Parámetros principales y problemas comunes de la bomba hidráulica.

2025.03.14

Parámetros principales y problemas comunes de la bomba hidráulica.

1.6.5 Fenómeno del petróleo atrapado y medidas de descarga

(1) El proceso de funcionamiento de la bomba hidráulica de desplazamiento positivo se divide generalmente en tres etapas: primero, el líquido se aspira mediante el vacío generado al aumentar el volumen de la cámara de succión de aceite (etapa de succión de aceite); luego, el líquido se descarga al sistema al disminuir el volumen de la cámara de descarga de aceite (etapa de descarga de aceite). Este análisis se centra principalmente en el fenómeno del aceite atrapado y sus medidas de descarga.

Según el principio básico de funcionamiento de la bomba hidráulica, cuando esta se encuentra en la etapa intermedia, su cavidad de trabajo se encuentra en el área de sellado de transición entre las cavidades de succión y descarga de aceite, lo que atrapa parte del aceite en el área de sellado y forma el volumen de aceite atrapado. Con la rotación de la bomba hidráulica, el movimiento del exprimidor provocará cambios periódicos en el volumen de aceite atrapado: cuando el volumen de aceite atrapado disminuye, la presión del aceite aumenta, causando una carga periódica adicional en el rodamiento y otros componentes de la bomba, lo que resulta en impactos y ruidos, lo que resulta en el calentamiento del aceite; cuando el volumen de aceite atrapado aumenta, la presión disminuye (vacío local) debido a la falta de suplemento de aceite, lo que puede producir cavitación y cavitación. Este es el fenómeno del aceite atrapado. El aceite atrapado es un fenómeno perjudicial, reducirá la eficiencia de la bomba hidráulica y acortará su vida útil, por lo que debemos intentar eliminarlo.

Para eliminar el fenómeno del aceite atrapado, se deben implementar las medidas de descarga necesarias en la estructura. El principio consiste en adaptar al máximo la presión del volumen de aceite atrapado a la presión cuando se conectan las cavidades de succión y descarga de aceite, garantizando así la eficiencia volumétrica.

(2) Medidas de descarga Debido a que la cavidad de trabajo de la bomba hidráulica está entre las cavidades de succión y descarga cuando está en la etapa intermedia, hay tres situaciones posibles: cobertura negativa, cobertura cero y cobertura positiva.

① La cubierta negativa, también conocida como apertura positiva, significa que cuando la cavidad de trabajo se encuentra entre las cavidades de succión y descarga de aceite, se comunica con ellas. En este caso, la cámara de trabajo no produce aceite atrapado, pero sí una fuga interna importante, lo que reduce la eficiencia volumétrica. Por lo tanto, generalmente no se utiliza la cubierta negativa.

② La tapa cero, también conocida como apertura cero, se refiere a la situación en la que, cuando la cavidad de trabajo se encuentra entre las cavidades de succión y descarga de aceite, esta queda sellada y ambas cavidades están completamente separadas. En este caso, la presión del aceite en la cámara de trabajo aumenta gradualmente desde la presión de succión hasta la presión de descarga, o disminuye gradualmente desde la presión de descarga hasta la presión de succión, lo que provoca choques de presión y ruido, fenómeno conocido como aceite atrapado.

③ La cobertura positiva, también conocida como apertura negativa, se refiere a la situación en la que la cavidad de trabajo permanece sellada durante un tiempo, lo que inevitablemente produce un fenómeno de atrapamiento de aceite. Sin embargo, si se utiliza adecuadamente este fenómeno, se puede eliminar el fenómeno de presión escalonada. Por lo tanto, este tipo de estructura de cobertura positiva y las medidas de descarga basadas en ella se utilizan comúnmente en bombas hidráulicas, y la estructura específica varía según el tipo de bomba.

Por ejemplo, la bomba de engranajes se encuentra en la parte delantera y trasera de la bomba, la tapa del extremo de la superficie interior de la ranura de descarga corresponde al área de aceite atrapado, mientras que la bomba de pistones axiales se encuentra en la placa de la válvula con ranura triangular u orificio de aceite.

1.6.6 pulsación de flujo

Según la cinemática de las bombas hidráulicas, el caudal instantáneo de la mayoría de las bombas no es constante en teoría (excepto las bombas de tornillo), y existe pulsación de caudal. Esta pulsación tiene un impacto directo en el rendimiento y la vida útil de los componentes y sistemas hidráulicos. Cuanto mayor sea la amplitud de fluctuación del caudal instantáneo, peor será la estabilidad de movimiento del actuador hidráulico. En sistemas de suministro de aceite con múltiples bombas, la sincronización de la pulsación puede aumentar la amplitud y empeorar el rendimiento. La pulsación de caudal instantáneo también causará pulsación de presión, lo que provocará daños por fatiga en el eje de transmisión, el cojinete, la tubería, la junta y el sello de la bomba hidráulica y el motor. Además, cuando la frecuencia de pulsación del caudal instantáneo es cercana o consistente con la frecuencia natural de la válvula de alivio, también puede producirse el fenómeno de resonancia de la válvula.

La pulsación del flujo generalmente se evalúa mediante el coeficiente de no uniformidad del flujo, es decir

(1-16)

Donde (qinst) max - el flujo instantáneo teórico máximo de la bomba hidráulica;

(qinst) min - el flujo instantáneo teórico mínimo de la bomba hidráulica.

Cuanto menor sea el coeficiente de no uniformidad del flujo δ, menor será la pulsación del flujo o mejor será la calidad teórica del flujo instantáneo.

La frecuencia de pulsación del flujo está relacionada con parámetros estructurales como la velocidad de la bomba y el número de exprimidores (como el número de dientes de engranaje de la bomba de engranajes, el número de álabes de la bomba de paletas, el número de émbolos de la bomba de émbolo, etc.). Diferentes tipos de bombas, o bombas del mismo tipo y de diferentes tamaños geométricos, presentan pulsaciones de flujo diferentes.

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