Bombas Hidráulicas

As bombas são utilizadas nos circuitoshidráulicos, para converter energia mecânica emenergia hidráulica.

A ação mecânica cria um vácuo parcial naentrada da bomba, o que permite que a pressãoatmosférica force o fluido do tanque, através dalinha de sucção, a penetrar na bomba.

A bomba passará o fluido para a abertura dedescarga, forçando-o através do sistemahidráulico.

As bombas são classificadas, basicamente, emdois tipos: hidrodinâmicas e hidrostáticas.

Bombas Hidrodinâmicas

São bombas de deslocamento não-positivo,usadas para transferir fluidos e cuja únicaresistência é a criada pelo peso do fluido e peloatrito.

Essas bombas raramente são usadas emsistemas hidráulicos, porque seu poder dedeslocamento de fluido se reduz quandoaumenta a resistência e também porque épossível bloquear-se completamente seu pórticode saída em pleno regime de funcionamento dabomba.

Bombas Hidrodinâmicas

Bombas Hidrostáticas

São bombas de deslocamento positivo, quefornecem determinada quantidade de fluido a cadarotação ou ciclo.

Como nas bombas hidrostáticas a saída do fluidoindepende da pressão, com exceção de perdas evazamentos, praticamente todas as bombasnecessárias para transmitir força hidráulica emequipamento industrial, em maquinaria deconstrução e em aviação são do tipo hidrostático.

As bombas hidrostáticas produzem fluxos de formapulsativa, porém sem variação de pressão nosistema.

Especificação de Bombas

As bombas são, geralmente, especificadaspela capacidade de pressão máxima deoperação e pelo seu deslocamento, em litrospor minuto, em uma determinada rotaçãopor minuto.

Operação no Lado de Sucção da Bomba

Quando uma bomba não está em operação,o lado de sucção do sistema está emequilíbrio. A condição de "sem fluxo" existe eé indicada pelo diferencial de pressão zeroentre a bomba e a atmosfera.

Para receber o suprimento de líquido até orotor, a bomba gera uma pressão menor doque a pressão atmosférica. O sistema ficadesbalanceado e o fluxo ocorre.

Bombas de Engrenagem

A bomba de engrenagem consiste basicamente de

uma carcaça com orifícios de entrada e de saída, ede um mecanismo de bombeamento composto deduas engrenagens. Uma das engrenagens, aengrenagem motora, é ligada a um eixo que éconectado a um elemento acionador principal. Aoutra engrenagem é a engrenagem movida.

Como funciona uma Bomba de Engrenagem

No lado da entrada, os dentes das engrenagensdesengrenam, o fluido entra na bomba, sendoconduzido pelo espaço existente entre os dentes e acarcaça, para o lado da saída onde os dentes dasengrenagens engrenam e forçam o fluido para forado sistema.

Uma vedação positiva neste tipo de bomba érealizada entre os dentes e a carcaça, e entre ospróprios dentes de engrenamento. As bombas deengrenagem têm geralmente um projeto nãocompensado.

Bomba de Engrenagem Externa

A bomba de engrenagem que foi descrita no slideanterior é uma bomba de engrenagem externa, istoé, ambas as engrenagens têm dentes em suascircunferências externas. Estas bombas são às vezeschamadas de bombas de dentes-sobre-dentes. Hábasicamente três tipos de engrenagens usadas embombas de engrenagem externa; as de engrenagensde dentes retos, as helicoidais e as que têm formade espinha de peixe. Visto que as bombas deengrenagem de dentes retos são as mais fáceis defabricar, este tipo de bomba é o mais comum.

Bomba de Engrenagem Interna

Uma bomba de engrenagem interna consiste deuma engrenagem externa cujos dentes se engrenamna circunferência interna de uma engrenagemmaior. O tipo mais comum de bomba deengrenagem interna nos sistemas industriais é abomba tipo gerotor.

Bomba Tipo Gerotor

A bomba tipo gerotor é uma bomba de engrenageminterna com uma engrenagem motora interna e umaengrenagem movida externa. A engrenagem interna tem umdente a menos do que a engrenagem externa.

Enquanto a engrenagem interna é movida por umelemento acionado, ela movimenta a engrenagem externamaior. De um lado do mecanismo de bombeamento forma-seum volume crescente, enquanto os dentes da engrenagemdesengrenam. Do outro lado da bomba é formado umvolume decrescente.

O fluido que entra no mecanismo de bombeamento éseparado do fluido de descarga por meio de uma placa deabertura. Enquanto o fluido é impelido da entrada para asaída, uma vedação positiva é mantida, conforme os dentesda engrenagem interna seguem o contorno do topo dascristas e vales da engrenagem externa.

https://www.youtube.com/watch?v=34IAoKziydU

Volume Variável de uma Bomba de Engrenagem

O volume que sai de uma bomba de engrenagem é determinadopelo volume de fluido que cada dente de engrenagem deslocamultiplicado pela rpm.

Consequentemente, o volume que sai das bombas deengrenagem pode ser alterado pela substituição das engrenagensoriginais por engrenagens de dimensões diferentes, ou pela variaçãoda rpm.

As bombas de engrenagens, quer de variedade interna ouexterna, não podem ser submetidas à variação no volume deslocadoenquanto estão operando. Nada pode ser feito para modificar asdimensões físicas de uma engrenagem enquanto ela está girando.

Um modo prático, então, para modificar o fluxo de saída de umabomba de engrenagem é modificar a taxa do seu elemento acionador.Isso pode muitas vezes ser feito quando a bomba está sendo movidapor um motor de combustão interna. Também pode ser realizadoeletricamente, com a utilização de um motor elétrico de taxa variável.

Informações para instalação de Bombas de Engrenagem

Fluidos recomendados:

O fluido deve ter viscosidade de operação na faixa de 80 a 100 SSU(Segundo Saybolt Universal).

Máxima viscosidade para início de funcionamento 4000 SSU.

Filtragem:

Para uma maior vida útil da bomba e dos componentes do sistema,o fluido não deverá conter mais que 125 partículas maiores de 10microns por milímetro de fluido (classe SAE 4).

Fluidos compatíveis:

Fluidos à base de petróleo, Água glicol, Emulsão água-óleo, Fluidode transmissão, Óleo mineral.

Bombas de Palheta

As bombas de palheta produzem uma ação de bombeamentofazendo com que as palhetas acompanhem o contorno deum anel ou carcaça.

O mecanismo de bombeamento de uma bomba de palhetaconsiste de: rotor, palhetas, anel e uma placa de orifício comaberturas de entrada e saída.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=yQnMiwRh3CU

Carregamento de Palheta

Antes que uma bomba de palheta possa operaradequadamente, um selo positivo deve existir entre o topoda palheta e o anel. Quando uma bomba de palheta é ligada,pode-se contar com uma força de inércia para “arremessar”as palhetas e conseguir a vedação. É por esta razão que avelocidade mínima de operação, para a maior parte dabombas de palheta, é de 600 rpm.

Logo que uma bomba for girada e a pressão do sistemacomeçar a crescer, deve ocorrer uma vedação mais justa paraque o vazamento não aumente em direção ao topo dapalheta. Para gerar uma vedação melhor a pressões maisaltas, as bombas de palheta industriais direcionam a pressãodo sistema para o lado inferior da palheta. Com esse arranjo,quanto mais alta for a pressão do sistema, mais força serádesenvolvida para empurrar contra o anel.

Como trabalha uma Bomba de Palheta

O rotor de uma bomba de palheta suporta as palhetase é ligado a um eixo que é conectado a um acionadorprincipal. À medida que o rotor é girado, as palhetas são“expulsas” por inércia e acompanham o contorno do cilindro(o anel não gira).

Quando as palhetas fazem contato com o anel, éformada uma vedação positiva entre o topo da palheta e oanel.

O rotor é posicionado fora do centro do anel. Quando o rotoré girado, um volume crescente e decrescente é formadodentro do anel. Não havendo abertura no anel, uma placa deentrada é usada para separar o fluido que entra do fluido quesai. A placa de entrada se encaixa sobre o anel, o rotor e aspalhetas.

Bomba de Palheta com Volume Variável

Com o parafuso regulado, o anel é mantido fora do centro com relação ao rotor.Quando o rotor é girado, um volume de fluxo é gerado, ocorrendo obombeamento.

Recuando-se o parafuso de regulagem há uma redução da excentricidade doanel em relação ao rotor e, consequentemente, redução do volume de óleobombeado. Com o parafuso todo recuado o anel está centrado e odeslocamento da bomba é nulo.

Partida – Bomba de Palheta

Antes de dar partida à bomba, os seguintes itens devem serverificados:

- O sentido de rotação do motor deve estar de acordo com osentido de rotação indicado no código existente na plaqueta deidentificação da bomba.

- Eixos estriados devem ser lubrificados com graxa anticorrosivaou lubrificante similar.

- A carcaça da bomba deve ser enchida com óleo.

- Nunca deve ser dada partida à bomba seca ou fazê-la funcionarsem óleo.

Partida – Bomba de Palheta

- As conexões de entrada e saída de óleo devem estar apertadas einstaladas adequadamente.

- Todos os parafusos e flanges de fixação devem estar apertados ealinhados.

- Durante a partida, a válvula de alívio do sistema deve ter apressão reduzida, preferencialmente na regulagem mínima.

- Na partida, inicie a bomba pelo procedimento de ligar-desligar-ligar, até que se inicie a sucção e fluxo normal.

Sangrar o ar do sistema até que um fluxo constante de óleo sejaobservado.

Bomba de Pistão

As bombas de pistão geram uma ação de bombeamento, fazendo com que os pistões se alterem dentro de um tambor cilíndrico.

O mecanismo de bombeamento de uma bomba de pistão consiste basicamente de um tambor de cilindro, pistões com sapatas, placa de

deslizamento, sapata, mola de sapata e placa de orifício.

Bombas de Pistão Axial de Volume Variável

O deslocamento da bomba de pistão axial é determinado pela distânciaque os pistões são puxados para dentro e empurrados para fora dotambor do cilindro.

Visto que o ângulo da placa de deslizamento controla a distância emuma bomba de pistão axial, nós devemos somente mudar o ângulo daplaca de deslizamento para alterar o curso do pistão e o volume dabomba.

Bombas de Pistão Axial de Pressão Compensada

As bombas de pistão axial podem também ser feitas com pressãocompensada. A placa de deslizamento das bombas está conectadaa um pistão que sente a pressão do sistema.

Quando a pressão do sistema fica mais alta do que a da mola quecomprime o pistão do compensador, o pistão movimenta a placa dedeslizamento.

Quando esta atinge o limitador mecânico, o seu centro ficaalinhado com o tambor do cilindro. Os pistões não se alternam nosistema do cilindro. Isso resulta em ausência de fluxo no sistema.

Bombas de Pistão Axial Reversíveis

Como foi ilustrado, o deslocamento de uma bomba depistão axial e, consequentemente, o seu volume de saída, podemser variados modificando-se o ângulo da placa de deslizamento.

Foi também mostrado que a bomba não desenvolverá fluxoquando a placa de deslizamento estiver em posição coaxial com otambor do cilindro.

Algumas placas de deslizamento de bombas de pistão axialtêm a capacidade de inverter o ângulo de trabalho. Isto faz com quevolumes crescentes e decrescentes sejam gerados nos orifícios

opostos. Há reversão de fluxo através da bomba.

* As bombas de pistão axial podem ser de deslocamento variável,de pressão compensada ou de deslocamento variável e reversível.Estas combinações também estão disponíveis com as bombas depistão de projeto radial e de eixo inclinado.

Eficiência Volumétrica

Enquanto gira a uma velocidade constante, nós geralmenteimaginamos que uma bomba de deslocamento positivo libere umataxa de fluxo constante, seja qual for o sistema de pressão. Isto não

é inteiramente verdadeiro.

Quando aumenta a pressão do sistema, aumenta ovazamento interno dos vários mecanismos de bombeamento. Istoresulta num fluxo de saída menor. O grau em que isso acontece éconhecido como eficiência volumétrica.

A expressão que descreve a eficiência volumétrica é:

Eficiência Volumétrica (%) = Saída Real x 100

Saída Teórica

Eficiência Volumétrica

Se uma bomba específica tivesse uma saída teórica de40 litros/min a 1.200 rpm, mais uma saída real de 36 litros/min a 70kgf/cm2, a eficiência volumétrica seria de 90%.

Eficiência Volumétrica (%) = 36 x 100 = 90%

40

Tipicamente, as bombas de pistão têm uma eficiênciavolumétrica inicial que alcança 90%.

Os equipamentos de palheta e engrenagem têm umaeficiência volumétrica que varia de 85% a 95%.

Bombas de Pistões Radiais

Neste tipo de bomba, o conjunto gira em um pivôestacionário por dentro de um anel ou rotor.

Conforme vai girando, a força centrífuga faz com que ospistões sigam o controle do anel, que é excêntrico em relação aobloco de cilindros.

Quando os pistões começam o movimento alternado dentrode seus furos, os pórticos localizados no pivô permitem que ospistões puxem o fluido do pórtico de entrada quando estes semovem para fora, e descarregam o fluido no pórtico de saídaquando os pistões são forçados pelo contorno do anel, em direçãoao pivô.