fácilmente presiones de 30 a 40 megapascales, y ajustando el ángulo del plato oscilante, se puede regular con precisión el caudal de salida. Esto las convierte prácticamente en la única opción para aplicaciones que requieren mantenimiento de presión, velocidad variable o respuesta rápida.
En las trituradoras, las bombas de émbolo se encuentran principalmente en tres ubicaciones:
La estación hidráulica principal de una trituradora de cono monocilíndrica. El gran cilindro hidráulico situado en la base de la máquina monocilíndrica soporta todo el eje principal y el cono móvil, operando a una presión extremadamente alta. Al procesar hierro, la presión debe liberarse instantáneamente en una fracción de segundo para permitir que el cono móvil descienda y descargue el hierro. Solo una bomba de émbolo de alta presión, combinada con un acumulador, puede proporcionar esta fuerza explosiva.
Estación de bloqueo de trituradoras de cono multicilíndricas. El anillo de cilindros de bloqueo en la parte superior de una máquina multicilíndrica requiere mantener una presión alta y constante durante largos periodos. Una bomba de émbolo de presión constante y desplazamiento variable reduce automáticamente su desplazamiento una vez alcanzada la presión establecida, manteniéndola sin desperdiciar energía. Si se utilizara una bomba de engranajes para esta tarea, se produciría un desbordamiento continuo a alta presión, lo que provocaría un rápido aumento de la temperatura del aceite.
El accionamiento hidráulico de las plantas móviles de trituración. Muchas trituradoras móviles utilizan un motor para accionar una bomba de émbolo de gran caudal y caudal variable, que distribuye el fluido a los motores de traslación y a los motores de la unidad principal de trituración. Las bombas de émbolo ofrecen una alta densidad de potencia, requisito indispensable para chasis móviles con limitaciones de espacio y peso.
¿Cómo se puede distinguir la diferencia a simple vista en el lugar?
No es necesario desmontar la máquina; basta con abrir la puerta del armario de la unidad de potencia hidráulica y observar la forma de la bomba.
De forma cuadrada, con una tapa sujeta por varios tornillos: bomba de engranajes. Esto indica un sistema de baja presión y funcionamiento sencillo.
De forma cilíndrica alargada con manivela o dial giratorio en la parte superior: bomba de pistones axiales. Esto indica que se trata del sistema hidráulico principal, que funciona a alta presión y cuya fabricación es más costosa.
Errores comunes de mantenimiento
Si una bomba de engranajes hace ruido o no genera presión, no la desmonte de inmediato; lo más probable es que el filtro de succión esté obstruido o que haya una fuga de aire en la conexión de la línea de succión. Un nivel bajo de aceite en el depósito también puede provocar cavitación.
El problema más común en las bombas de pistón es la alta temperatura del aceite. La causa no suele ser la bomba en sí, sino que el sistema permanece en un estado de desbordamiento constante durante un período prolongado. Cuando el sistema debería mantener la presión, la bomba continúa suministrando el caudal máximo, y el exceso de aceite regresa al depósito a través de la válvula de alivio, donde se convierte en calor. Ajustar la válvula de alivio o comprobar si el mecanismo de presión constante variable ha fallado es una solución más práctica que reemplazar la bomba.
La unidad de potencia hidráulica cumple una función de apoyo en una trituradora, pero si esta función falla, toda la máquina se detendrá. Comprender las particularidades de las bombas de engranajes y las bombas de émbolo le ayudará a evitar problemas inesperados en la obra.