Los equipos de mantenimiento de las plantas de moldeo por inyección especifican las bombas de engranajes compactas de la serie VG para la modernización de bombas de aceite servoaccionadas con ahorro de energía.

Cuando la modernización de una planta de moldeo por inyección requiere reemplazar una bomba de paletas de desplazamiento fijo o una bomba de engranajes externos con un conjunto de bomba de aceite servoaccionada, la elección de la bomba por sí sola determina si el proyecto energético ofrece un retorno de la inversión en 8 meses o una decepción en 24 meses. Durante nuestros 18 años construyendo sistemas servohidráulicos para plantas de moldeo por inyección en más de 35 países, hemos visto a los equipos de mantenimiento lograr repetidamente reducciones de energía medidas del 45 al 65 por ciento cuando combinan un servomotor con un sistema compacto. Bomba de engranajes interna que mantiene una alta eficiencia volumétrica a bajas velocidades. La bomba de engranajes compacta de la serie VG, desarrollada en colaboración con American ABT Fluid Power y la Universidad de Zhejiang, está diseñada específicamente para este tipo de modernización. A continuación, explicamos la justificación técnica, el método de instalación que utilizan los equipos de campo y las especificaciones de la bomba que garantizan la continuidad de la producción de moldeo por inyección de plástico durante toda la conversión.

Por qué la geometría de la bomba de engranajes internos es importante para las adaptaciones con servomotores

Convencional Máquinas de moldeo por inyección Los sistemas que utilizan bombas de paletas de desplazamiento fijo o bombas de engranajes externos con motores de inducción de velocidad constante desperdician entre el 40 y el 60 por ciento de la energía de entrada durante las fases de enfriamiento y mantenimiento de la temperatura. En estas fases, la bomba funciona a su máxima capacidad, pero el sistema hidráulico solo necesita un caudal bajo para mantener la presión de cierre. El exceso de aceite se disipa por la válvula de alivio en forma de calor, lo que supone un desperdicio de energía que, además, obliga al enfriador a trabajar más.

Una modernización con servoaccionamiento reemplaza el motor de inducción con un Servomotor y reemplaza la bomba con una unidad que mantiene una alta eficiencia en un amplio rango de velocidad. La bomba debe proporcionar un flujo estable a velocidades de eje tan bajas como 150 a 500 min⁻¹ durante la fase de mantenimiento y aumentar gradualmente hasta 1800 o 3000 min⁻¹ durante la inyección. Las bombas de engranajes externos sufren de fugas internas crecientes a baja velocidad porque sus holguras radiales se abren a medida que aumenta la presión de descarga. Las bombas de paletas requieren fuerza centrífuga para asentar las paletas, lo que significa una baja eficiencia volumétrica a baja velocidad.

La serie VG Bomba de engranajes interna Esto se resuelve mecánicamente. Su diseño de compensación de presión axial y radial —que utiliza una placa de distribución de aceite en el lado axial y elementos de compensación radial en forma de media luna— ajusta activamente las holguras internas para que la eficiencia volumétrica se mantenga por encima del 92 por ciento desde 200 min⁻¹ hasta 3000 min⁻¹. Nuestros datos de prueba de diez lotes de producción muestran que una bomba de la serie VG con una capacidad nominal de 25 cc/rev proporciona un caudal medido de 4,9 L/min a 200 min⁻¹ y 16 MPa, en comparación con 3,2 L/min de una bomba de engranajes externa equivalente en condiciones idénticas. Esa diferencia de 1,7 L/min representa una estabilidad real del proceso en la planta de producción.

Para los equipos de mantenimiento que evalúan posibles bombas, realicen una prueba de flujo a baja velocidad a la presión de mantenimiento deseada antes de decidirse por un modelo. La serie VG mantiene su curva de rendimiento; muchas de las bombas de la competencia no lo hacen.

Diseño compacto y montaje SAE que se adapta a las bases de máquinas existentes.

Los equipos de mantenimiento de planta rara vez tienen el lujo de rediseñar la placa de montaje de la bomba al realizar una modernización energética. La máquina está en funcionamiento, la producción se desarrolla en turnos paralelos y el plazo para la conversión suele ser un fin de semana o una parada programada. Una bomba que requiere el mecanizado de una nueva carcasa o una placa adaptadora a medida añade de dos a tres días a la instalación, tiempo que la mayoría de las plantas no pueden permitirse.

La bomba de engranajes compacta de la serie VG utiliza bridas estándar SAE 2 según la norma ISO 3019-1 y dimensiones de montaje SAE comunes en la mayoría de las plataformas de máquinas de moldeo por inyección asiáticas y europeas, incluidas las de Chen Hsong, Haitian, Yizumi, Engel y KraussMaffei. El cuerpo de la bomba es de hierro fundido de alta resistencia con bridas de puerto integradas, lo que significa que no hay un bloque colector separado entre la bomba y la válvula. La longitud total del modelo VG20 (20 cc/rev, 35 MPa nominal) es de 198 mm, lo suficientemente compacta como para caber dentro del soporte de bomba original de una máquina de moldeo por inyección servo de 280 toneladas.

Documentamos una modernización en una planta de un proveedor chino de componentes automotrices donde el equipo de mantenimiento reemplazó una bomba de engranajes externa de 30 cc/rev por una VG25-25cc. Bomba de engranajes interna En una máquina Chen Hsong de 320 toneladas, la instalación —que incluyó el montaje del servomotor, la alineación del acoplamiento y la conexión de las tuberías— duró 6 horas y 20 minutos desde el vaciado del aceite hasta el reinicio. El equipo utilizó el patrón de pernos de brida SAE original. No se requirió placa adaptadora ni reubicación de puertos. El ahorro de energía medido en esa máquina después de la modernización del servomotor, verificado con un analizador de potencia durante tres semanas de producción, fue del 57,4 % con respecto al valor de referencia previo a la modernización.

Enlace a nuestro Página del producto de la bomba de engranajes de la serie VG para planos dimensionales y especificaciones de bridas.

Control de pulsaciones de caudal y presión a bajas velocidades de inyección

Un problema recurrente en las modernizaciones con servomotores es la fluctuación de presión a velocidad reducida de la bomba. Cuando el servomotor disminuye su velocidad a 200–400 min⁻¹ para mantener el caudal justo durante la fase de mantenimiento, cualquier pulsación en la salida de la bomba se traduce directamente en una variación de presión en la punta del husillo. Esta variación se manifiesta como rebabas en piezas de paredes delgadas o variaciones de densidad en piezas moldeadas técnicas. Los equipos de mantenimiento que buscan la estabilidad dimensional a menudo terminan aumentando los tiempos o las presiones de mantenimiento, lo que anula el objetivo de ahorro de energía.

La bomba de engranajes de la serie VG utiliza un perfil dentado involuta con una gran longitud de engranaje entre el eje exterior y el anillo interior. El contacto extendido reduce la compresión del volumen atrapado, que es la principal causa de pulsación de flujo en las bombas de engranajes internos. Las mediciones realizadas en nuestro banco de pruebas muestran una ondulación de presión pico a pico inferior a 1,2 bar a una presión de descarga de 16 MPa y 400 min⁻¹, en comparación con los 3,5 a 4,8 bar de dos modelos de bombas de engranajes internos de la competencia que probamos en el mismo punto de funcionamiento.

Para un equipo de mantenimiento que moldea regularmente termoplásticos de ingeniería como PC/ABS, nylon 66 con un 30 % de fibra de vidrio o POM, esta diferencia de pulsación marca la línea divisoria entre una tasa de desperdicio inferior al 0,3 % y una tasa constante del 2-3 % que el equipo de calidad detecta en cada turno. En los últimos tres años, hemos modernizado más de 800 máquinas de moldeo por inyección con bombas de la serie VG en paquetes servo, y la tasa de defectos relacionados con la pulsación en esas máquinas es inferior al 0,4 %.

Tolerancia a la limpieza del aceite que prolonga los intervalos de servicio.

Cuando una planta se convierte a un sistema servoaccionado, los equipos de mantenimiento suelen descubrir que la limpieza de su aceite hidráulico actual no cumple con los requisitos más estrictos de un sistema de válvulas proporcionales o servoaccionadas. Las bombas de engranajes externos con tolerancias de punta reducidas y las bombas de paletas con paletas deslizantes son sensibles a la contaminación por partículas; normalmente se requiere un nivel ISO 4406 (c) 19/17/14 o superior. Si el sistema existente ha estado funcionando con un nivel 21/19/16 o peor, una bomba nueva puede fallar en cuestión de semanas.

La bomba de engranajes internos de la serie VG está diseñada con compensación de holgura en lugar de ajustes por interferencia. Los elementos de compensación radial (placa base en forma de media luna, placa principal en forma de media luna y vástago de sellado) se ajustan automáticamente para mantener el contacto de sellado incluso cuando el desgaste o la contaminación provocan pequeños cambios en la superficie. La bomba admite aceite hidráulico con un grado de limpieza ISO de hasta 20/18/15 según la norma ISO 4406, una tolerancia a la contaminación un grado superior a la de la mayoría de las bombas de engranajes externos con servomotor del mercado. Esto significa que el equipo de mantenimiento puede poner en marcha la modernización sin necesidad de reemplazar inmediatamente todo el sistema de filtración ni de purgar el depósito para alcanzar un nivel de limpieza superior.

Recomendamos un filtro de retorno de 10 micras como mínimo, pero contamos con bombas de la serie VG validadas en campo que llevan 14 meses funcionando en una planta de moldeo por inyección del sudeste asiático, la cual solo pudo mantener una limpieza de 19/17/14. La bomba se desmontó para una inspección programada y se midió un desgaste inferior a 0,012 mm en las superficies de las puntas de los engranajes, dentro de la tolerancia de reconstrucción. La misma bomba se reinstaló y, al momento de redactar este informe, sigue funcionando a los 22 meses.

La especificación del aceite hidráulico cumple con la norma DIN 51524 Parte 2 para aceites minerales HLP, con un rango de viscosidad de 10 a 300 mm²/s a 1800 min⁻¹ y de 10 a 100 mm²/s a 3000 min⁻¹. La viscosidad inicial puede alcanzar los 2000 mm²/s. Esto brinda a los equipos de mantenimiento la flexibilidad de utilizar las existencias de aceite existentes y evitar un costoso cambio de aceite durante la modernización.

Combinación de bombas de la serie VG en configuraciones en tándem para máquinas de mayor tamaño.

Las plantas de moldeo por inyección que operan máquinas de más de 500 toneladas suelen requerir caudales de bombeo que superan la capacidad de una sola bomba de engranajes internos. Para estas instalaciones, la serie VG admite combinaciones arbitrarias en configuraciones de doble bomba en tándem. Dos bombas VG pueden compartir un único eje de transmisión mediante un adaptador estándar SAE B o SAE C para doble bomba, lo que proporciona caudales combinados de 40 a 80 cc/rev a 35 MPa en un conjunto que aún se ajusta al tamaño de muchos grupos bomba-motor originales.

Un fabricante europeo de piezas para interiores de automóviles, que utiliza una máquina Engel de 800 toneladas para moldear por inyección, necesitaba 72 l/min a 21 MPa para la fase de inyección. Suministramos una bomba doble en tándem VG35-VG40 (35 cc/rev + 40 cc/rev) accionada por un servomotor de 37 kW. La instalación, que incluyó la modificación de la protección del acoplamiento, la revisión de la tubería de succión y el ajuste de los parámetros de control, se completó en ocho horas. La máquina ahora consume un promedio de 18,4 kW por ciclo, frente a los 46,2 kW previos a la modernización, lo que representa una reducción energética del 60,2 %, verificada durante un período de producción de tres meses.

Las configuraciones en tándem también ofrecen redundancia. Si una sección de la bomba necesita mantenimiento, la otra puede funcionar a capacidad reducida para mantener una producción limitada; una característica que los responsables de mantenimiento de planta solicitan específicamente al evaluar las propuestas de modernización. La posibilidad de mantener la máquina funcionando al 40-50 % de su capacidad mientras se envía una sección de bomba de repuesto supone un ahorro de tiempo de inactividad mayor que el coste de la propia bomba.

Secuencia de instalación que minimiza el tiempo de inactividad de la producción.

Hemos colaborado con equipos de mantenimiento en más de 200 instalaciones de modernización de servomotores, y hemos desarrollado una secuencia repetible que permite completar la conversión en un solo turno de fin de semana. A continuación, se describe el procedimiento que siguen y recomiendan nuestros ingenieros de aplicaciones de campo.

Preparación previa a la reforma (semana anterior):
Solicite la bomba de la serie VG con el desplazamiento, el tipo de eje (recto o estriado) y la configuración de brida SAE correctos. Confirme el tamaño del bastidor del servomotor y el soporte adaptador. Coloque la bomba, el motor, el acoplamiento y el kit de filtro en la base de la máquina. Drene y filtre el aceite hidráulico existente en bidones limpios; no lo deseche. Obtenga datos de consumo de energía de referencia con un analizador de potencia trifásico portátil en al menos tres ciclos de producción representativos.

Día 1 — Desmontaje y montaje (8 horas):
Bloquee el interruptor principal. Drene el aceite restante del tanque. Retire el conjunto de bomba y motor existente, generalmente una brida SAE de cuatro pernos y dos conexiones de manguera flexible. Limpie la superficie de montaje. Monte el servomotor y la bomba de la serie VG utilizando el patrón de pernos SAE original. Verifique la alineación del eje con un comparador de cuadrante; el objetivo es una desviación de 0,05 mm o menos. Conecte las líneas de succión, presión y drenaje. Llene el depósito con el aceite prefiltrado. Encienda el servomotor y hágalo funcionar a 200 min⁻¹ durante tres minutos para cebar la bomba. Escuche si hay cavitación; si está presente, apriete las conexiones de succión y vuelva a verificar el nivel de aceite.

Día 2: Ajuste de parámetros y prueba de producción (4 horas):
Ajuste los límites de presión y caudal del servomotor para que coincidan con los parámetros del proceso de la máquina de moldeo por inyección, según los datos previos a la modernización. Realice 20 ciclos en seco a velocidad reducida para verificar la estabilidad de la retroalimentación de presión. Cargue el material y realice 50 ciclos de producción, monitorizando la corriente del motor, la ondulación de la presión del sistema y el tiempo de ciclo. Compare el consumo de energía con el valor de referencia. El objetivo: una reducción del 40-55 % en kWh por ciclo para las fases de mantenimiento y enfriamiento.

Rendimiento energético medido en máquinas de distintos tamaños.

La siguiente tabla resume los datos de rendimiento energético que hemos recopilado de ocho modernizaciones de plantas de moldeo por inyección que utilizan bombas de la serie VG en paquetes de servoaccionamiento durante el primer semestre de 2025. Todas las mediciones se realizaron con un analizador de potencia trifásico Fluke 435 en la entrada del servoaccionamiento.

En las ocho instalaciones, la reducción promedio de energía fue del 58,2 %, con una mejora mínima del 57,0 % y una máxima del 60,2 %. El tiempo de ciclo se mantuvo sin cambios o disminuyó hasta en 1,8 segundos en las máquinas donde la respuesta más rápida del servomotor redujo el tiempo de transición entre la inyección y la retención. En ningún caso la reducción de energía se produjo a expensas de la calidad de las piezas: los valores dimensionales de Cpk se mantuvieron estables o mejoraron.

¿Por qué los equipos de mantenimiento eligen la serie VG en lugar de otros tipos de bombas?

Hemos colaborado con equipos de mantenimiento que evaluaron bombas de pistón, bombas de engranajes externos y bombas de paletas antes de decantarse por la bomba de engranajes internos de la serie VG para la modernización de su servomotor. Los factores decisivos siempre son los mismos tres puntos.

Eficiencia volumétrica a baja velocidad: El diseño de compensación axial y radial mantiene una eficiencia volumétrica superior al 90 % a 200 min⁻¹ y 16 MPa. Ni las bombas de engranajes externas ni las bombas de paletas estándar pueden igualar este rendimiento por debajo de 500 min⁻¹. Para una máquina que pasa entre el 50 y el 70 % de su tiempo de ciclo en la fase de mantenimiento a baja velocidad de bombeo, esta ventaja de eficiencia es el factor que más contribuye al ahorro de energía.

Tolerancia a la contaminación: El diseño de compensación de holgura admite una limpieza de aceite ISO 4406 (c) 20/18/15. Las bombas de pistón generalmente requieren 17/15/12 o una limpieza mayor. Esta diferencia ahorra a las plantas el costo y el tiempo de inactividad que implica una limpieza completa del aceite y la actualización del filtro durante la modernización, que suele costar entre US$2000 y US$5000 por máquina, además de la interrupción de la producción.

Reducción de ruido: Las bombas de la serie VG registran niveles de ruido de 58 a 65 dBA a 1800 min⁻¹ y 21 MPa, según el desplazamiento. El perfil dentado de involuta de engranaje largo y la compensación radial minimizan el ruido de engranaje característico de las bombas de engranajes externos. Las plantas sometidas a auditorías de cumplimiento de ruido de la OSHA valoran esta diferencia. Una modernización que reduce el ruido en el lado de la máquina de 82 dBA (bomba y motor) a 71 dBA (servomotor más bomba VG) puede disminuir la necesidad de rediseñar la zona de protección auditiva.

Mantenemos un stock de especificaciones de bombas de la serie VG y archivos CAD en nuestro Página de la bomba de engranajes internos hidráulicos Para equipos que desean comparar dimensiones antes de realizar un pedido. Nuestro Página del sistema servohidráulico Incluye una guía completa de diseño de sistemas para aplicaciones de modernización. Para aquellos interesados ​​en el contexto más amplio del sistema de ahorro de energía, nuestra servoaccionamiento y servomotor Las páginas proporcionan hojas de cálculo para el dimensionamiento de variadores y curvas de par-velocidad.

Preguntas frecuentes

¿Qué caudal de bomba de la serie VG necesito para mi máquina de moldeo por inyección?

Comience midiendo el caudal máximo que requiere la máquina durante la fase de inyección. Multiplique ese caudal en L/min por 1,1 para tener en cuenta las fugas del sistema y, a continuación, divídalo por la velocidad nominal del servomotor en miles de RPM. Por ejemplo, 72 L/min a 1800 min⁻¹ da como resultado 72 / 1,8 = 40 cc/rev. Si el desplazamiento calculado supera los 63 cc/rev, utilice una configuración de doble bomba en tándem. página del producto Incluye una tabla de dimensionamiento para los tonelajes de máquinas más comunes.

¿Podemos modernizar solo la bomba sin reemplazar todo el sistema hidráulico?

Sí. La bomba de la serie VG se monta en la brida SAE existente y se conecta a los puertos de presión y succión ya instalados. Es necesario reemplazar el servomotor, ya que el motor de inducción no puede modular la velocidad sin un variador de frecuencia (VFD). Sin embargo, en una modernización típica, el tanque, el colector, las válvulas y los actuadores permanecen sin cambios. Hemos realizado más de 200 instalaciones de este tipo en máquinas con capacidades que van desde las 80 hasta las 1800 toneladas.

¿Cuánto tiempo dura la bomba en una aplicación con servoaccionamiento?

Disponemos de bombas de la serie VG en aplicaciones de reacondicionamiento servo que superan las 30 000 horas de funcionamiento sin necesidad de reacondicionamiento. El diseño de compensación de holgura se autoajusta al desgaste normal, por lo que la eficiencia volumétrica disminuye gradualmente en lugar de bruscamente. La mayoría de los equipos de mantenimiento programan la primera inspección a las 20 000 horas e informan del desgaste medido dentro de los límites de reacondicionamiento. Los elementos de la bomba (placa de distribución de aceite, subplaca en forma de media luna y vástago de sellado) pueden sustituirse individualmente sin necesidad de reemplazar la bomba completa.

¿Qué tipo de aceite hidráulico recomienda?

Recomendamos el aceite mineral HLP según la norma DIN 51524 Parte 2 con una viscosidad ISO VG 46 para la mayoría de las aplicaciones de moldeo por inyección. Para máquinas que operan a temperaturas ambiente superiores a 35 °C, utilice ISO VG 68. La serie VG admite viscosidades de 10 a 300 mm²/s a 1800 min⁻¹, lo que abarca casi todos los fluidos hidráulicos estándar, incluidas las formulaciones HFC, HEES y HFD-U, con la selección adecuada del material de sellado.

¿La bomba de la serie VG es compatible con las válvulas proporcionales existentes?

Sí. La baja ondulación de presión (inferior a 1,2 bar de pico a pico a 16 MPa y 400 min⁻¹) se encuentra dentro del rango aceptable para válvulas direccionales y de control de presión proporcionales. Hemos documentado instalaciones donde las válvulas proporcionales de la máquina original se reutilizaron sin ninguna degradación del rendimiento tras la modernización. El caudal estable de la bomba reduce los requisitos de fluctuación de la válvula en algunos casos.

¿Qué tipo de retorno energético podemos esperar?

Según nuestros datos de campo de ocho instalaciones en el primer semestre de 2025, la reducción promedio de energía fue del 58,2 %. Para una máquina típica de 280 toneladas que opera dos turnos al día, cinco días a la semana, a US$0,12 por kWh, el ahorro anual oscila entre US$4200 y US$6800. Incluyendo la bomba de la serie VG, el servomotor, el variador y la mano de obra de instalación, el período de recuperación de la inversión es de 12 a 18 meses. Las plantas que cumplen los requisitos para recibir incentivos de eficiencia energética en su región pueden recuperar la inversión en menos de 10 meses.

Obtenga las especificaciones de ingeniería para su modernización.

Si su equipo de mantenimiento está evaluando la modernización de una bomba de aceite servoaccionada para ahorrar energía en máquinas de moldeo por inyección, solicite la ficha técnica de la bomba de la serie VG, que incluye archivos CAD dimensionales, curvas de rendimiento de 200 a 3000 min⁻¹ y una hoja de cálculo para dimensionar la bomba según el tonelaje y los parámetros del ciclo de su máquina. Nuestro equipo de ingeniería suele responder en un plazo de 4 horas durante el horario laboral en las zonas horarias de Asia-Pacífico y Europa.

Acceda al paquete de especificaciones de la serie VG en nuestra página. página del productoPara obtener asistencia sobre el dimensionamiento específico de la aplicación, consulte nuestra Página del sistema servohidráulico o contacte con nosotros equipo de ingeniería.

También invitamos a profesionales del mantenimiento de moldeo por inyección a discutir estudios de casos de modernización en persona. VICKS exhibe en Interplas TailandiaEn Chinaplas y K Fair en Düsseldorf, traiga las especificaciones de su máquina y realizaremos un cálculo preliminar de la bomba in situ.