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Bombas hidráulicas
Prof. Dr. Emílio Carlos Nelli Silva
Prof. Dr. Rafael Traldi Moura
Definição de bomba hidráulica
• Definição:– Máquina responsável por transformar energia
mecânica ou elétrica em energia hidráulica.
– a bomba não gera pressão e sim fluxo. O que gera apressão é a obstrução à passagem do fluido.
• Funcionamento:– A ação mecânica cria um vácuo parcial na entrada da
bomba, o que permite que a pressão atmosféricaforce o fluido do tanque, através da linha de sucção,a penetrar na bomba.
– A bomba passará o fluido para a abertura dedescarga, forçando-o através do sistema hidráulico.
Bombas Hidráulicas 2
Especificação de bombas hidráulicas
• Pressão máxima: a faixa de pressão de uma bomba é determinada pelo fabricante, baseada na vida útil da bomba;
• Deslocamento: volume de líquido transferido durante uma rotação e é equivalente ao volume de uma câmara multiplicado pelo número de câmaras que passam pelo pórtico de saída da bomba, durante uma rotação da mesma. É expresso em centímetros cúbicos por rotação e a bomba é caracterizada pela sua capacidade nominal, em litros por minuto:
• Capacidade de fluxo: expressa pelo deslocamento ou pela saída, em litros por minuto:
• Eficiência volumétrica: Teoricamente, uma bomba desloca uma quantidade de fluido igual a seu deslocamento em cada ciclo ou revolução. Na prática, o deslocamento é menor, devido a vazamentos internos. Quanto maior a pressão, maior será o vazamento da saída para a entrada da bomba ou para o dreno, o que reduzirá a eficiência volumétrica.
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Conversão de Energia
A Conversão de Energia
em Sistemas Hidráulicos é
feita através de motores
hidráulicos e bombas
Conversão de Energia
Bombas hidrodinâmicas (não-positivas) e hidrostáticas (positivas).
Bombas Hidráulicas
Classificação de bombas hidráulicas
• Hidrodinâmica: deslocamento não-positivo (fluxo contínuo).
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– Hidrostática: deslocamento positivo (fluxo pulsante);
Em bombas de deslocamento
não-positivo, não existe contato
direto entre rotor e carcaça,
resultando em vedação inadequada
e portanto grandes variações na
vazão com a diferença de
pressão.
Em bombas de
deslocamento positivo,
a vazão é pouco
influenciada pela
resistência ao
escoamento a jusante.
• São bombas de deslocamento positivo, que fornecem determinada
quantidade de fluido a cada rotação ou ciclo;
• Produzem fluxos de forma pulsativa, porém sem variação de pressão no
sistema.
• A saída do fluido independe da pressão, com exceção de perdas e
vazamentos;
• Praticamente todas as bombas necessárias para transmitir força hidráulica
em equipamento industrial, em maquinaria de construção e em aviação
são do tipo hidrostático.
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Bombas hidráulicas hidrostáticas
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Deslocamento Fixo
- Engrenagens;
- Palhetas;
- Pistões;
- Parafusos.
Deslocamento Variável:
- Palhetas;
- Pistões.
Bombas Hidráulicas
Bombas hidráulicas hidrostáticas
Bomba de Engrenagem
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• Consiste basicamente de uma carcaça com orifícios de entrada e
de saída, e de um mecanismo de bombeamento composto de duas
engrenagens. Uma das engrenagens, a engrenagem motora, é
ligada a um eixo que é conectado a um elemento acionador
principal. A outra engrenagem é a engrenagem movida.
• No lado da entrada, os dentes
das engrenagens desengrenam,
o fluido entra na bomba, sendo
conduzido pelo espaço existente
entre os dentes e a carcaça,
para o lado da saída onde os
dentes das engrenagens se
engrenam e forçam o fluido para
fora do sistema.
Bomba de Engrenagem - esquemática
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Bomba de Engrenagem - construção
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Princípio de deslocamento por Engrenagens
Bomba e motor de engrenagens externas
Utilizada em sistemas hidráulicos
em geral. São:
• Robustas - pressões elevadas;
• Pequena pulsação - baixo nível
de ruído;
• Rendimento total elevado;
• Adaptáveis a grandes variações
de viscosidade;
• Insensíveis a eventuais
partículas sólidas presentes no
fluido;
• Fáceis de montar;
• Resistente aos efeitos de
cavitação;
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Gerotor
Onde:
z = número de dentes
b = largura dos dentes
Bombas Hidráulicas
Princípio de deslocamento por Engrenagens
Bomba e motor de engrenagens internasEngrenages
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Compensação de forças e vazamentos
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Princípio de deslocamento por Engrenagens
Distribuição de pressões
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Princípio de deslocamento por Parafusos
Bombas Hidráulicas
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Princípio de deslocamento por Parafusos
Bomba de Parafusos
Bombas Hidráulicas
Onde:
D = Diâmetro externo do fuso
d = Diâmetro interno do fuso
s = passo da rosca do fuso
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Princípio de deslocamento por Palhetas
Bomba de Palhetas
Bombas Hidráulicas
• Rotor com ranhuras no qual
estão as palhetas;
• Rotor gira e as palhetas são
projetadas conta superfície do
estator por força centrifuga ou de
mola;
• Volume variável para célula entre
duas palhetas;
• Separação entre entrada e saída
é equivalente ao distância entre
duas palhetas consecutivas;
• Deslocamento fixo ou variável;
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Bomba de Palhetas de deslocamento fixo
Bombas Hidráulicas
Princípio de deslocamento por Palhetas
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Bomba celular de
palhetas consiste
em duas câmaras
de sucção e duas
de descarga
diametralmente
opostas.
Bomba de Palhetas de deslocamento fixo compensada
Princípio de deslocamento por Palhetas
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Bomba de palhetas duplas
Bombas Hidráulicas
Estanqueidade, atrito e desgaste
• Para ter boa estanqueidade, a
força de pressão entre palheta e
estator deve ser alta, gerando
desgaste excessivo;
• São alojadas duas palhetas em
cada ranhura do rotor, com
pontas em chanfro;
Princípio de deslocamento por Palhetas
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Princípio de deslocamento por Palhetas
Bomba Celular de
Palhetas com
deslocamento
variável
Com -e < x < +e
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Princípio de deslocamento por Palhetas
Compensação de pressão em bomba variável
Forças de Reação na bomba
Bombas Hidráulicas
Bomba de pistão
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Bomba de pistão
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Máquinas de Pistões Axiais
Máquinas de prato inclinado Máquinas de eixo inclinado
-Tambor rotativo
-Prato rotativo
Bombas Hidráulicas
Bomba de pistão
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Máquinas de Pistões Radiais
Bomba de pistões radiais com compensação de pressão,
acesso interno de fluido e articulação externa dos pistões
Bombas Hidráulicas
Bomba de pistão
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Máquinas de Pistões Radiais
Motor de pistões radiais em estrela, com acesso externo e
articulação interna (sistema Düsterloch)
Bombas Hidráulicas
Bomba de pistão
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Irregularidades em Máquinas Hidrostáticas
Bombas Hidráulicas
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3 Pistões 4 Pistões
6 Pistões 7 Pistões
Bombas Hidráulicas
Irregularidades em Máquinas Hidrostáticas
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Irregularidades em Máquinas Hidrostáticas
Comportamento qualitativo
do deslocamento
volumétrico em uma
bomba de pistões de prato
inclinado.
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Curvas de Operação
Curva de Operação do sistema bomba/válvula de alívio
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Curvas de Operação
Curva de Operação de bomba de deslocamento variável com compensação de pressão
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