Los sistemas hidráulicos se utilizan para impulsar maquinaria de construcción, como máquinas de movimiento de tierras, así como maquinaria industrial, maquinaria agrícola e incluso sistemas marinos. Dos elementos importantes de la estructura de estos sistemas son las bombas y los motores hidráulicos.
Aunque son similares y operan en el mismo circuito, realizan funciones completamente diferentes. Conocer la diferencia entre un motor hidráulico y una bomba hidráulica ayuda a ingenieros, técnicos o compradores a tomar decisiones eficientes, seguras y de rendimiento a largo plazo.
Para establecer un punto comparativo entre ambos, es mejor establecer cómo cada aspecto contribuye a todo el proceso hidráulico.
Una bomba hidráulica convierte la energía mecánica en energía hidráulica. Convierte la potencia rotacional proporcionada por un motor primario, por ejemplo, un motor eléctrico o de combustión interna, en energía de flujo de fluido. Este flujo genera presión solo cuando se presenta resistencia en el sistema.
En pocas palabras, la bomba no transporta cargas, sino fluido. La presión generada es producto de la resistencia aplicada al sistema, no a la bomba.
Una bomba realiza el proceso inverso de un motor hidráulico. Transforma la energía hidráulica en energía mecánica y genera par y energía rotacional. Al introducir el fluido hidráulico en el motor, este fuerza las piezas internas para que el eje gire y funcione.
Los motores hidráulicos no son aplicables cuando se requiere controlar un movimiento motorizado de alta potencia, como girar un transportador, accionar un cabrestante o accionar un sistema de ruedas o de orugas.
Aunque ambas partes funcionan con fluido hidráulico y pueden tener diseños similares, tienen funciones muy diferentes y tienen características de rendimiento diferentes.
La diferencia más básica radica en el tamaño en la dirección de la conversión de energía. Un motor hidráulico convierte el flujo de fluido en potencia mecánica, mientras que un motor hidráulico convierte la potencia mecánica en flujo de fluido, como ocurre con una bomba y un motor hidráulico.
Una bomba inicia la acción del sistema y un motor actúa en respuesta a esta acción realizando trabajo útil.
Las bombas se ajustan para que el caudal sea constante. Los motores se optimizan para controlar el par y la velocidad. Esto permite su aplicación en aplicaciones donde la resistencia de carga no es predecible, pero se requiere un movimiento suave.
Las bombas y los motores pueden presentarse similares externamente, pero los diseños internos también pueden ser diferentes dependiendo de sus funciones.
Los motores hidráulicos se fabrican con cojinetes de alta articulación y soportes de eje para resistir fuerzas de carga constantes. El fluido circula por las bombas, que apenas se oponen al par de carga; por lo tanto, las bombas tienen una menor carga mecánica interna. Esta disparidad influye en la durabilidad, la vida útil y las necesidades de mantenimiento.
Las fugas internas son normales tanto en bombas como en motores, aunque estos últimos están diseñados para que no afecten la fuerza del par. Sin embargo, se utilizan holguras internas ajustadas en las bombas para garantizar la eficiencia volumétrica.
Esta es una de las razones por las que es probable que una bomba se utilice como motor sin tener en cuenta el diseño adecuado o, en consecuencia, se vuelva ineficaz con pérdida de rendimiento o falla.
Algunas bombas hidráulicas pueden utilizarse como motores, especialmente las de engranajes. Pueden girar y generar una salida mecánica, siempre que el fluido presurizado pase a través de ellas. Sin embargo, esto no implica que sean sustitutos adecuados.
Los motores tipo bomba tienden a ser bastante ineficaces, generan calor y son propensos a dañar los rodamientos. El par de salida continuo y las cargas laterales sobre el eje no están diseñados para soportarlos. Un motor hidráulico diseñado específicamente es más seguro, eficiente y fiable en la mayoría de las aplicaciones industriales y móviles.
El conocimiento sobre las diferencias de rendimiento es útil para explicar qué componente aplicar en determinadas situaciones.
Los motores hidráulicos suelen ser más lentos, pero tienen un par mucho mayor que los sistemas de bombeo. Esto les permite funcionar bien en ciclos de trabajo elevados, donde la velocidad no es tan importante como el movimiento controlado.
La velocidad de un sistema se ve afectada indirectamente por las bombas hidráulicas, que gestionan el flujo, y se transforma en velocidad de rotación con la ayuda de los motores.
Los motores hidráulicos también son superiores en tareas que requieren una regulación precisa de la velocidad bajo cargas de tamaño variable. Mantienen un movimiento constante con resistencia variable, lo que los hace fundamentales en mecanismos de tracción, accionamiento y posicionamiento.
No se trata de elegir entre uno u otro, sino de elegir. Sin embargo, permite comprender sus especificaciones para diseñar el sistema adecuado.
Las bombas hidráulicas se encuentran dondequiera que se deba generar energía hidráulica, incluidos:
Generalmente se instalan cerca de la fuente de energía y funcionan continuamente durante el funcionamiento.
Al seleccionar un motor hidráulico, los ingenieros consideran el par de salida, el rango de velocidad, la presión nominal y la eficiencia. En el caso de las bombas, el caudal, la capacidad de presión y la compatibilidad con la máquina motriz son factores aún más cruciales.
Una correcta combinación de estos parámetros evitará pérdidas de energía e inestabilidad del sistema.
Un sistema hidráulico es más adecuado cuando las bombas, motores, válvulas y actuadores están diseñados como una unidad. Tanto el sobredimensionamiento como el subdimensionamiento de los componentes provocarían sobrecalentamiento, ruido y desgaste prematuro.
Las fuerzas de carga constantes sobre cojinetes y sellos tienden a desgastar los motores hidráulicos. La contaminación y la cavitación son más propensas a dañar las superficies internas de las bombas, y esto puede ocurrir muy rápidamente. Es importante realizar revisiones rutinarias de fluidos y filtración en ambos casos.
El par motor disminuye y, en ocasiones, los motores requieren reparación o reconstrucción. A medida que disminuye el caudal o aumenta el nivel de ruido, normalmente se reemplaza la bomba. Conocer estas señales permite minimizar el tiempo de inactividad y el mantenimiento.
Los motores y las bombas hidráulicas pueden utilizarse en el mismo sistema; sin embargo, se emplean en actividades totalmente diferentes. Las bombas generan flujo y facilitan la presión, y los motores convierten esa presión en movimiento mecánico regulado.
Comprender cómo funcionan y adónde van puede contribuir a un diseño eficaz, una operación válida y el correcto funcionamiento del sistema a largo plazo. No se trata solo de una selección técnica del motor o la bomba hidráulica adecuados; es una inversión esencial en rendimiento y fiabilidad.
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