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En un banco de pruebas, una unidad de potencia de 24 gpm sostenía un cilindro a 2000 psi. El cilindro no se movía, pero la temperatura del aceite aumentó 18°F en 20 minutos porque la válvula de alivio pasaba la mayor parte del flujo. Una bomba hidráulica de desplazamiento variable configurada correctamente habría reducido el desplazamiento a los 8 gpm que necesitaba el circuito, cortando tanto el flujo de derivación como el calor.
Ese ejemplo da la regla práctica: una bomba de desplazamiento variable no es automáticamente eficiente. Ahorra energía sólo cuando su modo de control, configuración de presión y ciclo de trabajo coinciden con la máquina.
Contenido
- 1 Cómo cambia el flujo una bomba hidráulica de desplazamiento variable
- 2 Fijo versus variable: de dónde viene el calor
- 3 Haga coincidir el control con el ciclo de trabajo
- 4 Verificaciones de selección antes de comprar
- 5 Instalación, puesta en marcha y mantenimiento
- 6 Costo, recuperación de la inversión y errores comunes
Cómo cambia el flujo una bomba hidráulica de desplazamiento variable
El desplazamiento es el volumen de aceite movido por revolución. El flujo es el desplazamiento multiplicado por la velocidad del eje, ajustado para la eficiencia volumétrica. Una bomba fija tiene un desplazamiento determinado. Una bomba variable cambia el desplazamiento mientras está en funcionamiento: una bomba de paletas mueve su anillo de leva para cambiar la excentricidad, mientras que una bomba de pistones axiales cambia el ángulo del plato cíclico.
La presión de salida proviene de la resistencia al flujo, no solo de la bomba. La válvula de alivio aún protege el circuito. El control variable decide cuánto flujo envía la bomba como cambio de presión y demanda. Es por eso que una bomba puede generar presión máxima y aún así sobrecalentarse: puede estar en su desplazamiento máximo cuando la máquina solo necesita mantener el flujo.
Fijo versus variable: de dónde viene el calor
Con un desplazamiento fijo, el exceso de flujo debe ir a alguna parte. En un circuito de retención, cruza la válvula de alivio y convierte la energía de la presión en calor. Una bomba variable puede reducir el desplazamiento para satisfacer la demanda, de modo que menos petróleo cruce el relieve. El beneficio es mayor cuando la máquina sostiene, sujeta o espera entre movimientos.
| Consideración | Bomba de desplazamiento fijo | Bomba de caudal variable |
|---|---|---|
| Desplazamiento | Establecido por la geometría de la bomba | Ajustado por anillo de leva o plato cíclico |
| Fluir a una velocidad determinada | Casi constante | Varía con el control y la demanda. |
| Calor durante esperas prolongadas | Alto si el flujo pasa por alto el alivio | Baje cuando la bomba destruya |
| Costo inicial | Generalmente más bajo | Mayor, especialmente con control electrónico. |
| Sensibilidad a la contaminación | Más indulgente | Los orificios de control y las piezas de los servos necesitan líquido limpio. |
| Mejor ajuste | Flujo constante, circuitos simples. | Cargas de servicio variable, retención y multifunción. |
En el ejemplo inicial, 16 gpm cruzando un relieve a 2000 psi equivalen aproximadamente a 18,7 caballos de fuerza hidráulica, o aproximadamente 14 kW, para toda la longitud de la bodega. Una bomba que ajusta a 8 gpm elimina gran parte de ese calor de derivación. El ahorro se manifiesta en una menor temperatura del aceite, una menor demanda de refrigeración y una menor potencia del motor.
Haga coincidir el control con el ciclo de trabajo
El cuerpo de la bomba es sólo la mitad de la selección. El control decide cuándo la bomba arranca o apaga, y la misma bomba puede comportarse de manera diferente con dos opciones de control.
- Compensación de presión: reduce el desplazamiento después de una presión establecida; Se adapta a sujetar y sujetar. Establezca una banda muerta sensata o cazará.
- Detección de carga: mantiene un margen de presión por encima de la carga más alta; común en máquinas móviles multifunción. Las líneas largas o el aire pueden hacerlo lento.
- Control de flujo: mantiene un flujo establecido dentro de límites; útil para una velocidad estable del actuador, pero aún puede crear un exceso de presión si el circuito no se descarga.
- Limitación de potencia o par: reduce el desplazamiento a medida que aumenta la presión para proteger el motor primario; valioso en motores con par limitado o en motores eléctricos.
- Control electrónico: asigna el desplazamiento a un controlador para repetibilidad y diagnóstico; Agrega sensores, calibración y otro modo de falla.
A menudo se confunden dos escenarios. El compensador de la bomba es un control de funcionamiento normal; la válvula de alivio es un límite de seguridad. Si el compensador está por encima del alivio, el alivio pasa aceite y calienta el sistema. Si está demasiado por debajo del requisito de carga, la máquina se detiene o se mueve lentamente.
Verificaciones de selección antes de comprar
Comience con un ciclo de trabajo, no con una página de catálogo. Enumere cada función, el flujo requerido, la presión, el tiempo de espera y qué funciones se mueven juntas. Luego verifique la velocidad del eje, la viscosidad del fluido, la temperatura y el nivel de contaminación. Una bomba seleccionada sólo con presión y flujo máximos puede sobredimensionarse para el trabajo que realiza la mayor parte del día.
Para equipos móviles, pregunte si el operador necesita funciones simultáneas o una sujeción precisa. La detección de carga generalmente se adapta a una pila de válvulas multifunción. La compensación de presión se adapta a una abrazadera o a un circuito de sujeción único. Para una unidad de energía industrial de velocidad fija, una bomba con presión compensada a menudo brinda la mayor parte del beneficio sin complejidad electrónica.
Nuestra gama de bombas de paletas de desplazamiento variable está dirigida a circuitos de presión media que necesitan una fuente de flujo variable útil.
Bombas de paletas de desplazamiento variable serie VPV Bombas de paletas de caudal variable para circuitos de media presión, con regulación de presión y caudal, funcionamiento silencioso y caudales nominales de 12 a 40 L/min. Ver producto → Para una presión más alta y una mayor densidad de potencia, una bomba variable de pistones axiales suele ser la mejor opción mecánica.
Bomba variable de pistón axial serie A10VSO 31 Bomba de pistones variables axiales para circuitos abiertos industriales, con presión continua hasta 28 MPa y múltiples formas de control para maquinaria exigente. Ver producto → La elección debe depender de la presión, la velocidad, la limpieza del fluido y el costo del tiempo de inactividad, no de una preferencia genérica por un tipo de bomba. En la maquinaria de construcción, las bombas variables ganan su lugar cuando una máquina alterna entre desplazamiento, elevación y retención. Una bomba que sigue la carga y la demanda del operador puede reducir el uso de calor y combustible, pero solo cuando el bloque de válvulas, el paquete de enfriamiento y las configuraciones de control están integrados. Nuestro maquinaria de construcción La página muestra dónde se utilizan estos circuitos.
Instalación, puesta en marcha y mantenimiento
La mayoría de los problemas variables de las bombas aparecen como inestabilidad, respuesta lenta o calor. Primero verifique las causas simples: entrada restringida, fuga de aire, viscosidad incorrecta, filtro obstruido y drenaje de la caja bloqueado. Los controles utilizan orificios pequeños, por lo que el aceite sucio puede hacer que la bomba se atasque a pleno desplazamiento.
- Enjuague y verifique la filtración; Confirme la succión hermética.
- Establezca primero el alivio, luego el compensador o el margen de detección de carga; Verifique el modo de espera y la presión máxima con un manómetro calibrado.
- Verifique la respuesta a temperatura normal del aceite, no con aceite frío.
- Registre la configuración y el tipo de control para el próximo técnico.
- Supervise el flujo y la temperatura del drenaje de la caja después de la reparación.
Una bomba sobredimensionada seguirá desperdiciando energía si el control la mantiene a un alto desplazamiento. Una bomba de tamaño insuficiente funciona con el desplazamiento máximo y es posible que no alcance la velocidad del actuador. La selección y la puesta en servicio van de la mano.
Costo, recuperación de la inversión y errores comunes
Una bomba variable suele costar más que una bomba fija de tamaño similar, y la diferencia aumenta con la detección de carga, el control electrónico, la filtración adicional o un refrigerador más grande. La recuperación de la inversión proviene de una potencia de derivación reducida, una temperatura del aceite más baja, una vida útil más larga del fluido y una menor demanda del motor primario. Utilice el ciclo de trabajo real, no una condición máxima.
Los errores comunes son predecibles. Los compradores comparan sólo la presión y el flujo máximos y luego descubren que la bomba pasa la mayor parte del día con baja demanda. Los técnicos colocan el compensador encima del relieve, de modo que el relieve se convierte en el control de flujo. Los equipos de mantenimiento utilizan el grado de filtro incorrecto y culpan a la bomba cuando se tapa un orificio de control.
Una especificación sensata establece el tipo de control, los ajustes de presión, el flujo de reserva, el objetivo de limpieza, el drenaje de caja permitido y el ciclo de trabajo esperado. Esto es más útil que una curva de bombeo por sí sola.
Una bomba hidráulica de desplazamiento variable gana su costo cuando reduce el flujo durante la espera, el funcionamiento o la operación de baja demanda. No reparará un circuito de tamaño insuficiente, contaminado o configurado con la válvula de alivio realizando el trabajo de control. Comience con el ciclo de trabajo, haga coincidir el control y ponga en marcha la presión y el flujo con manómetros. Esa secuencia genera el menor uso de calor y energía que hizo que valiera la pena considerar la bomba variable.
