¿Cómo funciona una bomba de engranajes?

Una bomba de engranajes utiliza ruedas dentadas engranadas — denominadas engranajes — para bombear el fluido.

Diseño de una bomba de engranajes

La carcasa de la bomba contiene los cojinetes de deslizamiento.

Estos incluyen ranuras para facilitar la lubricación de las piezas giratorias y evacuar las pérdidas en la zona de aspiración. Los ejes de los engranajes se colocan en los cojinetes. Las juntas garantizan el hermetismo de los conductos de aspiración y presión. Las tapas delantera y trasera están atornilladas a la carcasa. La junta del eje y las juntas tóricas son necesarias para evitar que el líquido se escape de la bomba.

¿Cómo funciona una bomba de engranajes externa?

En el momento en que los flancos de los dientes desengranan, se genera un volumen adicional. En el momento en que los flancos de los dientes engranan, este volumen se reduce.

Las ruedas dentadas están colocadas en la cámara hermética de la bomba. La zona donde se produce el desengranaje de los dientes de las ruedas se conecta al lado de la aspiración. La zona donde se produce el engranaje de los dientes de las ruedas se conecta al lado de la presión.

Una de las ruedas dentadas es la rueda dentada transmisora y está unida al motor. La otra rueda dentada es la rueda conducida. Cuando los dientes desengranan, el volumen de la cámara aumenta y la presión en esta cámara es inferior a la presión atmosférica. El líquido del depósito fluye hacia la bomba y llena el espacio entre los dientes y la carcasa.

Al girar las ruedas dentadas, el líquido se desplaza por el perímetro hasta la zona de presión, donde los dientes vuelven a engranar. En este momento, el volumen de la cámara disminuye y el líquido se desplaza hacia el canal de presión de la bomba.

Es importante saber que el líquido en una bomba de engranajes no fluye a través de la zona donde se engranan los dientes. No puede filtrarse a través de esa zona porque la holgura en el engranado de los dientes es muy pequeña. El líquido se mueve por el perímetro dentro de las cavidades que genera el espacio existente entre los dientes de las ruedas.

Bomba de engranajes con dentado interior

El engranaje puede ser no solo de dentado exterior, sino también de dentado interior. Por lo tanto, es posible crear una bomba de engranajes que utilice ruedas dentadas engranadas con dentado interior.

El punto donde se produce el desengranaje de los dientes de las ruedas se conecta al lado de la aspiración; el punto donde se produce el engranaje de los dientes de las ruedas se conecta al lado de la presión. En estas concretas circunstancias, la bomba todavía no funcionaría ya que las líneas de aspiración y presión no están separadas. Es necesario añadir un separador en forma de media luna para que la bomba pueda operar.

Cuando los dientes desengranan, el líquido llena el espacio entre los dientes y la carcasa. Con el movimiento de rotación de la rueda dentada, el fluido llegará a la zona donde se produce el engranaje de los dientes, desde donde se desplaza hacia el canal de presión de la bomba.

Las bombas de engranajes con dentado interior funcionan con mayor fluidez que aquellas con dentado exterior, pero también son más caras debido a la mayor complejidad de su fabricación.

Veamos algunos posibles fallos de las bombas de engranajes:

• Desgaste de los cojinetes. Los engranajes son más resistentes que los cojinetes, por lo que estos se desgastan más rápidamente con el funcionamiento. Debido al desgaste de los cojinetes, pueden aumentar las fugas en el interior de la carcasa.
• Desgaste de la tapa. El aceite se filtrará a través de una tapa dañada.

• En caso de daño en las juntas, el fluido puede pasar del lado de presión al de aspiración, reduciendo la presión de funcionamiento y el caudal.

Las bombas de engranajes se utilizan para suministrar el fluido con que operan los sistemas hidráulicos de prensas y máquinas herramienta; y de la maquinaria de construcción y agrícola, tal como tractores, buldóceres y excavadoras.