Motores e Bombas Hidráulicas

INTRODUÇÃO

A primeira necessidade que o ser humano teve em utilizar uma bomba foi  na agricultura. Embora esta  pratica  exista há mais de 10000 anos, de acordo com os primeiros registros sobre irrigação  feito pelos egípcios que, inicialmente, transportavam a água em potes, até que por volta 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 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.

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.

 São incontáveis as vantagens da aplicação dos motores hidráulicos em comparação à outros tipos de motores,   fatores como peso, potência e a forma de utilização : 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. 

FUNCIONAMENTO DO MOTOR HIDRÁULICO

 Para funcionar, o motor hidráulico deve receber um fluído, que chega canalizado em tubos hidráulicos pressurizados pela bomba hidráulica, sendo que o líquido é armazenado em um reservatório. Um motor de combustão interno colabora para que a bomba hidráulica da unidade do fluido seja encaminhada para o motor hidráulico.

Desse modo, o líquido que se move sob pressão gira o motor, uma vez que flui através dele e, depois, retorna para o reservatório. O  ciclo se repete, assim, é o motor é mantido em funcionamento. Tudo isso acontece graças a um conjunto de partes distintas, como a bomba hidráulica, válvulas e mangueiras. A bomba hidráulica é usada para conduzir o fluido, sendo que a bomba de engrenagem é o modelo mais comum para trabalhar com um motor hidráulico

A bomba de engrenagem envolve duas engrenagens, sendo que a sua ação rotatória contribui para empurrar o óleo da entrada até a saída.

Como funciona o motor hidráulico 

Existem diferentes tipos de motores hidráulicos, entre os mais comuns, estão:

Motores de engrenagem: Formado por duas engrenagens conectadas em uma caixa retangular, com tubos em lados opostos (entrada e saída). Um fluído de alta pressão é introduzido no local, fluindo através da periferia, nas pontas dos dentes da engrenagem e da parede da caixa permitindo que  as engrenagens girem enquanto  seus dentes conectados evitam que o óleo retorne, ocorrendo, assim, uma rotação contínua.

Motores de aleta: Tem um único rotor (que gira em torno do seu próprio eixo, criando movimento de rotação) com aletas (pás) que saem de um compartimento. Além disso, há duas portas de entrada, situadas em lados opostos do motor, com duas portas de saída entre elas. Quando uma pá está próxima de uma porta de entrada, move-se contra a parede da caixa, assim, o óleo segue empurrando as pás e o motor é girado pela pressão do fluido. A vantagem desse tipo de motor é ser mais barato, porém, é menos eficiente e não tolera bem baixas velocidades. Além disso, há duas portas de entrada, situadas em lados opostos do motor, com duas portas de saída entre elas. Quando uma pá está próxima de uma porta de entrada, move-se contra a parede da caixa, assim, o óleo segue empurrando as pás e o motor é girado pela pressão do fluido. 

Motores de pistão: é constituído por um tambor de cilindro contendo uma série de pistões. O óleo de alta pressão é compelido no centro do tambor, assim, é difundido aos diferentes pistões, que são forçados para fora de encontro a uma placa angular. Impelindo a placa em um ângulo, os pistões giram a placa e geram o torque. Esses modelos são mais eficientes que os motores de aleta e são mais duráveis, além de serem mais propícios a altas pressões e baixas velocidades, porém, têm custo mais elevado.

Aplicações dos motores hidráulicos

Os motores hidráulicos são usados ​​em diversos procedimentos, uma vez que sua aplicação é ampla. Pode ser usado em unidades de gruas, guinchos, veículos militares, escavadeiras, trituradores de carros, fornos, cortadores de trincheira, unidades de alimentação e transporte, plataformas de perfuração, unidades de agitador e misturador, unidades de biodigestores, entre muitas outras funções.

FUNÇÃO

Transformar a energia hidráulica em mecânica sob a forma de um torque que faz girar o eixo. É aplicado em vários tipos de equipamentos, podendo ter uma variedade imensa de modelos no mercado, com medidas de eixos diferentes, vazão, medida de conexões e muitos detalhes que fazem esse item ser um produto com uma enorme variedade de aplicações;

Ø Possui varias vazões que são medidas por CM³;
  Ø Tem como sua principal função ser aplicado em redutores, portas, maquinas, rodas e muito mais sendo acoplado por uma flange com eixo de 1 polegada Chavetado.
   Ø As vazões do  variam muito, pode ir de 50cm³ até 400 cm³.
  Ø Para facilitar a instalação, possui entrada e saída de óleo em sua parte lateral ou traseira, aonde há uma diversidade de medidas de rosca;
 Ø O Funcionamento com altos torques e baixas velocidades, permite em muitas aplicações realizar um acionamento direto sem necessidade de reduções;
 Ø Tem uma alta capacidade de carga,possui usinagem de precisão para alta eficiência e, em conseqüência, baixo consumo de combustível, 
são ideais para a agricultura, construção de estradas, construção civil, florestal, e redutores de guincho plataforma. 

Construídas em ferro fundido para garantir alta resistência e durabilidade, as engrenagens e eixos são integrais com mancais que lhe  asseguram um excelente rendimento e confiabilidade.

  DIFERENCIAÇÃO

Motores Hidráulicos se diferenciam dos demais motores pela sua construção, aplicabilidade e  características encontradas no volume de absorção, na pressão máxima, nas faixas de rotações e  nos torques desejados.

São atuadores rotativos que convertem a energia da fluido fornecida ao motor em energia mecânica na 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, rotação, velocidade, volume de absorção e limite de pressão máxima um motor hidráulico poderá fornecer  pela sua construção qual é o mais recomendado.  

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 e 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:

Velocidade do eixo do motor (RPM ) =              Vazão (l/mm)x1000                             Volume de absorção(cm³)

 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.

Torque = Força x distância ao Eixo

 

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.

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.

Volume de absorção =  volume máximo da câmara x número de câmaras

TIPOS DE MOTORES

            

Motor de engrenagem

Os motores de engrenagem são de tamanho reduzido e podem girar nos dois sentidos, são ruidosos e podem trabalhar em 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;em contrapartida possuem menor eficiência. São muito utilizados na hidráulica móbil e na tecnologia agrícola, para acionar correias transportadoras, disco dispersador, ventiladores, fusos transportadores e ventoinhas.

Motores hidráulicos de palhetas

Motor de palhetas

Os motores hidráulicos contém 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.

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 apoiados 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

Motor de pistões radiais de curso múltiplo com apoio externo dos pistões

Os pistões apoiam-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     

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

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

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

BOMBA HIDRÁULICA

As bombas hidráulicas são amplamente usadas na indústria e fazem parte de um sistema ainda maior, sendo uma parte que trabalha em conjunto com outras peças para funcionar. Esse dispositivo é também chamado de Máquina Hidráulica Operatriz, em outros termos, máquinas que recebem energia potencial e transformam parte desta potência em energia cinética (movimento) e energia de pressão (força).

Essas duas energias são enviadas a um fluído bombeado dentro de um sistema. Essa transmissão pode se dar através do aumento de pressão, aumento de velocidade, aumento de elevação ou combinações entre as diferentes formas em energia. Resumidamente, a bomba hidráulica, como diz o próprio nome, bombeia um líquido hidráulico, geralmente óleo.

No circuito hidráulico, as bombas são equipamentos rotativos utilizados para converter energia mecânica em energia hidráulica (vazão) em fluidos pressurizados, podendo aumentar sua velocidade (energia cinética) com o objetivo de efetuar ou manter o deslocamento de um líquido por escoamento.

A ação mecânica cria um vácuo parcial na entrada da bomba, permitindo que a pressão atmosférica force o fluido do tanque, através da linha de sucção, a escoar. A bomba, por sua vez, passará o fluido para a abertura de saída, forçando-o, sob pressão,  através do sistema hidráulico.

Em um projeto de uma bomba hidráulica, deve-se sempre considerar o volume de descarga e a pressão.

As bombas fornecem a pressão necessária a um líquido para vencer a resistência ao escoamento num sistema de tubagens. Deve-se lembrar que a bomba fornece fluxo (vazão) e não pressão.

Como funciona uma bomba hidráulica

Para trabalhar, os sistemas hidráulicos fazem uso de fluido comprimido para realizar um trabalho. O mais comum é que esse líquido seja um óleo bastante fino, de um grau especial, que é bombeado para dentro do sistema com o objetivo de produzir pressão por vários tipos de bombas hidráulicas. Estas bombas têm, geralmente, os mecanismos rotativos com tolerâncias pequenas entre as partes móveis e os compartimentos. Em comparação com outros tipos de bombas, a maioria dos tipos de bombas hidráulicas também apresenta baixas velocidades de rotação.

TIPOS

Existem muitos modelos de bombas hidráulicas, mas alguns podem ser considerados os tipos principais, uma vez que são os mais comuns utilizados no setor da indústria. Entre eles, estão os modelos de bombas de engrenagens, os quais são formados por um par de engrenagens que rodam no interior de um compartimento estreito.

Dessa forma, o óleo é colocado de um lado do compartimento e transportado em torno da área exterior entre os dentes de engrenagem e para fora do ponto de descarga no lado oposto. Algumas bombas hidráulicas desse tipo possuem engrenagens de dentes excêntricos externos que giram em volta dos dentes de uma engrenagem interna. Esses modelos de bombas são bastante eficientes e confiáveis, porém, são muito ruidosas.

Já as bombas hidráulicas de palhetas se chamam assim porque são compostas por um conjunto de palhetas constantemente ajustáveis e montadas em um eixo excêntrico dentro de um compartimento fechado. Conforme o eixo se move ao redor da cobertura, as palhetas se ajustam a fim de manter as pontas em contato com a superfície interna da caixa. Já o fluído é colocado no compartimento e é transportado em torno dele, nas palhetas do ponto de descarga, local onde é forçado a sair. Esses modelos são ainda mais eficientes em comparação às bombas de engrenagens.

Outro modelo bastante usado na indústria é a bomba hidráulica de parafuso, que possui um par de engrenagens em espiral situada dentro de um cilindro fechado. Assim, o líquido lubrificante é colocado em uma extremidade do cilindro, sendo forçado ao longo do seu comprimento entre os dentes das engrenagens e as paredes do cilindro. Outros modelos de bombas hidráulicas são as de pistões radiais, de pistão axial e as geradoras.

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 45°, 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.

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.

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.

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.

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 oleodinâmicos de acionamento de média ou baixa pressão. São autoaspirantes e podem ser empregadas também como bombas de vácuo.

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.

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. São muito usadas no bombeamento de produtos químicos, líquidos lubrificantes ou não-lubrificantes de todas as viscosidades.

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.

BOMBAS CINÉTICAS

     

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.

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. 

Bombas de Fluxo Misto

Nesta tipo 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.

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:

Bomba de simples estágio -  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. 

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: 

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.

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.

Aplicações da bomba hidráulica

Assim como a variedade de bombas hidráulicas é grande, o mesmo acontece com as suas aplicações, tendo um amplo uso no ramo industrial. Mas mesmo antes da era industrial, as bombas hidráulicas já eram muito usadas, como para usar os cata-ventos ou rodas d’água no bombeio do líquido para o consumo das cidades, bem como na irrigação e para o consumo animal.

Atualmente, suas aplicações são inúmeras, como nas bombas para irrigação, abastecimento de água, de gasolina e outros combustíveis, bem como em sistemas de condicionamento de ar, refrigeração e no deslocamento de produtos químicos. Elas também são úteis no combate a enchentes, serviços em embarcações e em demais processos industriais, entre outras funções

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.

Além 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.

   Informações recolhidas e organizadas por Hamilton