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.

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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

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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

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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

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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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