BOMBAS - CURSO BOMBAS 1.ppt

ADIESTRAMIENTO
BOMBAS CENTRIFUGAS
Bienvenidos

Objetivo General:
Proveer al participante conocimientos básico sobre
operación, construcción y mantenimiento de bombas
centrifugas, permitiéndole evaluar en forma integral el
equipo y su entorno, identificando mejoras en la gestión
de operación y mantenimiento.

CONTENIDO:
• BOMBAS CENTRIFUGAS Y SISTEMA DE BOMBEO
- Tema 1: Clasificación General
- Tema 2: Fundamentos Básicos
- Tema 3: Curvas Características Bomba y Sistema
- Tema 4: Operación de bombas (Serie y Paralelo)
- Tema 5: Operación fuera del diseño.
• DESCRIPCIÓN DE PARTES
- Tema 6: Elementos estacionarios y rotativos
- Tema 7: Materiales de construcción, según API 610
- Tema 8: Sistemas de Lubricación

CONTENIDO (Cont.…):
• MANTENIMIENTO
- Tema 9: Inspección de Rutina.
- Tema 10: Inspección de componentes.
- Tema 11: Reparación. Balanceo, Ensamblaje
- Tema 12: Instalación, Alineación y Puesta en Servicio
• PROBLEMAS EN BOMBAS CENTRIFUGAS
- Tema 13: Mecánicos e Hidráulicos
- Tema 14: Posibles soluciones

CONTENIDO (Cont.…):
• VIBRACIONES
- Tema 15: Fundamentos Básicos
- Tema 16: Análisis de Vibraciones. Casos típicos.
• NORMAS API
- Tema 17: Interpretaciones

Tema 1 Clasificación General
Maquinas de Fluidos
Térmicas
  Cte
Hidráulicas
 = Cte
Volumétricas
(Desplz. Positivo)
• Volumen del liquido es
igual al sólido que
desplaza
• Variación de volumen
Turbomaquinas
(Rotodinamicas)
• Cantidad de cambio
angular de movimiento
• Se rigen por ecuc. de
Euler

Las bombas centrifugas pueden clasificarse de acuerdo a la orientación
del rotor y configuración de soportes:
De acuerdo a la orientación del rotor, se clasifican en:
• Horizontales: Rotor en posición horizontal
• Verticales: Rotor en posición vertical
De acuerdo a configuración de los soportes:
• Cantilever o Voladizo
• Entre cojinetes
• Verticalmente suspendidas

Las bombas centrifugas, tanto horizontales como verticales, pueden tener
uno o mas etapas.
Las boquillas de succión y descarga pueden estar orientadas en tres planos
con respecto al rotor:
• Axial: “END”
• Vertical: “TOP”
• Horizontal: “SIDE”
En la nomenclatura de bombas centrifugas, primero se indica la posición de
la boquilla de succión y luego descarga. En tal sentido, cuando se habla de
una bomba “END – TOP”, indica que la succión esta en posicion axial y la
descarga en posición vertical.

Bomba Horizontal – Una Etapa – En Voladizo

Bomba Vertical Una Etapa
En Voladizo

Bomba Horizontal Una Etapa – Entre cojinetes

Bomba Horizontal Multietapas – Entre cojinetes

Bomba Multietapas
Verticalmente suspendida

Bomba Una Etapa
Verticalmente suspendida

Clasificación General de Bombas Centrifugas API 610, 9 Ed

Tema 2 Fundamentos Básicos
La presión se genera con la conversión de cabezal de velocidad en cabezal
estático, mediante el movimiento rotativo del impulsor(es) que transfiere
energía al fluido; en la forma de un incremento de la velocidad que se
convierte en presión, en la sección de difusión (voluta) del cuerpo de la
bomba.
Esto se demuestra con el triangulo de velocidades aplicado a un impulsor de
flujo radial. Componente “U”, distancia radial, “r”, por velocidad angular, “”.
El componente, “VT”, velocidad tangencial a los álabes y está relacionada a
la velocidad del líquido a medida que fluye por los álabes.
La velocidad a la entrada y salida se determina sumando los respectivos
vectores de “U” y “VT”. A la salida del impulsor se obtiene la mayor
velocidad. El incremento de “U” desde la entrada hasta la salida es
responsable por la ganancia en velocidad total, “V”.

TRIANGULO DE VELOCIDADES

Definición de Términos
- Cabezal, H.: Este termino es usado en lugar de presión o diferencial de
presión y generalmente se mide en pies o metros. Se define como el
incremento de la energía especifica del fluido entre la boquillas de succión y
descarga.
- Caudal, Q.: Se refiere al flujo volumétrico manejado por una bomba,
normalmente expresado en USGPM o m3/h. Se diferencian dos términos,
Caudal Normal, el cual se refiere al valor al cual usualmente opera el equipo
y Caudal Nominal (rated), el cual se refiere al caudal garantizado en un
punto de operación especifico.

- Gravedad Especifica, SG: Se define como el peso por unidad de volumen
de un fluido a una temperatura determinada. Normalmente esta referido al
valor del agua, siendo esta 1.00
- Potencia Hidráulica, Ph: Se define como la energía necesaria que debe
ser transferida al fluido para alcanzar el cabezal al caudal deseado.
Normalmente viene expresada en Hp o Kw.
- Potencia Mecánica, Pm: Se define como la energía total entregada por el
elemento accionador. La Pm es superior a la Ph ya que se deben vencer
todas las perdidas de la bomba (hidráulicas, mecánicas, fricción, etc).
3960
S.G
H
Q
HP




- Eficiencia, : Es una medida de cuan bien la bomba puede convertir la
energía (BHP) suministrada a ella por el elemento accionador en la energía
impartida al liquido.
- Cabezal de succión, hs: Existe cuando el nivel del reservorio de liquido esta
situado por encima de la línea central de la bomba. En una instalación
existente, hs será igual a la lectura del manómetro en la brida de succión
convertida a pies o metros de liquido y corregida a la línea de elevación
central de la bomba, mas el cabezal de velocidad en pies o metros de liquido
existente en el punto donde esta colocado el manómetro.
Cabezal de levantamiento: Existe cuando el nivel liquido en el reservorio
esta por debajo del centro de línea de la bomba o del ojo del impulsor. El
cabezal total de levantamiento es igual a la distancia del centro de línea del
ojo del impulsor por encima del nivel del liquido, mas las perdidas en la
tubería de entrada.

- Cabezal Total de Descarga, hd: Se define como la suma de:
1. Cabezal estático de descarga.
2. Todas las perdidas por fricción en la línea de descarga.
3. Presión en el reservorio de descarga.
4. Perdidas por expansión súbita (como en la caja de agua de un
condensador), entre otros.
En una instalación existente, hd, seria la lectura de presión manométrica en la
boquilla de descarga, en pies o metros de liquido, y corregida al centro de
línea de la bomba u ojo del impulsor más el cabezal de velocidad, en pies o
metros de liquido, en el punto de conexión del manómetro.
- Cabezal Total del Sistema, H: Se define como la diferencia entre el cabezal
total de descarga (hd) menos el cabezal total de succión (hs).
H = hd – hs (Cabezal de succión)
H = hd + hs (Cabezal de levantamiento)

Cabezal Total (H)

- Cabezal Neto de Succión Positiva, NPSH: Se define como el cabezal
total de succión, en pies o metros, del liquido bombeado menos la presión
de vapor absoluta a la misma temperatura. Es un medición de la energía
especifica en el fluido por encima de la energía especifica requerida para
mantener el fluido en una fase liquida.
Existen dos tipos de NPSH:
1. NPSH requerido, NPSHr: Es determinado por el Fabricante de la bomba
y depende de varios factores incluyendo, geometría del impulsor,
velocidad de giro, naturaleza del liquido, caudal, etc. Se grafica
en la curva característica de funcionamiento de una bomba.
2. NPSH disponible, NPSHd: Depende del arreglo del sistema de succión
de la bomba y debe ser mayor al requerido para evitar la formación de
burbujas en el ojo del impulsor.

En instalaciones existentes, el NPSHd puede ser obtenido leyendo la presión
manométrica en la brida de succión, corregida a la línea de centro del
impulsor, mas el cabezal de velocidad en el punto de conexión del manómetro
menos la presión de vapor del liquido a la temperatura de bombeo.
A objeto de evitar la cavitación, se debe garantizar un margen de al menos 1
mts entre el NPSHd y el NPSHr en el punto de diseño. Ciertos estándares o
normas recomiendan que este margen se mantenga desde el flujo mínimo
continuo estable hasta el 120% del BEP
El NPSHd pocas veces excede los 25 pies en un diseño práctico y
económico.

Relación Presión – Gravedad Especifica: En una bomba centrifuga, el cabezal
producido, en pies de liquido, depende de la velocidad del liquido al entrar al
ojo del impulsor como al salir de la periferia del impulsor; por lo tanto, es
independiente de la gravedad especifica del liquido. El cabezal de presión
producido, presión de descarga en libras/pulgada², será directamente
proporcional a la gravedad específica.

Relación Presion de Descarga y Cabezal

Tema 3
Curvas Características
Bomba y Sistema

Tema 3 Curva Característica Bomba y Sistema
GENERALIDADES
Para una velocidad de rotación dada, la bomba centrifuga es capaz de
manejar una capacidad de flujo desde cero, hasta un máximo que depende
del diseño, tamaño y condiciones de succión presentes. El cabezal total
desarrollado por la bomba, la potencia requerida para moverla y la eficiencia
resultante varían con la capacidad del flujo. La interrelación entre estas
variables se conoce comúnmente como curvas características de la bomba.
Ya que el cabezal producido por una bomba centrifuga es independiente de
la gravedad especifica, agua a temperatura normal, es el liquido que
universalmente se usa para establecer la curva característica de una bomba.
Las características hidráulicas de una bomba centrifuga permite un rango de
operación bastante amplio. Idealmente el punto de diseño y de operación
deben mantenerse cercanos al punto de mejor eficiencia (B.E.P)

DEFINICIÓN DE TÉRMINOS:
- Punto de Mejor Eficiencia, BEP: Caudal al cual la bomba alcanza su
máxima eficiencia.
- Flujo Mínimo Continuo Estable, mcsf: Mas bajo flujo al cual puede operar una
bomba centrifuga sin exceder los limites de vibración establecidos por las
Normas Internacionales.
- Flujo Mínimo Térmico Estable, mctf: Mas bajo flujo al cual puede operar una
bomba centrifuga sin que se observe un aumento en la temperatura del
fluido bombeado.
- Punto Normal de Operación: Punto en el cual se espera opere una bomba
en condiciones normales.
- Punto de Operación Nominal: Punto en el cual el fabricante de la bomba
certifica que el desempeño de la misma se encuentra dentro de las
tolerancias establecidas por las Normas Internacionales.

Curva Característica Bomba Centrifuga

LEYES DE AFINIDAD:
- Definición: Son relaciones matemáticas que permiten predecir el
comportamiento de una bomba centrifuga cuando se opera a una velocidad
diferente a la de diseño o se varia el diámetro del impulsor dentro de ciertos
limites, dependiendo de las características de diseño del mismo.
Estas relaciones proporcionan una precisión razonable cuando los cambios
de velocidad o diámetro están por debajo de un 20%.
1. Cambios en diámetro del impulsor, velocidad constante:
2
1
2
1
2
1
H
H
Q
Q
D
D

 3
2
3
1
2
1
D
D
BHP
BHP


LEYES DE AFINIDAD:
2. Cambios en velocidad, diámetro de impulsor constante:
2
1
2
1
2
1
H
H
Q
Q
N
N

 3
2
3
1
2
1
N
N
BHP
BHP

Es importante destacar que las relaciones antes indicadas, aplican solo
para bombas centrifugas de flujo radial.

VELOCIDAD ESPECIFICA, Ns:
Es un índice para diseño hidráulico, el cual relaciona caudal, cabezal total y
velocidad de giro en bombas con impulsores de similar geometría.
Matemáticamente se expresa:
4
/
3
H
USgpm
rpm
NS 

Curvas Velocidad Especifica

VELOCIDAD ESPECIFICA DE SUCCIÓN, Nss:
Es un índice para diseño hidráulico, que describe las características y
capacidades de succión del impulsor de primera etapa.
Consideraciones:
1. Se debe calcular para el máximo diámetro de impulsor en el BEP, para
el cual la bomba fue diseñada.
2. Si el impulsor es de doble succión, se considera la mitad del caudal.
3. En la practica se recomienda que el Nss sea menor a 11000.
Matemáticamente se expresa:
  4
/
3
r
SS
NPSH
USgpm
rpm
N 

CURVA DE UN SISTEMA:
La curva de un sistema de bombeo se obtiene graficando la suma del
cabezal estático total y las perdidas totales por fricción (tuberías, válvulas,
codos, etc) a diferentes valores de caudal.
La forma de la curva del sistema de bombeo es parabólica y la misma crece
o disminuye en la dirección vertical conforme aumenten o disminuyan las
perdidas totales.
Para determinar la capacidad de una o mas bombas en un sistema, se
sobreponen las curvas características de la o las bombas sobre la del
sistema, la intercepción indica el caudal a manejar.

Variación de la Capacidad con la Velocidad

Variación de Capacidad por Estrangulamiento

FACTORES QUE AFECTAN LA CURVA CARACTERÍSTICA DE LAS
BOMBAS CENTRIFUGAS
1. Propiedades del fluido manejado (Viscosidad)
Cuando la viscosidad aumenta, la eficiencia y la capacidad para generar
cabezal disminuyen. Este fenómeno se debe a que las mayores
pérdidas en una bomba centrifuga son ocasionadas por la fricción del
fluido dentro del cuerpo de la bomba.
2. Desgaste de los elementos internos (Impulsor, Anillos de Desgaste,
Voluta o Difusor, etc). Estos desgastes generan mayores recirculaciones
internas.

Efecto de la Viscosidad

Tema 4
Operación de Bombas (Serie y Paralelo)

Tema 4 Operación de Bombas (Serie y Paralelo)
Existen dos formas básicas de agrupar sistemas de bombeo en cualquier
instalación, en paralelo y en serie.
BOMBAS EN PARALELO:
Para operación en paralelo de dos o mas bombas, la curva característica
combinada se obtiene sumando horizontalmente los caudales de cada
bomba a un mismo valor de cabezal. Estos arreglos se utilizan para
alcanzar un amplio rango de requerimientos operacionales.
Consideración hidráulica para bombas dispuestas en paralelo:
- Curvas con incremento de cabezal, desde el punto de diseño a cero flujo
de al menos 10%.

Arreglo Bombas en Paralelo

Curva Característica de Bombas en Paralelo

BOMBAS EN SERIE:
Para construir la curva característica de un sistema de bombeo en serie, se
suman los cabezales para los diferentes caudales.
Arreglos de bombas en serie son usados cuando la curva del sistema esta
gobernada por pérdidas.

Arreglo Bombas en Serie

Curva Característica de Bombas en Serie

Tema 5
Operación Fuera del Diseño

Tema 5 Operación Fuera del Diseño.
Generalidades:
Las bombas centrifugas son diseñadas para operar dentro de ciertos
parámetros en los cuales los fabricantes garantizan una mayor confiabilidad
de componentes tales como cojinetes, sellos mecánicos, etc.; esto debido a
que los esfuerzos generados por efectos mecánicos e hidráulicos se
mantienen dentro de limites permisibles.
Operar fuera de los parámetros de diseño trae como consecuencia una
reducción considerable en la vida útil del equipo, lo cual se traduce en alta
rata de falla y altos costos de mantenimiento.

Idealmente, una bomba centrifuga debe operar en el punto de mejor
eficiencia (BEP) ya que es, en este punto, donde los esfuerzos radiales
sobre el impulsor son mínimos y por ende los niveles de vibración.
Conforme el punto de operación se aleje del BEP, derecha o izquierda, las
cargas radiales aumentan.
Los estándares o normas internacionales establecen regiones dentro de las
cuales se recomienda operar las bombas para evitar altas vibraciones.

Regiones de Operación de Bomba Centrifuga, API 610

Cargas Radiales
Vs. Caudal

La amplitud de la región permitida de operación es altamente influenciada
por el valor de la velocidad especifica de succión (Nss). Cuanto mayor es el
Nss, menor será la amplitud de dicha región.

Operación a altos flujos:
Hay dos situaciones que pueden conducir a una operación a altos flujos:
1. Cuando se especifican márgenes excesivos tanto en cabezal como en
capacidad.
2. Cuando se utilizan dos o mas bombas en paralelo y una de ellas se saca
fuera de servicio por que la demanda ha disminuido.
Al operar bombas a altos flujos se observan los siguientes efectos
adversos:
1. Sobrecarga del elemento motriz.
2. Recirculaciones internas que inducen altas vibraciones.

Operación a bajos flujos:
Esta situación se presenta cuando existe una reducción en la demanda
de proceso suplida por la bomba. Al operar las bombas centrifugas a
capacidades reducidas, se presentan los siguientes efectos adversos:
1. A un cierto flujo, por debajo del BEP, todas las bombas centrifugas están
sujetas a recirculación interna tanto en la succión como en la descarga
del impulsor. Esta recirculación puede causar oleaje hidráulico y daño
en el impulsor, similar al ocasionado por la cavitación clásica, así como
incremento en la temperatura del liquido bombeado, el cual pudiera
llegar a exceder el valor máximo permisible de la bomba (MAT)
2. Si la bomba posee una velocidad especifica alta, la curva de potencia
vs. caudal aumentará a medida que la capacidad decrece, ocasionando
sobrecarga del elemento motriz.

Operación a bajos flujos (Cont …):
3. Si el líquido bombeado contiene una cantidad apreciable de gases, la
bomba puede cavitar.

Tema 6
Elementos Estacionarios
y Rotativos

Tema 6 Elementos Estacionarios y Rotativos
CARCAZA:
La función principal de la carcaza es:
• Contener el liquido y el impulsor.
• Transformar la energía cinética (cabezal de velocidad) del fluido en
energía potencial (cabezal de presión).
Esta transformación se basa en el principio de conservación de la energía
(Leyes de Bernoulli), donde toda la cantidad de energía debe conservarse
(considerando que no existe perdidas o ganancias). Una disminución del
cabezal de velocidad representa un incremento del cabezal de presión.
La manera de reducir velocidad, es incrementar el área del pasaje de salida
del fluido.

Relación Cabezal de
Velocidad Vs. Cabezal de
Presion a través
de la bomba

Diseños de Carcazas:
1. Voluta: Existen dos diseños de carcaza, de simple y doble voluta. La
primera es utilizada en bombas de baja capacidad y energía. La
segunda es utilizada en bombas de media y alta capacidad y energía.
2. Difusores: Este es otro tipo de diseño, el cual es mucho mas efectivo
para balancear las cargas hidráulicas. Desde el punto de vista
constructivo el difusor es un disco dispuesto alrededor del impulsor el
cual esta compuestos de varios álabes, los cuales funcionan como
volutas en miniatura.

Carcaza – Voluta Simple Carcaza – Voluta Doble
Carcaza – Difusores

IMPULSOR:
Imparte energía cinética al liquido a través de la rotación.
Tipos de impulsores: Se clasifican de acuerdo a su geometría y tipo de
construcción.
De acuerdo a la geometría:
• Radiales
• Mixtos
• Axiales

De acuerdo al tipo de construcción (Aplican solo a mixtos y radiales):
• Abiertos
• Semiabiertos
• Cerrados
• Succión simple
• Doble succión
• Balanceados / No balanceados

Tipos de impulsores de acuerdo a su geometría

Tipos de impulsores de acuerdo a su construcción

ANILLOS DE DESGASTE
La bomba al producir presión genera un diferencial entre el lado de
descarga (mayor presión) y el de succión (menor presión) creando una
recirculación entre estos puntos.
Esta recirculación o fuga representa una disminución en la eficiencia y un
gasto de energía indeseable siendo necesario reducirla al máximo posible,
a través del uso de los anillos de desgaste.
Los anillos se instalan concéntricamente, uno en impulsor (rotativo) y el otro
en la carcaza (estacionario), dejando entre ellos una separación (holgura)
mínima para evitar el contacto.

ANILLOS DE DESGASTE (Cont.)
La holgura entre los anillos depende de varios factores, como temperatura
de operación, diámetro del anillo y material de construcción.
En su diseño, los anillos se especifican con un recubrimiento de un material
endurecido, en la zona de contacto, que evite el trabamiento y permita
menores holguras.

Arreglos típicos de anillos de desgaste

CARGA AXIAL
Las bombas centrifugas experimentan cargas axiales debido al diferencial
de presión entre succión y descarga que actúan sobre las caras del
impulsor.
Esta combinación de presiones actuando sobre el lado de succión del
impulsor, son menores que la presión de descarga que actúa sobre todo el
lado de descarga del impulsor, generando una fuerza neta de empuje axial.
Este diferencial de presión no existe en un impulsor de doble succión
debido a que su geometría o superficie es idéntica en ambos lados.

Carga Axial Desequilibrada

Carga Axial Balanceada

Configuraciones de Impulsores en Bombas Multietapas

COJINETES
Todos los equipos rotativos, incluyendo las bombas centrifugas, requieren
de cojinetes para soportar y posicionar axial y radialmente al rotor. Los
cojinetes deben mantener relativamente constante la posición del rotor bajo
cargas fluctuantes.
Los tipos mas comunes de cojinetes encontrados en las bombas centrifugas
son: Fricción y Antifricción. Estos cojinetes operan bajo diferentes
principios básicos, cuyo limite de funcionamiento esta determinado por la
relación carga – velocidad.

Selección por carga de
cojinetes

TIPOS DE COJINETES DE FRICCION
Cojinetes de Contacto:
• Requieren tener baja tasa de desgaste.
• Son construidos de polímeros, carbón, cerámicos, etc.
• Debido a su diseño, están limitados en velocidad y carga.
• Normalmente se fabrican en pequeñas dimensiones.
Cojinetes de Materiales Porosos:
• Fabricados en materiales porosos (metálicos).
• Desempeño limitado por cargas y velocidades

Cojinetes de contacto y
Materiales porosos

Cojinetes tipo Película de Aceite (De fricción):
• Utilizados en maquinas de ejes grandes y que giran a altas
velocidades.
• Requieren cantidades generosas de aceite en forma continua.
• La rotación del eje produce un efecto hidrodinámico.
Existen dos tipos básicos de cojinetes de deslizamiento:
Hidrostáticos: Son aquellos en que la presión de la película del fluido es
generada externamente (por un sistema auxiliar).
Hidrodinámicos: Son aquellos en que la presión de la película del fluido se
auto genera por el movimiento relativo de las superficies, mientras están
separadas por un fluido viscoso.

Efecto Hidrodinámico en Cojinete de Deslizamiento

Cojinetes de Película de Aceite

Materiales de Cojinetes tipo película de aceite: Se utilizan materiales
blandos, tales como plomo, estaño, cobre, aluminio, etc. los cuales
normalmente se mezclan para obtener mejores propiedades mecánicas. El
espesor del material blando es 0.5 a 3 mm sobre una base de acero.
Se recomienda que la relación entre la dureza del material de la superficie
del cojinete y la del eje sea de 3 a 5.
Dependiendo de la combinación de materiales, las temperaturas máximas
de operación están entre los 100 y 120 ºC
Formas Geométricas comunes:
• Cilíndricos.
• Elípticos.
• Zapatas pivotantes (Tilting Pad).

Los cojinetes tipo cilíndricos y elípticos son fabricados en dos rangos de
espesor de pared:
• Gruesa: 10% del diámetro interno del cojinete.
• Delgada: 3% del diámetro interno del cojinete.
Cojinetes Axiales tipo película de aceite:
Existen dos diseños básicos:
• COJINETES TIPO DISCO: Están formados por un disco plano con
ranuras radiales que permiten la circulación del aceite. Son
utilizados en aplicaciones de baja carga y alta velocidad.
• ZAPATAS PIVOTANTES: Están formados por zapatas
independientes que se apoyan en pivotes. Son utilizados en
aplicaciones de altas cargas y altas velocidades.

Cojinete Antifricción o Rodamiento: Están conformados por un conjunto de
bolas o rodillos que mantienen separadas las partes estáticas y dinámicas.
Podemos identificar cuatro partes básicas:
• Anillo o pista interno.
• Anillo o pista externo.
• Elementos rodantes (Cilíndricos, esféricos, cónicos, etc)
• Jaula.
Este es el tipo mas común de cojinete encontrado en la mayoría de las
aplicaciones debido a su gran capacidad de cargas versus velocidad.

Cojinete Antifricción

Debido al contacto que existe entre elementos rodantes, anillos y jaula es
necesario disponer de un lubricante, el tipo dependerá básicamente de la
velocidad de giro.
Los rodamientos vienen diseñados para cargas radiales, axiales o
combinación. Por ejemplo, los rodamiento de bolas están diseñados para
cargas radiales y pequeñas cargas axiales.
Cuando las cargas axiales aumentan, hasta ciertos limites, se usan
rodamientos de bolas de contacto angular, solos o dispuestos en parejas.
Para cargas axiales mayores, se usan rodamiento de rodillos ya que la zona
de contacto entre el elemento rodante y las pistas es mucho mayor que el
de una bola, manteniendo los esfuerzos dentro de valores permisibles.

Rodamientos de Bolas.

Rodamiento de Rodillos

Selección de cojinetes
según API 610

CAJAS DE COJINETES
Componente dentro del cual se alojan los cojinetes. Tienen diversas formas
y diseños las cuales dependen de las características y requerimientos de
los cojinetes.
Las cajas de cojinetes están diseñadas para soportar de manera eficiente y
segura las cargas de los elementos rotativos.

ACOPLES
Elemento de maquina que conecta dos ejes con el propósito de transmitir
torque. Algunos permiten cierta desalineación entre los ejes.
El acople (flexible) está compuesto por cuatro elementos básicos:
• Masa (Hub): Parte fija al eje.
• Elemento flexible: Parte flexible del acople, permite desalineación.
• Espaciador: Eje hueco que se conecta a los elementos flexibles.
• Tornillos: Elementos utilizados para ensamblaje del acople.
Su instalación debe realizarse según recomendación del fabricante a fin de
prologar su ciclo de vida.

ACOPLES
Tipos de Acoples: Rígidos y flexibles.
Acoples rígidos son elementos que no absorben ningún grado de
desalineación. Usados donde el eje a mover no tiene soporte, por lo que el
equipo motriz debe soportarlo. Requieren alineación precisa.

Acoples rígidos

ACOPLES
Acoples flexibles son elementos que si absorben cierto grado de
desalineación. Son los más utilizados en la Industria.
Tipos comunes de acoples flexibles:
• Engranaje.
• Membranas Flexibles.
• Disco Contorneado.
• Elastoméricos.

ACOPLES
Acoples de engranaje: La flexión es absorbida por la acción de
deslizamiento entre los dientes de la masa y de campana. La cantidad de
desalineación que estos acoples pueden absorber está determinada por el
juego tangencial entre los dientes.

Su selección está determinada por la velocidad y potencia máxima a
transmitir, junto con la máxima desalineación permitida.
La velocidad y potencia determinan los máximos y mínimos diámetros,
mientras que la capacidad de desalineación puede ser ajustada con la
longitud del espaciador.
El máximo torque a transmitir está determinado por los esfuerzos en los
dientes. Acoples con mayor diámetro pueden transmitir mayores torques.
Debido a que los dientes de estos acoples están sujetos a altas cargas, es
esencial que estén lubricados, que exista una buena alineación y poco
juego axial. El 75% de los problemas en estos acoples se debe a una
lubricación deficiente. Es posible detectar tempranamente los daños a
través del monitoreo de las vibraciones.

Aplicación y Limitantes de
Acoples de Engranajes

Tipos de lubricación en acoplamientos de engranajes

Acoples de Membranas: Contiene paquetes de membranas de material
flexible los cuales, por medio de tornillos alternados, unen las masas y
espaciador. Uso limitado a maquinas de baja a media velocidad. Ciclo de
vida de los discos o láminas relacionado directamente con el grado de
desalineación durante operación de la maquina.

Acoples de Disco Contorneado: Torque transmitido por un elemento
delgado y flexible, de alta resistencia, el cual va directamente soldado en
cada extremo del espaciador. Exteriormente el elemento flexible se acopla
a las masas a través de una especie de unión bridada.

La desalineación entre ejes es soportada por la deflexión de los elementos
flexibles. Una fuerte desalineación producirá una falla prematura por fatiga
de los elementos flexibles debido a la concentración de esfuerzos
Durante operación, la flexión de los elementos generan calor que se
incrementa con el diámetro. Pueden requerir de enfriamiento para evitar la
fatiga prematura (Aceite)
Utilizados normalmente para aplicaciones de alta velocidad.

Acoples Elastoméricos: El torque es transmitido por elementos
elastoméricos fabricados en goma natural o sintética que soportan cargas a
corte y compresión. La selección dependerá del torque, flexibilidad
torsional, amortiguación y de la desalineación permitida entre los ejes.
Los tres elementos básicos de ensamble son: Dos masas y un elemento
flexible que las conecta.

Su selección aplica donde la velocidad torsional crítica o esfuerzos cíclicos
torsionales necesitan ser reducidos. La capacidad de transmisión de torque
es proporcional al diámetro del acople y a la fuerzas centrifugas, lo cual
limita la velocidad.
Modos de Fallas:
Una correcta operación y ensamble garantizan un máximo de vida y mínimo
mantenimiento. Se recomienda inspección de los elementos elastoméricos
cada 5000 a 10000 h. Los siguientes modos de fallas son comunes:
• Abrasión.
• Corte.
• Deformación.
• Deterioro de las gomas.
• Cambio de dureza de la goma.

Tema 7
Materiales de Construcción

Tema 7 Materiales de Construcción
Existe una gran variedad de materiales para construcción de bombas
centrifugas, su selección depende de las propiedades físico – químicas
(temperaturas, erosividad, corrosividad, etc) del fluido que será manejado.
En servicios corrosivos es común observar bombas cuyos internos (carcaza
e impulsor) están recubiertos de materiales no metálicos (polímeros,
cerámicos) los cuales presentan mejores propiedades mecánicas al ataque
por corrosión.
En servicios erosivos, se aplican tratamientos térmicos al material base
para lograr mayor dureza (50 a 60 RC). Otro método de endurecimiento
consiste en la aplicación de revestimientos con materiales especiales.

Tema 7 Materiales de Construcción

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