Bombas Final

5/8/2018 Bombas Final - slidepdf.com

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Introducción

Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma la

energía (generalmente energía mecánica) con la que es accionada en

energía hidráulica del fluido incompresible que mueve. El fluido

incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos

como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel.

Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su

velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio

de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la

presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico,

para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra

de mayor presión o altitud.

Existe una ambigüedad en la utilización del término bomba, ya que

generalmente es utilizado para referirse a las máquinas de fluido

que transfieren energía, o bombean fluidos incompresibles, y por

lo tanto no alteran la densidad de su fluido de trabajo, a

diferencia de otras máquinas como lo son los compresores, cuyo

campo de aplicación es la neumática y no la hidráulica. Pero

también es común encontrar el término bomba para referirse a

máquinas que bombean otro tipo de fluidos, así como lo son las

bombas de vacío o las bombas de aire.

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA INACAP - CARRERA DE INGENIERIA EN MAQUINARIA

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http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_hidr%C3%A1ulica

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido_incompresible

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoulli


http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_fluido


http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor

http://es.wikipedia.org/wiki/Neum%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulica

http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_vac%C3%ADo

http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_aire

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_hidr%C3%A1ulica


http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa



http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_fluido


http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor

http://es.wikipedia.org/wiki/Neum%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulica

http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_vac%C3%ADo

http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_aire

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina



Historia

La primera bomba conocida fue descrita por Arquímedes y se conoce

como tornillo de Arquímedes, descrito por Arquímedes en el siglo

III a. C. , aunque este sistema había sido utilizado anteriormente

por Senaquerib, rey de Asiria en el siglo VII a. C.

En el siglo XII, Al-Jazari describió e ilustró diferentestipos de bombas, incluyendo bombas reversibles, bombas dedoble acción, bombas de vacío, bombas de agua y bombas dedesplazamiento positivo.


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http://es.wikipedia.org/wiki/Arqu%C3%ADmedes

http://es.wikipedia.org/wiki/Tornillo_de_Arqu%C3%ADmedes


http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_III_a._C.





http://es.wikipedia.org/wiki/Senaquerib

http://es.wikipedia.org/wiki/Asiria

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_VII_a._C.




http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XII

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Al-Jazari&action=edit&redlink=1


http://es.wikipedia.org/wiki/Tornillo_de_Arqu%C3%ADmedes




http://es.wikipedia.org/wiki/Senaquerib

http://es.wikipedia.org/wiki/Asiria


http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XII

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Al-Jazari&action=edit&redlink=1



Bomba hidráulica

Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transformala energía (generalmente energía mecánica) con la que esaccionada en energía hidráulica del fluido incompresible quemueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezclade líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes defraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energía delfluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura,todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. Engeneral, una bomba se utiliza para incrementar la presión deun líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, paramover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra

de mayor presión o altitud.

Existe una ambigüedad en la utilización del término bomba, yaque generalmente es utilizado para referirse a las máquinasde fluido que transfieren energía, o bombean fluidosincompresibles, y por lo tanto no alteran la densidad de sufluido de trabajo, a diferencia de otras máquinas como lo sonlos compresores, cuyo campo de aplicación es la neumática yno la hidráulica. Pero también es común encontrar el términobomba para referirse a máquinas que bombean otro tipo defluidos, así como lo son las bombas de vacío o las bombas deaire.


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Misión

Transformar la energía mecánica suministrada por un motor de

arrastre (eléctrico o de combustión interna) en energía

oleohidraúlica.Dicho de otra manera, una bomba debe

suministrar un caudal de aceite a una determinada presión.

Dar potencia a un sistema hidráulico para ejercer una función

determinada.

¿Por qué es necesaria una bomba?

No se puede almacenar aceite a presión (a excepción de pequeñas

cantidades en acumuladores); sólo habrá presión mientras actúe la

bomba.


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¿Cómo actúa una bomba?

Empujando el fluido que llena unos conductos, o pasa a través de

restricciones (carga).

Esto es así porque las bombas no crean la presión por disminución

del volumen ocupado por la masa del fluido ya que esto no es

posible.

¿En base a qué se escogen?

A su función dentro del sistema.

Las que dan un gran caudal a pequeña presión.

Las que dan un pequeño caudal a alta presión.

Criterios de Clasificación o Fabricación

La definición de una bomba hidráulica que generalmente seencuentra en los textos es la siguiente: "Una bombahidráulica es un medio para convertir energía mecánica en


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energía fluida o hidráulica". Es decir las bombas añadenenergía al agua.

Cuando se pretende desarrollar una clasificación de losdiferentes tipos de bombas hidráulicas se debe tener claridad

en algunos términos para así poder evaluar los méritos de untipo de bomba sobre otro. Dichos términos son:

Amplitud de presión: Se constituyen en los límites máximos depresión con los cuales una bomba puede funcionaradecuadamente. Las unidades son Lb/plg2.

Volumen: La cantidad de fluido que una bomba es capaz deentregar a la presión de operación. Las unidades son gal/min.

Amplitud de la velocidad: Se constituyen en los límitesmáximo y mínimo en los cuales las condiciones a la entrada ysoporte de la carga permitirán a la bomba funcionarsatisfactoriamente. Las unidades son r.p.m.

Eficiencia mecánica: Se puede determinar mediante la relaciónentre el caballaje teórico a la entrada, necesario para unvolumen específico en una presión específica y el caballajereal a la entrada necesario para el volumen específico a lapresión específica. Eficiencia volumétrica: Se puede determinar mediante larelación entre el volumen teórico de salida a 0 lb/plg2 y elvolumen real a cualquier presión asignada.

Eficiencia total: Se puede determinar mediante el productoentre la eficiencia mecánica y la eficiencia volumétrica.

Para que la clasificación de los diferentes tipos de bombassea más amena se presenta a continuación una tabla donde semuestran los criterios de clasificación de cada una de estas.

Tabla de Clasificación


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BOMBAS

Amplitud

Presión

Volumen

Amplitud

Velocidad

Eficiencia

Volumen.

EficienciaTotal

Bomba de

engrane BajaPresión

0

Lb/plg2 5 Gal/min 500 rpm 80 % 75 – 80 %

Bomba engrane1500 Lb/plg2

1500Lb/plg2

10Gal/min

1200 rpm80 % 75 – 80 %

Bomba engrane2000 Lb/plg2

2000Lb/plg2

15 Gal/min

1800 rpm

90 %

80 - 85%

Bomba Paletaequilib. 1000

Lb/plg2

1000Lb/plg2

1.1 – 55Gal/min

1000 rpm > 90 % 80 – 85 %

Bomba PistónPlaca empujeangular

3000Lb/plg2

5000Lb/plg2

2 – 120Gal/min

7.5 – 41Gal/min

1200–1800rpm

90 %

90 %

> 85 %

> 80 %

Diseño Dynex 6000 –8000

Lb/plg2

2.9 – 4.2Gal/min

1200 –2200 rpm

90 % > 85 %

Clasificación Según el principio de funcionamiento

La principal clasificación de las bombas según elfuncionamiento en que se base:

1.-Bombas de desplazamiento positivo o volumétricas, en lasque el principio de funcionamiento está basado en lahidroestática, de modo que el aumento de presión se realiza


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por el empuje de las paredes de las cámaras que varían suvolumen. En este tipo de bombas, en cada ciclo el órganopropulsor genera de manera positiva un volumen dado ocilindrada, por lo que también se denominan bombasvolumétricas. En caso de poder variar el volumen máximo de la

cilindrada se habla de bombas de volumen variable. Si esevolumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba esde volumen fijo. A su vez este tipo de bombas puedensubdividirse en:

1.1-Bombas de émbolo alternativo

1.2- Bombas volumétricas rotativas o roto estáticas

2.-Bombas rotodinámicas, en las que el principio defuncionamiento está basado en el intercambio de cantidad de

movimiento entre la máquina y el fluido, aplicando lahidrodinámica. En este tipo de bombas hay uno o variosrodetes con álabes que giran generando un campo de presionesen el fluido. En este tipo de máquinas el flujo del fluido escontinuo. Estas turbo-máquinas hidráulicas generadoras puedensubdividirse en:

2.1-Radiales o centrífugas, cuando el movimiento delfluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodeteimpulsor.

2.2-Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de losálabes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.

2.3-Diagonales o helicocentrífugas cuando la trayectoriadel fluido se realiza en otra dirección entre las anteriores,es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete.

1.-Bombas de desplazamiento positivo o volumétrico

1.1.-Bombas de émbolo alternativo

En las que existe uno o varios compartimentos fijos, pero devolumen variable, por la acción de un émbolo o de unamembrana. En estas máquinas, el movimiento del fluido esdiscontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan


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por válvulas que abren y cierran alternativamente. Algunosejemplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa depistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones deaccionamiento axial, en general las bombas de pistones.

Algunos ejemplos:

Bombas alternativas de pistones

Las bombas alternativas constan de un pistón que oscila en uncilindro. Este cuenta con válvulas que regulan el flujo delíquido hacia el cilindro y desde el cilindro. Estas bombashay de acción simple y de acción doble:

A.-La bomba de acción simple

Bombea solamente en un lado del pistón.

B.-La bomba de doble acción

Bombea siempre en ambos lados del pistón. Estas bombas puedentener una o varias etapas. Las bombas alternativas de etapasmúltiples tienen varios cilindros colocados en serie. De estamanera el cilindro siguiente puede aprovechar lo generado enlos cilindros anteriores.


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Las bombas de pistón

Son las mejores adaptadas para diseños de volumen variable, y las

bombas axiales de pistón generalmente son consideradas como las

más eficientes de todas las bombas, y son por sí solas las mejores

para cualquier condición de volumen variable. Las bombas radiales

de pistón son también utilizables para producir volúmenes

variables.


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1.2-Bombas volumétricas rotativas o roto estáticas

En las que una masa fluida es confinada en uno o varioscompartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (debaja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de lamáquina. Algunos ejemplos de este tipo de máquinas son la

bomba de paletas, la bomba de lóbulos, la bomba deengranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristáltica.

Algunos ejemplos:

Bombas de paletas

Según la forma de la caja hay bombas de simple, doble otriple cámara. La mayoría de bombas de paletas deslizantes

son de una cámara (mono celulares). Estas máquinas son degran velocidad, de capacidades pequeñas o moderadas y manejanfluidos poco viscosos.


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Bombas de engranajes

Las bombas de engranajes son bombas robustas de caudalfijo, con presiones de operación hasta 250 bar (3600psi)y velocidades de hasta 6000 rpm. Con caudales de hasta250 cc/rev combinan una alta confiabilidad y tecnologíade sellado especial con una alta eficacia.

Tipos de bombas

Bomba de engranaje


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Bombas de engranes o piñones

La bomba de engranes se denomina también "caballo de carga" yse puede asegurar que es una de las más utilizadas. Lacapacidad puede ser grande o pequeña y su costo variará consu capacidad de presión y volumen. Además la simplicidad desu construcción permite esta ventaja de precio. Las bombas deengranes exhiben buenas capacidades de vacío a la entrada ypara las situaciones normales también son autocebantes; otracaracterística importante es la cantidad relativamentepequeña de pulsación en el volumen producido. En este tipo debombas de engrane, el engranado de cada combinación deengranes o dientes producirán una unidad o pulso de presión.

Bombas de engranes de baja presión

Su funcionamiento es a grandes rasgos el siguiente: La flechaimpulsora gira, los dos piñones como están engranados,girarán en direcciones opuestas. La rotación es hacia elorificio de entrada desde el punto de engrane. Conforme los


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dientes de los dos piñones se separan, se formará una cavidady se producirá un vacío en el orificio de entrada. Este vacíopermitirá a la presión atmosférica forzar el fluido al ladode entrada de la bomba. El fluido será confinado en elespacio entre los dientes del engrane. La rotación continuada

de los engranes permitirá que el fluido llegue hasta lasalida.

Una desventaja de este tipo de bombas son los escapes operdidas internas en la bomba producidas en la acción oesfuerzo para bombear un fluido a presión. El desgaste deeste tipo de bombas generalmente es causado por operar apresiones arriba de la presión prevista en el diseño, aunquetambién puede ser usado por cojinetes inadecuados.

Bombas de engranes de alta presión

Los factores que mejoran la capacidad de una bomba paradesarrollar un vacío alto en la admisión, también produciránincrementos muy favorables en la eficiencia volumétrica ytotal de la bomba.

La capacidad relativamente alta de vacío en la admisión delas bombas de engrane, las ha hecho más adaptables a losproblemas que se presentan en el equipo móvil y para minería.

Bombas de engranes de 1500 lb/plg 2 . (Tándem)

También se les conoce como bombas de la serie "Commercial D".En este tipo de bombas se incorporan engranes dentadosrectificados con acabados lisos y con tolerancias muycerradas. Estos engranes tienen el contorno de los dientesdiseñado para mejorar la eficiencia de la bomba y disminuirel nivel de ruido en la operación.

Un mejoramiento adicional se ha logrado machihembrando losengranes con respecto al diámetro y espesor.

La aplicación de esta clase de controles de producción,

permite el ensamblado de todas las piezas operativas de labomba con ajustes apretados y produce también los incrementosconvenientes de eficiencia.

La bomba de la serie D tiene bajas perdidas por escape. Lareducción complementaria de escape interior en las caras delos engranes es producida por un dispositivo desarrollado por


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la compañía Commercial llamado placas de empuje de presiónembolsada.

La presión embolsada proporcionada por los cierres de bolsopermite que floten las placas de empuje y mantengan un

contacto uniforme con las caras de los engranes. Esta acciónes controlada por la presión de bombeo sobre una zona muypequeña y está indicada para aumentar el esfuerzo de cierreconforme se aumenta la presión de la bomba.

El diseño de esta bomba ofrece una ventaja adicional alproporcionar la facilidad de que el volumen producido puedaser alterado al cambiar el tamaño de los engranes, ademásmediante la adición de un cojinete central portador y unensamblado de caja y engranes para cada unidad, hasta seisunidades de bombeo pueden construirse para funcionar con unasola flecha de impulso.

Fig. 2 Bomba de engranes en Tándem Commercial Serie D.

Bomba de engranes de 2000 lb/plg 2

La bomba Commercial de la serie H está indicada para tener unvalor de presión máximo de 2000 lb/plg2, y para la mayoría delas bombas de la serie H es una versión mejorada y más pesadaque la unidad de serie D. Los fundamentos de operación soncasi idénticos, pero ninguna de las partes sonintercambiables entre estos dos tipos de diseños.


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El funcionamiento con las cargas mayores a presión de 2000lb/plg2, ha exigido el uso de cajas mucho más gruesas yresistentes. El cojinete impulsor principal TIMKEN es elúnico ofrecido en este tipo de bombas. Los tamaños deengranes y cojinetes han sido aumentados hasta el máximo que

el espacio permite, y dichos engranes han sido modificados dela forma de engranes rectos de la serie D a engraneshelicoidales.

En este tipo de bombas se da la misma atención al acabado y alas tolerancias de tamaños y también se utiliza el diseño deabolsado de la presión, funcionando aún la placa de empujemás pesada como espiga y control de escapes o fugasterminales.

Una buena práctica de diseño seria sustituir una unidad de laserie D requerida para trabajar a 1500 lb/plg2 por una unidadde la serie H y en esta forma se conseguiría tener un sistemamás seguro.

Fig. 3 Bomba Commercial en Tándem de la Serie H.

Bomba de engranes de 2000 lb/plg 2 – Serie 37-X

Los cambios de diseño en el modelo 37-X confirman laexistencia de la zona crítica analizada en relación con losdiseños de la serie D y serie H. Cojinetes verdaderamentemasivos de trabajo pesado y del tipo de baleros de corona hansustituido a los cojinetes de aguja marcados comoinadecuados. Para tener espacio para estos cojinetesagrandados se ha utilizado un concepto enteramente nuevo


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sobre el diseño de los engranes para bombas. Los nuevosengranes tienen dientes rectos de tipo involuta. Dichosdiente son más pocas en número, cortados más profundamente ymás fuertes, entregando más descarga por pulgada de anchuradel engrane que los diseños ordinarios o convencionales.

Se señala que la bomba 37-X puede constituir un avanceimportante en el diseño de bombas de engranes. Durante muchosaños la debilidad de los cojinetes de las bombas de engranesy las fallas han constituido una plaga a los usuarios de esasunidades. Deberían realizarse reducciones de vital necesidaden los costos de bombeo hidráulico mediante un decisivomejoramiento de la duración de los cojinetes de las bombas.

Bombas de paletas

Según la forma de la caja hay bombas de simple, doble otriple cámara. La mayoría de bombas de paletas deslizantesson de una cámara (mono celulares). Estas máquinas son degran velocidad, de capacidades pequeñas o moderadas y manejanfluidos poco viscosos.

Bombas de paletas desequilibradas o de eje excéntrico

Con este diseño un rotor ranurado es girado por la flechaimpulsora. Las paletas planas rectangulares se muevenacercándose o alejándose de las ranuras del rotor y siguen ala forma de la carcasa o caja de la bomba. El rotor está


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colocado excéntrico con respecto al eje de la caja de labomba.

La rotación en el sentido de las manecillas del reloj delrotor en virtud de la mayor área que hay entre dicho rotor y

la cavidad de la caja, producirá un vacío en la admisión y laentrada del aceite en los volúmenes formados entre laspaletas.

La bomba mostrará desgaste interior de la caja y en lasaristas de las paletas, causado por el deslizamiento decontacto entre las dos superficies.

Este tipo de bomba tendrá la misma situación en lo que serefiere a la carga sobre los cojinetes que el caso de lasbombas de engranes.

Bombas de paletas equilibradas de 1000 lb/plg 2 de presión.(Vickers)

La compañía Vickers Incorporated ha sido acreditada por haberdesarrollado el diseño de bomba de paletas equilibrada.

El balance hidráulico logrado en este diseño, permite a loscojinetes de las flechas dedicarse a la carga de impulsión dela bomba. La carga hidráulica o de presión está equilibrada yqueda completamente contenida dentro de la unidad de cartuchode la bomba. La unidad de cartucho está compuesta por, dosbujes, un rotor, doce paletas, un anillo de leva y una espigade localización.

El sentido de la operación de esta bomba puede alterarse paraajustarlo a la necesidad que se tenga. Al sustituir el anillode levas con uno más grande o uno más pequeño, se puedentener diversos volúmenes de rendimiento o salida de la bomba,pero en ciertas conversiones, el rotor, las paletas y elcabezal también deben cambiarse para acomodar el nuevoanillo.

Procurando incorporar un cabezal modificado o corregido y unaflecha impulsora, podemos construir una bomba Vickers enTándem.

El tipo de diseño de esta bomba ha gozado de ampliautilización y aceptación en la industria de las máquinas –


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herramientas y en otras aplicaciones similares de tipoestacionario.

Bombas de Paletas equilibradas de 2000 lb/plg 2 de presión.(Denison)

Las bombas de paletas Denison emplean la misma condición deequilibrio descrita en el análisis de las bombas de paletasVickers mediante la incorporación de dos orificios deadmisión o entrada y de dos orificios de salida con unaseparación de 180°.

Una diferencia en estos dos diseños consiste en que el valorde la presión máxima sube hasta 2000 lb/plg2 por medio de unaconstrucción más pesada y de la alteración de los diseños depaletas y del rotor para asegurar un contacto adecuado de las

paletas en todo tiempo. Esta condición de contacto constantede las paletas con el anillo de levas, permitirá a la unidadfuncionar como bomba o como motor sin alteración mecánica.

El balance hidráulico de la caja de bombeo y en este caso lacarga equilibrada de las paletas, permite a estas bombasfuncionar durante periodos más prolongados con condicionesmáximas de presión.

Las bombas de paletas equilibradas pueden ofrecer el sistemahidráulico más económico utilizable para situaciones en dondeel buen diseño no sufre limitaciones por falta de espacio yfalta de control operativo y de comprensión de lascaracterísticas de funcionamiento.

Bombas de pistón

Las bombas de pistón generalmente son consideradas como lasbombas que verdaderamente tienen un alto rendimiento en lasaplicaciones mecánicas de la hidráulica. Algunas bombas deengranes y de paletas funcionarán con valores de presióncercanos a los 2000 lb/plg2, pero sin embargo, se lesconsideraran que trabajan con mucho esfuerzo. En cambio lasbombas de pistón, en general, descansan a las 2000 lb/plg2 yen muchos casos tienen capacidades de 3000 lb/plg2 y confrecuencia funcionan bien con valores hasta de 5000lb/plg2.


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Bomba de Pistón Radial

La bomba de pistón radial, aloja los pistones deslizantesdentro de un bloque del cilindro que gira alrededor de unperno o clavija estacionaria o flecha portadora.

En las bombas de pistón radial se logra una eficienciavolumétrica alta debido a los ajustes estrechos de lospistones a los cilindros y por el cierre adecuado entre elbloque del cilindro y el perno o clavija alrededor del cualgira.


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Bombas de Pistón Axial

Las bombas de pistón axial son las bombas más comunes que seencuentran. Las bombas de pistón axial derivan su nombre delhecho que los pistones se mueven dentro y fuera sobre un

plano paralelo al eje de la flecha impulsora.

Bombas de Pistón de Barril angular. (Vickers)

Las varillas del pistón van conectadas al pistón con unajunta socket de bola y también el bloque del cilindro obarril va conectado a la flecha de impulsión por una juntacombinada universal de velocidad constante de tipo Williams.

Las cargas para impulsión de la bomba y las cargas de empujepor la acción del bombeo van soportadas por tres cojinetes de

bolas de hilera simple y un cojinete de bolas de hileradoble.

El arranque inicial de este tipo de bombas no debe intentarsehasta que su caja se haya llenado de aceite, esto se denomina"cebado". Pero la bomba no se ceba para poder bombear sinopara asegurar la lubricación de los cojinetes y de lassuperficies de desgaste.

Bomba de Pistón de Placa de empuje angular. (Denison)

El diseño de este tipo de bombas incorpora zapatas de pistónque se deslizan sobre la placa de empuje angular o de leva.

Esta bomba debe llenarse con aceite antes de arrancarla.

La contaminación causará raspaduras y pérdida ligera deeficiencia. La falta de lubricación causará desgaste.


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Bomba Diseño Dynex

La placa de empuje angular se llama placa excéntrica, dichaplaca va acuñada a la flecha impulsora y esta soportada porcuatro hileras de cojinetes de bolas. Las principales cargas

de empuje de bombeo están a cargo de cojinetes colocados acada lado de la placa excéntrica.

Este diseño de bomba ha tenido una utilización considerableen el equipo móvil.

La compañía fabricante Dynex señala que esta bomba hamostrado una mayor compatibilidad con respecto al polvo quelas bombas normales de pistón. Las bombas Dynex son indicadascomo de mejor capacidad para resistir la contaminación delaceite y las ondas de presión mientras trabajan a niveles

bajos de ruido y con velocidades altas.

Desgastes en la bomba

Desgaste abrasivo

Se refiere al corte del metal por partículas duras o unasuperficie áspera. Este tipo de desgaste puede disminuirseremoviendo los restos de manufactura antes de iniciar eltrabajo.

Desgaste adhesivo

Ocurre cuando las asperezas de la superficie se someten acontacto deslizante bajo una carga. Si suficiente calor esgenerado, se darán micro soldaduras en la superficie.


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Desgaste por erosión

Partículas de líquido o impregnación de gotas de líquido enla superficie causan el desgaste por erosión.

Desgaste por cavitación

La cavitación se da cuando hay un número excesivo de burbujasde gas. Luego de repetidas implosiones, el material se dañapor fatiga, resultando en daños en forma de agujeros.

Desgaste corrosivo

Este tipo de daño se relaciona con ataques electroquímicos almetal. Algunas causas comunes de corrosión son lacondensación del agua en la humedad del ambiente, vaporescorrosivos en la atmósfera, procesamiento de químicoscorrosivos como lo son los refrigerantes y limpiadores,presencia de ácidos de descomposición o exposición a metalesactivos, etc.

Desgaste por fatiga

La fatiga es favorecida por áreas de contacto pequeñas,cargas altas y flexión repetida bajo ciclos o deslizamientosrecíprocos. Si el esfuerzo aplicado es mayor al esfuerzo defluencia del material, el proceso es acompañado de calor porfricción y flujo plástico del material. Cambios estructuralestambién se observan en el material.

Factores que generan desgaste

Lubricación de bombas hidráulicas

Una fuente de desgaste en las bombas hidráulicas es la malalubricación. Muchos componentes en el pistón están encontacto deslizante. Este desgaste por deslizamiento afectael rendimiento del plato y del eje del pistón. Desgaste enesta superficie puede facilitar las fugas, que aumentarán con


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fluidos menos viscosos. Este desgaste también impacta en granmedida el rendimiento de la bomba en general.

Oxidación del fluido

Los fluidos forman ácidos debido a la oxidación. Esto esacelerado por la operación extendida a altas temperaturas.

Sobre-presurización

Una bomba hidráulica no debe ser sometida a presiones deoperación más altas que para las que ha sido diseñada.La sobre-presurización también se puede causar por fallas decomponentes.

Mantenimiento de Bomba

Propósitos del Mantenimiento

El hacer mantenimiento no implica reparar equipos rotos tanpronto como se pueda, sino mantener el equipo en operación alos niveles especificados.

¿Qué ventajas tiene el mantenimiento?

Entre las principales ventajas del mantenimiento, podemosmencionar las siguientes:

• Mejor conservación de los equipos.• aumento de la calidad y de la productividad.


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• Disminución de paralizaciones imprevistas.• Disminución de reparaciones.• Reducción de horas extra de trabajo.• Reducción de costos.

Tipos de Mantenimiento

Mantenimiento Correctivo.Mantenimiento Preventivo.Mantenimiento Predictivo- Sintomático.

Mantenimiento Correctivo

Esta mantención se basa en tomar acciones correctivas en unequipo una vez que esté haya fallado.

Estas Mantenciones pueden ser.Detención Total.Detención Parcial.Detención Mínima.

Mantenimiento Preventivo

Esta mantención se basa en tomar acciones correctivas enperíodos fijos de funcionamiento de los quipos, segúnrecomendaciones del fabricante o experiencia del operador.

Realizando inspecciones de trabajos rutinarios preventivos

para los mecánicos y operarios de mantenimiento.

Mantenimiento Predictivo

Esta mantención se basa en el empleo de tecnología quepermiten medir algún parámetro de los equipos, el cual seaindicativo del tipo de falla que se pueda presentar en éste.

Sólo se procederá a tomar acciones correctivas cuando elparámetro controlado alcance un valor tal, que sea

aconsejable proceder a la intervención.


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Organización del mantenimiento

Programa de mantenimiento

El programa de mantenimiento constituye una sistematización de

todas las actividades y estrategias destinadas a prevenir los

daños.

Su objetivo básico es garantizar la disponibilidad de la

instalación para atender el programa de producción con calidad y

productividad y asegurar costos adecuados.

Para elaborar el programa de mantenimiento, se deben tener en

cuenta los siguientes ítems:


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1. Registro de equipos, agrupados por secciones.

2. descripción de las actividades para el mantenimiento.

3. plan estratégico.

Fichas de trabajo

Para ejecutar el programa de mantenimiento se requiere elaborar

unas fichas que servirán para controlar, solicitar, reportar,

etcétera, las actividades que se van a ejecutar. Entre estas

fichas, tenemos las siguientes:

1. orden de trabajo.

2. solicitud de repuestos y materiales.

3. reporte semanal de mantenimiento.

4. historial de los equipos.

Manuales de mantenimiento

Los manuales son procedimientos de trabajo que se preparan para

ayudar al personal de mantenimiento. Se elaboran teniendo en

cuenta los catálogos de los equipos suministrados por el

fabricante y la experiencia de los técnicos. Para esto se elaboran

los siguientes manuales:

1. manual de mantenimiento del equipo.

2. manual para eliminar averías del equipo.

Almacén


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Un factor importante para la política de reducción de costos es el

control adecuado de los repuestos, materiales y accesorios de

mantenimiento. Un manejo carente de planificación genera

sobrecostos por el gran número de repuestos que se requieren, o

bien deriva en largas paralizaciones en la producción debido a la

falta de ellos.

Entre los factores que determinan la cantidad de repuestos, están

los siguientes:

• La cantidad utilizada.

• La frecuencia de reemplazo.

• Los efectos en la operación o depreciación, lo cual es

importante para no invertir dinero en partes o piezas que, por lo

general, se reemplazan con baja frecuencia.

Evaluación

En esta actividad se emplean datos históricos para predecir elfuturo, teniendo en cuenta que sin una evaluación, cualquier

sistema de mantenimiento tiende a fracasar. Para la evaluación, se

analizan los datos o la información contenida en las fichas de

trabajo.

Esta evaluación hace posible lo siguiente:

• ajustar el programa y mantener actualizados los manuales de

Mantenimiento

• analizar los trabajos realizados y los materiales empleados a

fin de determinar los costos de mantenimiento, para efectos de

programación y control del presupuesto

• determinar los costos que demanda la gestión administrativa del

almacenamiento, adquisición y uso de los repuestos


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• informar a los demás sobre lo que se ha realizado y lo que se

pretende realizar.

Diagnóstico (D), corrección (C)

1. (D) La bomba no está cebada o llena de líquido.(C) Llene la línea de succión. Verifique la válvula de

pie.2. (D) Altura de succión muy elevada.

(C) Si no hay obstrucción en la tubería de succión,verifique la pérdida de carga. La altura estática tambiénpuede ser demasiado grande. Realice la medición de la presióncon la bomba en funcionamiento, usando un manómetro. Si laaltura es alta, haga pasar más agua por la bombaAbriendo la válvula o disminuya la altura estática.3. (D) Altura positiva de succión insuficiente cuando sebombea agua caliente.

(C) Verifique si el agua caliente se está vaporizando.

Utilice un manómetro; si el agua fluye desproporcionadamente,quiere decir que se está formando demasiado vapor.Cuando la presión en el ojo de impulsor es baja, el agua sepuede vaporizar a una temperatura considerablemente más bajaque la normal, con la consiguiente disminución de la alturade succión, que puede volverse nula. La presión requeridadepende de la temperatura del agua, de la capacidad de la


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bomba y del tipo de impulsor. Por ello la bomba debe ser delas características necesarias para el servicio de aguacaliente.4. (D) Agua o gas en el agua (gas de los pantanos o metanos).

(C) Realice un ensayo de laboratorio mediante la reducción

de la presión sobre el líquido de succión y observe si seforman burbujas. Para corregir la presencia de gases, sepuede instalar una cámara separadora de gas junto a labomba, en la tubería de succión y descargar periódicamenteel gas acumulado.5. (D) Bolsa de aire en la tubería de succión.

(C) Verifique si la tubería de succión está nivelada y condeclive en el sentido de la bomba, si el acoplamientoreductor de la boca de aspiración es de tipo excéntrico ycon la parte horizontal en el plano superior.6. (D) Ingreso de aire en la tubería de succión.

(C) Verifique el alineamiento de la tubería (punto 5) y siexisten fugas en las conexiones.7. (D) Ingreso de aire en la bomba por la caja deempaquetaduras.

(C) Verifique si hay goteo por la caja del prensaestopas.Si no es así, ajuste el prensaestopas, y si aun así no fluye

el agua, probablemente sea necesario sustituir lasempaquetaduras.La causa también podría ser la obstrucción del tubo de aguade lubricación (si lo hubiera) o el descentramiento delanillo de lubricación de las empaquetaduras.

8. (D) Válvula de pie demasiado pequeña.(C) Verifique el estado de la válvula en lo que se refiere

a obstrucciones.El área útil (total de los orificios) debe ser igual al áreadel tubo. Si se usa un filtro, el área útil de paso debe serde tres a cuatro veces el área del tubo de aspiración.9. (D) Válvula de pie parcialmente bloqueada.

(C) Haga una limpieza completa de la válvula y retire lasincrustaciones.10. (D) Sumergimiento insuficiente de la tubería de succión.

(C) Si el tubo de aspiración no se puede bajar o si hay

un remolino en la zona de aspiración que causa la entradadel aire, haga una protección con un anillo de pequeñostroncos de madera alrededor del tubo para que sea atraídopor el remolino y elimine la turbulencia.11. (D) Conexión del sello de agua obstruido.


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(C) Verifique y limpie el tubo de agua de lubricación delas empaquetaduras o, en caso de existir, la válvula deespiga.12. (D) Anillo de empaquetadura colocado en un lugarequivocado en la caja de empaquetaduras.

(C) Abra la caja de empaquetaduras y coloque el anillocorrectamente.13. (D) Velocidad muy baja.

(C) Verifique si el motor está unido correctamente a lalínea de suministro eléctrico y si recibe el voltajecorrecto. El motor puede estar con un polo abierto o lafrecuencia del sistema puede ser demasiado baja.14. (D) Velocidad muy alta.

(C) Verifique si el ciclo del motor coincide con el delsistema de suministro eléctrico (la fuerza que requiere unabomba centrífuga varía con el cubo de velocidad).15. (D) Dirección de rotación errada.

(C) Compare la dirección de rotación del motor con ladirección de la estructura de la bomba. Si es incorrecta,cambie las conexiones de los terminales del motor con lalínea de suministro eléctrico.16. (D) Altura de descarga excesiva.

(C) Reduzca el diámetro del impulsor (rotor) a unacantidad debidamente calculada o recomendada por elfabricante.

17. (D) Altura manométrica total del sistema mayor que lacapacidad de la bomba suministrada.

(C) Verifique si las válvulas están totalmente cerradas.Calcule las pérdidas de carga en la tubería y las válvulas.Si se pierde demasiada carga, la instalación de un tubo demayor diámetro corregirá la deficiencia.18. (D) Peso específico del líquido distinto del peso para elcual fue suministrada la bomba.

(C) Reemplace el motor según la nueva carga hidráulica.19. (D) Viscosidad del líquido diferente de la del líquidopara el que se suministró la bomba.

(C) Reemplace el motor según la nueva carga eléctrica.20. (D) Caudal demasiado pequeño para la operación de la

bomba.(C) Si el caudal es muy pequeño para la bomba, el único

recurso es sustituir la bomba por otra más adecuada.21. (D) Bombas que trabajan en paralelo cuyas característicasno son recomendables para tal operación.

(C) Realice un estudio comparativo de las curvascaracterísticas de ambas bombas para verificar si podrán


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trabajar paralelamente. En caso contrario, reemplace una delas bombas por otra que tenga las características de laprimera.22. (D) Cuerpos extraños en el rotor.

(C) Desmonte la bomba y limpie el rotor completamente.

23. (D) Desalineamiento.(C) Verifique y corrija el alineamiento de la bomba y delmotor.24. (D) Cimentación inadecuada.

(C) Construya un lecho adecuado, según el peso y potenciadel conjunto motor-bomba.25. (D) Eje torcido.

(C) Corrija y sustituya el eje, según la deformación.26. (D) El rotor raspa la carcasa de la bomba.

(C) La carcasa de la bomba puede haber sido deformada porel peso de la tubería apoyada indebidamente. La causa puedeser que el eje esté torcido. Corrija o sustituya laparte deteriorada.27. (D) Soportes gastados.

(C) Sustituya los soportes y verifique el estado del eje.28. (D) Anillos de desgaste deteriorados.

(C) Reemplace los anillos y verifique el estado del eje.29. (D) Rotor deteriorado.

(C) Repare o reemplace el rotor; verifique y corrija lacausa de la avería.

30. (D) Fallas en la unión de la carcasa, de tal modo que

permite fugas de agua.(C) Reemplace la unión por la que especifique el

fabricante.31. (D) Eje o brazo del eje gastado o adherido a la caja delas empaquetaduras.

(C) Indica el uso prolongado de empaquetaduras demasiadoajustadas.32. (D) Instalación inadecuada del prensaestopas.

(C) Verifique el estado de las empaquetaduras ycolóquelas en el lugar correcto según el anillo delubricación.

33. (D) Tipo de empaquetaduras inadecuado para lascondicionesde servicio.

(C) Sustituya las empaquetaduras según lasespecificaciones del fabricante.34. (D) Eje descentrado, debido a soportes gastados odesalineamientos.


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(C) Verifique las condiciones del eje y el estado de lossoportes.Reemplácelos si es necesario.35. (D) Desequilibrio del rotor, lo que produce vibraciones.

(C) Verifique el estado de los anillos de desgaste y el

estado del disco o de la parte fija de la caja de equilibrioque se utiliza en algunos tipos de bombas para equilibrar elrotor contra el empuje axial en el sentido de la succión yreducir la presión sobre la caja del prensaestopas.36. (D) Prensaestopas muy ajustado, que impide la lubricaciónde las empaquetaduras.

(C) Desajuste el prensaestopas, lo suficiente para hacerfluir el agua de lubricación por las empaquetaduras.37. (D) Falla en el sistema de alimentación de agua derefrigeracióna la caja de empaquetaduras.

(C) Las bombas de gran capacidad y de alta presión estánprovistas de camisas de refrigeración para la caja deempaquetaduras. El agua de refrigeración pasa por unmecanismo de reducción de presión, cuyo mal funcionamiento,la mayoría de las veces, causa irregularidades.38. (D) Excesiva holgura entre el eje y la carcasa, en elfondo de la caja.

(C) Brazo del eje demasiado delgado, efecto de desgaste orectificaciones. Sustituya el brazo del eje.

39. (D) Suciedad o sustancias abrasivas en suspensión en ellíquido de refrigeración de las empaquetaduras, lo cualprovoca la adhesión en el brazo del eje.

(C) Cuando el líquido que utiliza la bomba contiene,permanentemente, lodo, tierra o polvo de granito, la soluciónconsiste en proveer una fuente independiente de agua limpia,lubricar las empaquetaduras o instalar un filtro de mallafina en la tubería externa de conducción de agua delubricación.40. (D) Excesiva presión causada por fallas mecánicas dentrode la bomba.

(C) Verifique el estado de los cebados de la bomba.Observe el punto 35.41. (D) Excesiva cantidad de grasa o aceite en los depósitosde los soportes.

(C) Mantenga el depósito de aceite lleno hasta el límiteindicado. Cuando no se indique este nivel, llene el depósitode aceite solo hasta un tercio de su altura; si el lubricante


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es aceite, llene el depósito hasta que el nivel de aceitequede en el centro (eje) del soporte más bajo.42. (D) Falta de lubricación.

(C) Conserve el lubricante en el nivel indicado y use elrecomendado por el fabricante.

43. (D) Soportes mal colocados (averiados durante elensamblaje o uso de soportes que no están unidos).(C) Verifique el estado de los soportes y determine si

están bien colocados. Algunos tipos, como el soporte deesfera con contacto angular y el soporte de escora, tienenuna posición definida, en el sentido de la presión axial,que debe cumplirse.44. (D) Suciedad en los soportes.

(C) Es la principal causa de fallas en el funcionamientode los soportes. El primer signo de suciedad o agua en ellubricante debe ser removido y limpiado con querosene o tetracloruró de carbono. Luego se debe llenar el depósitocon el lubricante indicado por el fabricante.45. (D) Soportes oxidados.

(C) Sustituya los rodamientos de las partes dañadas delsoporte.46. (D) Refrigeración excesiva de los soportes y consecuentecondensación dentro de ellos.

(C) Por lo general, se produce en soportes con camisa derefrigeración. Cuando hay condensación en la caja deempaquetaduras, se debe disminuir el flujo de agua derefrigeración y cerrar progresivamente el registro, hastaque la bomba se detenga.

Despiece de bombas

Bomba hidráulica


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Bomba de engranaje


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Bomba de paleta

Bomba de tornillo triple


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Bomba de pistones

Bomba de embolo simple efecto


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Bomba rotativa con 5 embolos axiales


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Bomba axial en línea


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Bomba caudal variable


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Bomba centrifuga

Bomba de engranaje


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DEFINICIONES

Presión: La presión del circuito se genera por la acción dela bomba y de las resistencias impuestas al caudalentregado por la misma en los distintos elementos queella acciona.

Caudal: La capacidad de caudal de una bomba puede expresarse,en principio con el desplazamiento por revolución o conel caudal en l/min. A cierta velocidad de giro.

Desplazamiento: Es igual al volumen de la cámara de bombeo

multiplicado por el numero de cámaras que pasan por elorificio de salida durante una revolución de la bomba(cm cúbico / Rev.).

Caudal teórico: Es el caudal que la bomba debería entregar,si no tuviese fugas internas, a determinada velocidad degiro. Para poder compararlo con el caudal se debeexpresar a la misma velocidad de giro.

Caudal real: Es el caudal realmente erogado por una bomba

funcionando a determinado número de rpm con un fluido ypresión también determinados.

Debido a las luces necesarias en los órganos móviles de la bomba,

las que aumentan como consecuencia del desgaste.

Usualmente se utiliza aceite de la propia bomba con fines de

lubricación.


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Potencia mecánica: Es la potencia necesaria para hacerfuncionar la bomba en determinadas condiciones decaudal, presión y con el fluido hidráulico determinado.

Las fugas volumétricas de la bomba consumen potencia.

Fricciones en los elementos mecánicos de la bomba.

Rendimiento total: Relación entre la potencia hidráulicaentregada por la bomba y la potencia real entregada a labomba por el motor que la acciona.

Inspección: Actividad sistemática de verificación periódicade las estructuras, equipos, etcétera, que sirve paradetectar condiciones que puedan causar su interrupción o

deterioro excesivo.

Servicio: Realización de acciones rutinarias orientadas amantener los equipos en óptimas condiciones de funcionamientoy a prevenir desperfectos de mayor envergadura y costo. Entreestas actividades están las siguientes: lubricación, ajustes,limpieza, reemplazo de pequeñas partes, pintura, arreglo dejardines, etcétera.

Reparaciones: Restauración o reemplazo de las partesdefectuosas o gastadas, identificadas ya sea por inspecciones

o por interrupciones de la operación, para ponerlas en buenascondiciones de funcionamiento.

Modificación: Alteración de la configuración o diseñooriginal de partes de un equipo o estructura o cambiomaterial con miras a reducir el costo y aumentar laeficiencia.

Sustitución: Instalación de unidades nuevas en lugar de lasexistentes, que se han vuelto obsoletas y que muchas veces setornan antieconómicas o ineficaces debido al uso excesivo, ogeneran costos elevados de mantenimiento por su malfuncionamiento.


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Conclusión

Las bombas hidráulicas son uno de los elementos hidráulicosmás importantes que actúan en un sistema hidráulico, Asípues, es nuestro objetivo fue analizar el comportamiento ycaracterísticas de las bombas que dan funcionamiento a dichossistemas, para poder tener una herramienta clara y precisaque nos permita determinar un fallo o un mal funcionamientode la bomba, de la misma manera tener unos parámetros deselección para poder hacer una adecuación correcta y obtenerel óptimo funcionamiento de nuestro sistema hidráulico.

En nuestra carrera como mecánico la bomba juega un papelimportante en el motor, lubricando los componentes de estepara que desempeñen un buen trabajo y evitar el desgaste deSus componentes.


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Bibliografía

Libro de hidráulica practica Vicente S. FuertesLibro de mecánica de los fluidos e hidrauliaca Robert L. MottLibro Mecánica de fluidos Merle C. PotterLibro de hidráulica B. NekrasovLibro de oleohidraulica


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Bombas Final

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