classificação de bombas e motores hidraulicos excelente
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Classificação de Bombas e Motores Hidraulicos ExcelenteTRANSCRIPT
1. OBJETIVO
O objetivo deste trabalho é estudar os diversos tipos de bombas hidráulicas e
também motores hidráulicos; vamos estudar ainda os cuidados que devemos ter no
momento da instalação destes equipamentos.
Vamos estudar suas principais definições, como se dá seus
dimensionamentos e seleção e sua importância no desenvolvimento tecnológico de
todo o processo fabril.
2. INTRODUÇÃO
A primeira necessidade do ser humano em utilizar uma bomba foi em seu envolvimento
com a agricultura, embora esta esteja em pratica há mais de 10000 anos, onde os primeiros
registros de irrigação são devidos aos egípcios. Inicialmente transportavam a água em potes, mas
cerca de 1500 a.C. apareceu a primeira máquina de elevação de água, a picota. Posteriormente
apareceu o sarilho, usado para elevar um balde, a nora e a roda persa, todas estas movidas por
trabalho humano ou animal.
Uma das bombas mais antigas foi o Parafuso de Arquimedes, empregado por Senaquerib,
Rei da Assíria, este chefe de estado utilizava seus mecanismos para a irrigar os Jardins
Suspensos da Babilônia e Nínive, no século VII a.C. Nesta época já eram conhecidas as formas
alternativas de bombas pistão ou êmbolo por gregos e romanos.
Uma bomba é basicamente um dispositivo que é usado para mover os gases ou líquidos,
geralmente de um ponto mais baixo para um ponto superior. Muitas das bombas existentes
requerem uma fonte de energia externa para funcionar, no entanto, distinguindo-se das bombas
utilizadas na antiguidade, através do trabalho humano ou animal, as bombas hidráulicas que não
necessitam de nenhuma fonte externa de energia, tendo a própria água ou outro fluido à
capacidade de fazer o mecanismo funcionar. Assim sendo, a energia cinética da água é a fonte de
energia que opera uma bomba hidráulica.
O mundo moderno faz com que estudos científicos e inovações tecnológicas evoluam
cada vez mais facilitando assim o trabalho do ser humano no meio ao qual ele esta inserido. Não
muitos distintos e com uma construção semelhante à construção das bombas hidráulicas, os
motores hidráulicos consistem basicamente de uma carcaça com conexões de entrada e saída e
de um conjunto rotativo ligado a um eixo.
As vantagens da aplicação dos motores hidráulicos em comparação a outros tipos de
motores são fatores importantes com relação a peso e potência e a forma como eles podem ser
empregados são incontáveis: esteiras rolantes, serras, máquinas agrícolas, entre outras; além do
diferencial de poder trabalhar em ambientes desfavoráveis que seriam perigosos ou impossíveis
pra outros tipos de motores.
3. BOMBAS HIDRÁULICAS
Uma bomba é basicamente um dispositivo utilizado para mover os gases ou líquidos,
geralmente de um ponto mais baixo para um ponto superior tendo como propósito ministrar um
fluxo de líquido a um sistema hidráulico. A bomba não cria a pressão do sistema, onde esta
somente pode ser criada por uma resistência ao fluxo. Partindo desde princípio, enquanto que a
bomba proporciona fluxo, transmite uma força ao líquido que encontra resistência, esta força se
volta transmitindo uma pressão, ou seja, quando em operação, criam um vácuo parcial na linha
de entrada e provocam a sucção do líquido para dentro de seu corpo. Segundo sua ação
mecânica, encaminha este mesmo líquido à linha de saída (pressão) e força-o para dentro do
sistema hidráulico
A resistência ao fluxo é o resultado de uma restrição ou de uma obstrução na trajetória do
mesmo. Esta restrição é normalmente o trabalho obtido pelo sistema hidráulico, mas pode ser
também devido a restrições de linhas, de guarnições e de válvulas dentro do sistema. Assim, a
pressão é controlada pela carga imposta sobre o sistema ou a ação de um dispositivo regulador
de pressão. Quanto maior for a resistência à vazão, maior será a pressão fornecida pela bomba
Quando a pressão no porto de entrada da bomba é mais baixa que a pressão atmosférica
local, a pressão atmosférica que atua sobre o líquido no depósito força o líquido para a entrada
de bomba. Se a bomba está situada em um nível mais baixo que o depósito, a força da gravidade
complementa a pressão atmosférica sobre o depósito. Os aviões e mísseis que funcionam a altas
altitudes se equipam com depósitos hidráulicos pressurizados para compensar a baixa pressão
atmosférica encontrada em sortes altitudes.
Classificamos as bombas em dois principais grupos: bombas de deslocamento positivo e
bombas cinéticas. Seus nomes descrevem o método para mover o fluido.
3.1 - Bombas de Deslocamento Positivo
Também conhecidas como bombas volumétricas as bombas de deslocamento positivo
possuem uma ou mais câmaras, em cujo interior o movimento de um órgão propulsor comunica
energia de pressão ao líquido, provocando o seu escoamento, ou seja, a movimentação do fluído
é causada diretamente pela ação do órgão de impulsão da bomba que obriga o fluído a executar o
mesmo movimento a que está sujeito este impulsor (êmbolo, engrenagens, lóbulos, palhetas).
Dá-se o nome de volumétrica porque o fluído, de forma sucessiva, ocupa e desocupa espaços no
interior da bomba, com volumes conhecidos, sendo que o movimento geral deste fluído dá-se na
mesma direção das forças a ele transmitidas, por isso a chamamos de deslocamento positivo. Sua
principal característica é que uma partícula líquida em contato com o órgão que comunica a
energia tem aproximadamente a mesma trajetória que a do ponto do órgão com o qual está em
contato.
As bombas de deslocamento positivo podem ser classificadas como Alternativas, que
utilizam um arranjo de diafragma, pistão ou êmbolo e cilindro, com válvulas de sucção e
descarga integradas na bomba, ou Rotativas, que isolam um volume de fluido e o transportam de
uma zona de baixa pressão para uma zona de alta pressão.
3.2 - Bombas Alternativas
Nas bombas alternativas, o líquido recebe a ação das forças diretamente de um pistão ou
êmbolo ou de uma membrana flexível (diafragma). São bombas de deslocamento positivo porque
exercem forças na direção do próprio movimento do líquido.
No curso da aspiração, o movimento do êmbolo tende a produzir o vácuo no interior da
bomba, provocando o escoamento do líquido. É a diferença de pressões que provoca a abertura
de uma válvula de aspiração e mantém fechada a de recalque. No curso de descarga, o êmbolo
exerce forças sobre o líquido, impelindo-o para o tubo de recalque, provocando a abertura da
válvula de recalque e mantendo fechada a de aspiração. A descarga é intermitente e as pressões
variam periodicamente em cada ciclo. Estas bombas são auto-escorvantes e podem funcionar
como bombas de ar, fazendo vácuo se não houver líquido a aspirar.
As bombas podem ser movidas diretamente a ar comprimido, a vapor ou através de um
mecanismo biela-manivela, este acionado por um motor elétrico, de combustão interna através
de polias e correias, engrenagens ou mesmo com acionamento direto.
Nestas máquinas, o movimento do fluido é descontínuo e os processos de carga e
descarga se realizam por válvulas que abrem e fecham alternadamente.
3.2.1 - Bombas Alternativas de Pistão
Figura 01 – Bombas alternativas de pistão
As bombas de pistão geram uma ação de bombeamento, fazendo com que os pistões se
alterem dentro de um tambor cilíndrico. Consiste de 7 ou 9 pistões em ângulo de 45o, cujo
movimento do eixo acionador provoca o ir e vir dos pistões, succionando o óleo na metade do
ciclo da bomba e pressionando no ciclo oposto. No curso de aspiração, o movimento do pistão
tende a produzir vácuo. A pressão do líquido no lado da aspiração faz com que a válvula de
admissão se abra e o cilindro se encha. No curso de recalque, o pistão força o líquido,
empurrando-o para fora do cilindro através da válvula de recalque. O movimento do líquido é
causado pelo movimento do pistão, sendo da mesma grandeza e do tipo de movimento deste.
O tambor do cilindro é adaptado com muitos pistões. As sapatas dos pistões são forçadas
contra a superfície da placa de deslizamento pela sapata e pela mola. Para separar o fluido que
entra do fluido que sai, uma placa de orifício é colocada na extremidade do bloco do cilindro,
que fica do lado oposto ao da placa de deslizamento.
3.2.2 - Bombas alternativas de êmbolo
Figura 02 – Bombas alternativas de êmbolo
Sua forma de funcionamento é igual ao das alternativas de pistão, porém, a principal
diferença entre elas está no aspecto construtivo do órgão que atua no líquido. Por serem
recomendadas para serviços de pressões mais elevadas, exigem que o órgão de movimentação do
líquido seja mais resistente, adotando-se assim, o êmbolo, sem modificar o projeto da máquina.
Com isso, essas bombas podem ter dimensões pequenas. Um adequado jogo de válvulas permite
que o líquido seja aspirado e em seguida lançado à turbina de impulsão.
3.2.3 - Bombas alternativas de diafragma
Figura 03 - Bombas alternativas de diafragma
A energia do líquido é fornecida através de uma membrana acionada por uma haste com
movimento alternativo. O movimento da membrana, em um sentido, diminui a pressão da
câmara fazendo com que seja admitido um volume de líquido. Ao ser invertido o sentido do
movimento da haste, esse volume é descarregado na linha de recalque. São usadas para serviços
de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste, varia-se o volume admitido. Um
exemplo de aplicação dessa bomba é a que retira gasolina do tanque e manda para o carburador
de um motor de combustão interna.
3.3 - Bombas Rotativas
Nas bombas rotativas, o líquido recebe a ação de forças provenientes de uma ou mais
peças dotadas de um movimento de rotação que, comunicando energia de pressão provocando
seu escoamento. Esse líquido é confinado em um ou vários compartimentos que se desagradem
da zona de entrada (de baixa pressão) até a zona de saída (de alta pressão) da máquina. A ação
das forças se faz segundo a direção que é praticamente a do próprio movimento de escoamento
do líquido. A descarga e a pressão do líquido bombeado sofrem pequenas variações quando a
rotação é constante.
Desenhadas com separações muito pequenas entre as peças de rotação e as peças imóveis,
para reduzir ao mínimo o deslizamento do lado de descarga para o lado de sucção, as bombas
rotativas não são empregadas somente no bombeamento convencional, mas principalmente nos
sistema de lubrificação, nos comandos, controles e transmissões hidráulicas e nos sistemas
automáticos com válvulas de seqüência.
3.3.1- Bombas Rotativas de Palhetas
Figura 04 – Bombas rotativas de palhetas
Estas bombas produzem uma ação de bombeamento fazendo com que as palhetas
acompanhem o contorno de um anel ou carcaça. O mecanismo de bombeamento de uma bomba
de palheta consiste de rotor, palhetas, anel e uma placa de orifício com aberturas de entrada e
saída. Este rotor, provido de ranhuras, gira por um eixo de acionamento. Cada ranhura do rotor
retém uma palheta retangular chata, que pode mover-se radialmente na ranhura. Quando o rotor
gira, a força centrífuga aciona as palhetas para fora. Devido à excentricidade do rotor em relação
à carcaça da bomba, a entrada de óleo está situada na parte onde as câmaras aumentam de
tamanho e o movimento das palhetas conduz o óleo para a saída da bomba, onde as câmaras
diminuem de tamanho, empurrando-o para o sistema hidráulico.
As bombas de palheta são muito usadas para alimentação de caldeiras e para sistema
óleodinâmicos de acionamento de média ou baixa pressão. São auto-aspirantes e podem ser
empregadas também como bombas de vácuo.
3.3.2 - Bombas Rotativas de Engrenagens
Figura 05 – Bombas rotativas de engrenagens
Esta bomba consiste basicamente de uma carcaça com orifícios de entrada e de saída, e
de um mecanismo de bombeamento composto de duas engrenagens, a engrenagem motora, é
ligada a um eixo que é conectado a um elemento acionador principal. A outra é a engrenagem
movida.
Consiste um par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o
externo da engrenagem e o interior da carcaça. Com o movimento das engrenagens o fluido, que
ocupa o espaço entre dois dentes, é empurrado por estes e escapando pela tubulação de saída. O
que impede o fluido de retornar entre os dentes da engrenagem para a sucção é exatamente o
dente da outra engrenagem, que ocupa o espaço entre os dentes. Quando a velocidade é
constante, a vazão é constante.
Utilizadas no bombeamento de substâncias líquidas e viscosas, lubrificantes ou não, as
bombas rotativas podem ser de engrenagem interna, quando uma engrenagem externa contém
dentes que se engrenam na circunferência interna de uma engrenagem maior, ou engrenagem
externa, devido a suas engrenagens conterem dentes em suas circunferências externas. Estas, por
vezes também chamadas de bombas de dentes-sobre-dentes e podem ser de engrenagem
helicoidal, de dentes retos ou em forma de espinha de peixe.
3.3.3 - Bombas Rotativas de Lóbulos
Figura 06 – Bombas rotativas de lóbulos
Esta bomba funciona seguindo o princípio da bomba de engrenagens de dentes externos,
quer dizer, ambos os elementos giram em sentidos opostos, com o que se consegue aumentar o
volume e diminuir a pressão e por isso conseguir a aspiração do fluido. Podem ter dois, três ou
até quatro lóbulos, conforme o tipo. Por ter um rendimento maior, as bombas de três lóbulos são
as mais comuns. Giram-se os dois elementos, um é impulsionado diretamente pela fonte de
energia, e a outras através de engrenagens de sincronização. Enquanto que os elementos giram, o
líquido fica apanhado entre dois lóbulos de cada rotor e as paredes do compartimento da bomba,
e se transporta do compartimento de sucção para a descarga da bomba. À medida que o líquido
sai do compartimento de sucção, a pressão no compartimento baixa, e mais líquido adicional é
forçado a deslocar-se para o compartimento do depósito.
Estas bombas são muito usadas no bombeamento de produtos químicos, líquidos
lubrificantes ou não-lubrificantes de todas as viscosidades.
3.3.4 - Bombas Rotativas de Parafuso
Figura 07 – Bombas rotativas de parafuso
Consiste de uma bomba contendo entre um a três parafusos de formato helicoidal que
realizam movimentos sincronizados através de engrenagens dentro de uma caixa de óleo ou
graxa para lubrificação, onde, por tal motivo, são silenciosas e sem pulsação.
O fluido é admitido pelas extremidades e, devido ao movimento de rotação e aos filetes
dos parafusos, que não têm contato entre si, é empurrado para a parte central onde é
descarregado. Essas bombas são muito utilizadas para o transporte de produtos de viscosidade
elevada.
4. BOMBAS CINÉTICAS
Figura 08 – Rotor e conjunto bomba-motor
As bombas cinéticas fornecem energia continuamente a um fluido que escoa pelo interior
dos elementos da bomba. Esta transmissão de energia é frequentemente realizada por um órgão
rotatório dotado de pás (rotor), o qual recebe o fluído pelo seu centro e o expulsa pela periferia,
pela ação da força centrífuga, daí o seu nome mais usual.
Essa aceleração não possui a mesma direção e o mesmo sentido do movimento do líquido
em contato com as pás. A descarga gerada depende das características da bomba, do número de
rotações e das características do sistema de encanamentos.
As bombas cinéticas são também chamadas de bombas rotodinâmicas e de turbobombas.
Há diversas formas de bombas cinéticas. Entre elas, há as bombas centrífugas radiais (a
movimentação do fluído dá-se do centro para a periferia do rotor, no sentido perpendicular ao
eixo de rotação) bombas centrífugas de fluxo misto (hélico-centrífugas - o movimento do fluído
ocorre na direção inclinada (diagonal) ao eixo de rotação) e as bombas centrífugas de fluxo axial
(helicoidais - o movimento do fluído ocorre paralelo ao eixo de rotação. Todas elas transmitem
energia ao fluido empregando a conversão de energia mecânica em energia cinética, podendo ser
esta convertida em energia de pressão ou energia potencial.
4.1 - Bombas de Fluxo Radial
Neste tipo de bomba a movimentação do fluído dá-se do centro para a periferia do rotor,
no sentido perpendicular ao eixo de rotação. O líquido penetra no rotor paralelamente ao eixo,
sendo dirigido pelas pás para a periferia, segundo trajetórias contidas em planos normais ao eixo.
Quando a pressão a ser gerada for muito elevada, as bombas centrífugas podem ter dois ou mais
rotores fechados; são as bombas de duplo ou múltiplo estágio. A água que sai do primeiro rotor é
conduzida para o segundo rotor, de onde sai com a pressão aumentada.
Essas bombas são usadas no bombeamento de água limpa, água do mar, condensados,
óleos, lixívias, para pressões até 16 Kgf/cm³ e temperaturas até 140 °C.
4.2 - Bombas de Fluxo Misto
Nesta de bomba são combinados os princípios das bombas radiais e axiais e o
caminhamento da água é helicoidal, o líquido penetra no rotor, atingindo as pás cujo bordo de
entrada é curvo e inclinado em relação ao eixo; segue uma trajetória que é uma curva reversa,
pois as pás são de dupla curvatura, e atinge o bordo de saída que é paralelo ao eixo ou
ligeiramente inclinado em relação a ele. Sai do rotor segundo um plano perpendicular ao eixo ou
segundo uma trajetória ligeiramente inclinada em relação ao plano perpendicular ao eixo. A
pressão é comunicada pela força centrífuga e pela ação de "sustentação" ou "propulsão" das pás.
As bombas de eixo prolongado para a extração de água de poços profundos são
geralmente do tipo de fluxo misto e quase sempre de vários estágios.
4.3 - Bombas de Fluxo Axial:
Os movimentos dos líquidos seguem no sentido do eixo do rotor onde suas trajetórias
começam paralelamente ao eixo e se transformam em hélices cilíndricas. Forma-se uma hélice
de vórtice forçado, pois, ao escoamento axial, superpõe-se um vórtice forçado pelo movimento
das pás. O eixo, em geral, é vertical, e por isso são conhecidas como bombas verticais de coluna.
Esses tipos de bombas são muito utilizados em ao bombeamento de grandes vazões e
reduzidas alturas, como captações de água de mananciais de superfície com pequena altura de
elevação. Outra característica é que possuem difusor de pás guias.
Segundo o número de rotores usados em bombas, podemos ter os seguintes modelos:
4.4 - Bomba de simples estágio
Estas bombas possuem apenas um rotor e o fornecimento de energia ao líquido é feito em
um único estágio que é constituído por um rotor e um difusor.
4.5 - Bombas de múltiplos estágios:
Com grande altura de elevação o liquido passa por dói ou mais rotores fixados ao mesmo
eixo e colocados em uma caixa que permite o escoamento. Cada passagem do liquido em cada
rotor é um estagio.
Já, de acordo com o número de entradas para aspiração, existem modelos de bombas que
são utilizados para aplicações diversas, como por exemplo.
4.6 - Bomba de aspiração simples ou entrada unilateral
Quando o sentido de entrada do líquido se faz de um lado e pela abertura circular na
abertura do rotor.
4.7 - Bomba de aspiração dupla ou entrada bilateral
Neste sistema, o rotor recebe o líquido por dois sentidos opostos, paralelamente ao eixo
de rotação. Equivale a dois rotores em paralelo que, teoricamente, são capazes de elevar uma
descarga dupla da que se obteria com o rotor simples. O empuxo longitudinal do eixo é
equilibrado nas bombas de rotores bilaterais.
A definição ou escolha de uma bomba centrífuga é feita essencialmente através de vazão
de bombeamento e da altura manométrica total capaz de ser produzida pela bomba a essa vazão.
Outras grandezas também consideradas são a altura manométrica de sucção, a potência absorvida
e a eficiência.
5. MOTORES HIDRAULICOS
Motores Hidráulicos se diferenciam dos demais motores pela sua construção,
característica e aplicabilidade, características estas encontradas no volume de absorção, na
pressão máxima, nas faixas de rotações e torques desejados.
São atuadores rotativos que convertem a energia da água fornecida ao motor em energia
mecânica em forma de torque e rotação. Possuem inúmeras vantagens sendo classificados em
motores hidráulicos de vazão fixa e motores hidráulicos de vazão variável. Porém, o fator de
importância para um projeto é saber que torque e rotação um motor hidráulico poderá fornecer e
pela sua construção qual é o mais recomendado. Além do torque e rotação caracterizam-se os
pela velocidade, volume de absorção e limite de pressão máxima.
Os motores hidráulicos são usados para variadas aplicações como motores de rodas para
veículos militares, tornos autopropulsados, propulsão e misturadoras e agitadoras, laminadoras
entre outros. Também, nos últimos anos se usam em atrações para alcançar grandes velocidades
em pouco tempo.
As principais grandesas observadas em um motor hidráulico são as seguintes:
Velocidade (Rotação): A velocidade um motor costuma ser dada em rotação por minuto
depende da vazão fornecida ao motor. Referente a altas ou baixas velocidades, são poucos os
motores que podem ser utilizados.
A velocidade pela qual o eixo de um motor gira, é determinada pela expressão:
Torque: O torque é um esforço rotativo indicando que há uma força presente a uma dada
distância do eixo motor. Pode-se considerar que a velocidade de um motor hidráulico é
inversamente proporcional ao seu torque, os motores, mais lentos são projetados para fornecer
alto torque mesmo nas baixas rotações.
Volume de absorção: É a quantidade de fluido que o motor aceitará para revolução ou
então, a capacidade de uma câmara multiplicada pelo número de câmaras que o mecanismo
contém.
Velocidade do eixo do motor (RPM ) = Vazão (l/mm)x1000
Volume de absorção ( )
Torque = Força x distância ao Eixo
Os motores hidráulicos convertem energia hidráulica em mecânica. Como ocorre nas
bombas hidráulicas, nos motores hidráulicos existe uma multiplicidade de princípios e tipos
construtivos. Mas nenhum em especial pode satisfazer de modo otimizado à todas
especificações. É necessário escolher o motor para cada caso, segundo a sua necessidade.
TIPOS DE MOTORES
Motores de engrenagem
Figura 09 – Motor de engrenagem
Os motores de engrenagem são de tamanho reduzido e podem girar nos dois sentidos,
porém, são ruidosos, podem trabalhar a altas velocidades, mas de forma análoga aos motores de
paleta, seu rendimento cai em baixas velocidades.
Este motor desenvolve torque devido à pressão aplicada nas superfícies dos dentes das
rodas dentadas que giram ao mesmo tempo, sendo apenas uma delas ligada ao eixo do motor.
A rotação do motor é invertida quando se inverte a direção do fluxo, diferente do
deslocamento que é fixo e é igual ao volume entre os dois dentes multiplicado pelo número de
dentes. As rodas não são balanceadas hidraulicamente em relação à pressão que quando alta na
entrada e baixa na saída provocam altas cargas laterais no eixo, bem como nas rodas dentadas e
nos rolamentos que as suportam.
As vantagens principais de um motor de engrenagens são: sua simplicidade e sua maior
tolerância à sujeira; porém tem menor eficiência. São muito utilizados na hidráulica móbil e na
tecnologia agrícola, para acionar correias transportadoras, disco dispersador, ventiladores, fusos
transportadores e ventoinhas.
Volume de absorção = volume máximo da câmara x número de câmaras
Motores hidráulicos de palhetas
Figura 10 - Motor de palhetas
Os motores hidráulicos contem a mesma estrutura das bombas de palhetas, mas o
movimento radial dos motores de palhetas deve ser forçado, enquanto que nas bombas se deve a
força centrifuga. Neste motor energia de trabalho hidráulico é transformada em energia mecânica
rotativa, que é aplicada ao objeto resistivo por meio de um eixo. O motor tipo palheta consiste de
um rotor e de palhetas que podem deslocar-se para dentro e para fora nos alojamentos das
palhetas.
O rotor do motor é montado em um centro que está deslocado do centro da carcaça e seu
eixo está ligado a um objeto que oferece resistência. Conforme o fluido entra pela conexão de
entrada, a energia de trabalho hidráulica atua em qualquer parte da palheta exposta no lado de
entrada. Uma vez que a palheta superior tem maior área exposta à pressão, a força do rotor fica
desbalanceada e o rotor gira.
Conforme o líquido alcança a conexão de saída, onde está ocorrendo diminuição de
volume, o líquido é recolocado.
Antes que um motor deste tipo possa operar, as palhetas devem ser estendidas
previamente e uma vedação positiva deve existir entre as palhetas e a carcaça. Essa extensão das
palhetas pode ser feita por meio de molas, de modo que elas permaneçam continuamente
estendidas ou então através do deslocamento da pressão hidráulica para o lado inferior das
palhetas.
Motores de pistões radiais com apoio interno dos pistões
Figura 11 - Motor de pistões radiais com apoio interno dos pistões
O princípio de funcionamento é semelhante ao dos axiais, mas nos motores de pistões
radiais o par se consegue devido à excentricidade, que faz que o componente transversal da força
que o pistão exerce sobre a carcaça seja distinto em duas posições diametralmente opostas,
dando lugar a uma resultante não nula que origina o par de giros.
Os cilindros e pistões são montados em estrela em torno do eixo excêntrico central.
Conforme a posição do eixo excêntrico, dos 5 pistões, 2 ou 3 estão ligados com a entrada (lado
da pressão), e o restante dos pistões ligados com a saída (lado do reservatório).
As câmaras dos cilindros são alimentadas com fluido de pressão através de um comando
que consiste na placa de comando e da válvula distribuidora sendo a placa de comando unida
com a carcaça, e a válvula distribuidora gira junto com o eixo excêntrico na mesma rotação. Esta
válvula contém furos que fazem a ligação para a placa de comando e para as câmaras dos
pistões.
A transmissão da força do pistão sobre o eixo excêntrico poderá ocorrer de varias
maneiras onde os pistões são guiados na carcaça e apóiam-se no eixo excêntrico através de anéis
de conformação especial.
Durante o movimento rotativo do eixo, ocorre um movimento relativo entre o pistão e o
anel e com uma superfície de apoio do pistão equilibrada estaticamente há uma redução do atrito,
ou seja, as superfícies de contato no excêntrico e na carcaça são aliviadas hidrostaticamente, de
modo que o atrito é mínimo. Esta construção possibilita alto rendimento e um bom
comportamento em baixas rotações. Apoiados sobre uma superfície esférica, os pistões e os
cilindros seguem isentos de forças transversais, no eixo excêntrico. Numa outra a execução a
pressão de trabalho atua sobre o eixo excêntrico.
Volume de absorção: 10 até 8500 cm³
Pressão máxima: até 300 bar
Faixa de rotações: 0,5 até 2000 minˉ¹ (conforme TN)
Torque máximo: até 32000 Nm
Motores de pistões radiais conforme o princípio de cursos múltiplos.
Figura 12 - Motor de pistões radiais de curso múltiplo com apoio externo dos pistões
Os pistões apóiam-se sobre o cames através dos roletes dos pistões; no acionamento a
câmera do cilindro é alimentada com o fluido de pressão através dos furos axiais, cada pistão
recebe a escoa do fluido de pressão quantas vezes forem os perfis da carcaça de curso do cames,
assim o transformando em movimento rotativo. O trabalho dos pistões contra o cames é
transmitido por um estriado ao eixo, transformando-o em movimento rotativo mecânico. O que
determinará a rotação em uma pressão contínua será a forma do perfil da curva de curso.
Pressão – 450 bar
Volume de absorção – 200 até 8000
Motores de pistões axiais de disco inclinado
Figura 13 - Motor de pistões axiais de disco inclinado
Os pistões vão dispostos na direção do eixo do motor, sendo montados axialmente ao
eixo e o conjunto rotativo de disco inclinado é uma unidade de deslocamento, apoiando-se sobre
um disco inclinado. O líquido entra pela base do pistão e o obriga deslocar-se para fora. Como a
cabeça do pistão tem forma cilíndrica e se apóia sobre uma superfície inclinada, a força que
exerce sobre ela se decompõe segundo a direção normal e segundo a direção tangencial à
superfície. Esta última componente a obrigará a girar, e com ela o eixo sobre a que vai montada.
Variando a inclinação da placa ou o basculamento entre o eixo de entrada e saída se pode variar
a cilindrada e com ela o par e a potência.
O fluido de pressão é conduzido na entrada e os pistões realizam um movimento
planetário de curso e levam junto o cilindro, que gira em conjunto com o eixo devido ao estriado
no mesmo deslocando o fluido para o lado da baixa pressão (saída), para o sistema.
Volume de absorção: 10 até 1000 cm³
Pressão máxima: até 350 bar
Faixa de rotações: 50 até 5000 minˉ¹ (conforme TN)
Torque máximo: até 41000 Nm
Motor hidráulico de eixo inclinado
Figura 14 - Motor de pistões axiais de eixo inclinado
Neste modelo de motor, temos um eixo inclinado, assim o pistão é montado inclinado em
relação ao eixo de acionamento, essa característica favorece para a utilização como bomba ou
motor hidráulico, de volume deslocado constante ou variável tendo uma excelente utilidade
como motor hidráulico, mantendo uma continuidade de sucção mesmo em altas rotações além da
possibilidade de montagem em construção aberta e características positivas de autocavitação.
O ângulo de inclinação da unidade de volume de deslocamento constante é definido pela
carcaça e com isso é fixo. Numa unidade variável este ângulo é variável dentro de determinados
limites. Através da alteração deste ângulo temos como resultante um curso diferente do pistão e
com isso o volume de deslocamento é alterado.
Utilizamos o motor de vazão constante em circuito aberto e também fechado com um
ângulo de inclinação fixo e o sentido de rotação de saída possível nos dois sentidos.
Agora, quando se faz necessário, podemos utilizar um motor de vazão variável também
em um circuito aberto e fechado, porem aqui utilizamos uma inclinação unilateral ou ainda
ângulo de inclinação variável sem escala e o sentido de rotação de saída possível nos dois
sentidos.
Durante a torção mecânica tem-se a transformação da pressão de trabalho e o volume
deslocado. A pressão é determinada pela resistência da marca acoplada ao motor hidráulico. Esta
carga corresponde ao momento de torção exigido no eixo.
Motor de pistões axiais de curso múltiplo e caraça estacionária
Figura 15 - Motor de pistões axiais de curso múltiplo e carcaça estacionária
Neste motor, a curva de curso é unida com a carcaça e é nesta carcaça que estão o
comando e as conexões podendo ainda, neste motor, ser instalada uma segunda ponta de eixo ou
a montagem de freios. O grupo rotor/pistões está acoplado ao eixo, através do estriado. Cada
pistão realiza vários cursos por rotação do eixo.
Volume de absorção: 200 até 1500 cm³
Pressão máxima: até 250 bar
Faixa de rotações: 5 até 500 min-1
6. INSTALAÇÃO DOS MOTORES HIDRÁULICOS
Quando instalamos motores hidráulicos devemos ficar atentos a diversos detalhes, por
exemplo, atentar para a verificação quanto a aplicação e custo considerando-se os limites de
velocidade de operação, sendo a velocidade mínima a de saturação, ou seja, a menor velocidade
com a qual o motor permite a aplicação do momento de torção máximo; a potência desejada; o
tamanho; os limites de pressão do sistema e a direção de rotação.
Alem de todos estes cuidados iniciais, na instalação deve-se realizar uma lavagem inicial
e uma pré-lubrificação, observando-se a direção de rotação e as posições de pressão e “sucção”.
O erro de uma ligação poderá ocasionar a expulsão dos retentores e destruição dos elementos
móveis.
Já se for deixar este motor algum tempo inoperante aconselha-se a vedar os orifícios com
tampas, que serão removidas no instante da instalação deste. Estes cuidados contribuem para
manter limpo todo sistema. Deve-se ainda manter alinhados os eixos e acoplamentos e os dutos a
fim de evitar desgastes localizados.
7. CONCLUSÃO
A hidráulica é um recurso amplamente utilizado em praticamente todos os setores da
engenharia, ela está presente em nossas vidas e é um assunto que devemos estudar a fundo.
Esperamos que com este trabalho todos os nossos objetivos tenham sido alcançados que
tenhamos esclarecido as principais dúvidas sobre bombas e motores hidráulicos e muito alem
disso, contribuído para uma melhor simplificação do tema proposto a fim de garantir o
entendimento de diversas pessoas que utilizarem deste artigo para desenvolver ainda mais seus
conhecimentos.
Os usos destes equipamentos são vitais para a indústria e desenvolvimento do mundo
atual se tornando indispensáveis para o progresso.
8. BIBLIOGRAFIA
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