O que é uma bomba hidráulica e por que precisamos dela?

Você pode usar maquinário hidráulico – equipado com uma bomba – em diferentes tipos de trabalho, como elevar, pender, abrir, fechar ou girar componentes.

Bombas hidráulicas são fontes de energia para muitas máquinas dinâmicas, sendo capazes de levar grandes quantidade de óleo através dos clindros hidráulicos ou motores hidráulicos. Desta forma, a bomba converte a energia mecânica desta condução (velocidade) em energia hidrostática (fluxo, pressão).

Elas operam de acordo com um princípio de deslocamento, isto envolve a existência de câmaras mecânicas seladas na bomba. Através dessas câmaras, o fluído é transportado da entrada (porta de sucção) da bomba até a saída (porta de pressão). As câmaras seladas garantem que não haverá conexão direta entre as duas portas da bomba. Como resultado, essas bombas se tornam adequadas para operarem em sistemas de alta pressão e são ideais para a hidráulica.


Tipos diferentes de bombas hidráulicas

Bombas hidráulicas são fabricadas dependendo de diferentes funções e requerimentos de sistemas hidráulicos, como operação média, alcance de pressão, tipo de condução, etc. Uma grande variedade de projetos e configurações existem, e consequentemente, nem todas as bombas podem completamente todas as necessidades em grau ótimo. Esses são os três tipos de bombas hidráulicas:

  • Bombas hidráulicas de engrenagem
  • Bomba de engrenagem externa
  • Bomba de engrenagem interna
  • Bomba de engrenagem em anel
  • Bomba de parafuso
  • Bombas hidráulicas de ventoinha
  • Bomba hidráulica de ventoinha de uma câmara
  • Bomba hidráulica de ventoinha de duas câmaras
  • Bombas hidráulicas de pistão
  • Bomba de pistão axial
  • Bomba de pistão radial

Nota: Enquanto as bombas de engrenagem operam com deslocamento de volume fixo, as de ventoinha e pistão podem operar com valores fixos ou variáveis.


Bombas hidráulicas de engrenagem

Uma bomba de engrenagem é utilizado em muitos sistemas hidráulicos, ela possui algumas parte móveis, funciona suavemente e opera muito bem à pressão de até 250 bar. As câmaras de deslocamento são formadas entre a entrada da bomba e a engrenagem rotativa (ou roda de engrenagem, dependendo do modelo).


Bomba de engrenagem externa

Esse tipo é utilizado nas áreas industrial e móvel (elevadores, por exemplo). Para utilizações típicas são as bombas de lubrificação em ferramentas mecânicas, unidades de transferência de fluído e bombas de óleo em motor. Essas bombas possuem algumas características únicas:

  • Baixo peso;
  • Opera em altas pressões;
  • Grande variedade de velocidades;
  • Grande variedade de temperatura e viscosidade (felixibilidade);
  • Baixo custo.

Em uma bomba de engrenagem externa, apenas uma das engrenagens rotativas está conectada ao condutor. A outra está na direção oposta para que os dentes da engrenagem se entreliguem. Com o uso de um bloco de apoio, as engrenagens são posicionadas de tal maneira que se entreligam com o mínimo de espaço livre. O volume é então criado entre os dentes, encaixando paredes e superfícies entre os blocos.

Parâmetros comuns:

  • Volume de deslocamento: 0.2 a 200 cc;
  • Pressão máxima: até 300 bar (dependendo do tamanho);
  • Variedade de velocidade: de 500 a 6000 rpm.

Bomba de engrenagem interna

Este tipo são primariamente utilizados em hidráulicas não móveis (maquinário para plástico, ferramentas mecânicas, prensas, etc.) e em veículos que operam em um espaço limitado (empilhadeiras elétricas, etc.). A bomba de engrenagem interna é exccepcionalmente versátil e também é capaz de lidar com fluídos densos.

Características principais:

  • Pulsação de fluxo baixa;
  • Baixo barulho de operação;
  • Alta eficiência.

Em uma dessas, a engrenagem é conectada ao condutor. Quando ambos rodam, o volume é criado entre a engrenagem, encaixando paredes e peças de preenchimento. O espaço entre a engrenagem aumenta relativamente e lentamente sobre um ângulo de cerca de 120º. Isso faz com que a operação seja quieta e com um fluxo constante.

Parâmetros comuns:

  • Volume de deslocamento: 0.5 a 500 cc;
  • Pressão máxima: até 300 bar (dependendo do tamanho);
  • Variedade de velocidade: de 500 a 3000 rpm (dependendo do tamanho).

Bomba de engrenagem em anel

Esta é primariamente utilizada como um sistema de lubrificação de pressão para máquinas e motores de combustão. Elas também são usadas em sistemas hidráulicos de condução de energia.

Essa bomba é geralmente associada com uma bomba de alta pressão. Os rotores da engrenagem em anel podem ser diretamente construídos no encaixe da bomba de alta pressão, que faz com que seja possível construir unidades muito compactadas. Pequenas bombas duplas são normalmente utilizadas para avanço rápido em prensas largas e equipamento de tensão.

Os rotes possuem um dente a menos que o estator anterior, e o movimento planetário do rotor resulta em compressão e descompressão das câmaras de deslocamento com o encaixe.


Bomba de parafuso

Similares às bombas de engrenagem interna, as bombas de parafuso possuem um nível de barulho em operação muito baixo. Entretanto, ela são utilizadas em sistemas hidráulicos em locais como teatros e casas de ópera.

O volume de deslocamento da bomba de parafuso é o maior dentre todas as bombas de engrenagem. Elas contém 2 ou 3 engrenagens helicoidais com encaixe, e portanto, são conhecidas também como bombas de engrenagem helicoidais.

Parâmetros comuns:

  • Volume de deslocamento: 15 a 3500 cc;
  • Pressão máxima: até 200 bar (dependendo do tamanho);
  • Variedade de velocidade: de 500 a 3500 rpm (dependendo do tamanho).

A engrenagem helicoidal que é conectada ao condutor possui uma rosca no sentido horário, assim, o movimento rotatório é transmitido além das engrenagens helicoidais, que possuem contadores de rosca em sentido horário. A câmara de deslocamento é formada entre os segmentos e encaixe da bomba.


Bombas hidráulicas de ventoinha

As bombas de ventoinha encontram seu uso em máquinas de fundição e moldagem por injeção na indústria, bem como também em maquinário de construção de estradas.
Elas operam em um fluxo de pulsação muito menor e constante, como tal também produzem menos barulho enquanto mantém uma velocidade relativamente alta.

Características principais:

  • Fluxo baixo de pulsação;
  • Níveis muito baixos de barulho;
  • Grande variedade de velocidades;
  • Grande varidade de viscosidade.

A pressão operacional das bombas de ventoinha geralmente não excedem 175 bar. Entretanto, em bombas especialmente projetadas a pressão operacional pode ir de 200 a 300 bar. Elas estão disponíveis com uma única câmara de ventoinha ou duas.

Ambos os tipos usam as mesmas partes (rotor e ventoinha). A ventoinha pode ser movida radialmente com o rotor, e a força centrífuga do rotor empurra a ventoinha até seu encaixe. A diferença entre esses dois tipos é a forma do anel de lançamento que limita o movimento das ventoinhas.

Parâmetros comuns:

  • Volume de deslocamento: 6 a 640 cc;
  • Pressão máxima: até 200 bar;
  • Variedade de velocidade: de 500 a 3000 rpm.

Bomba hidráulica de ventoinha de uma câmara

Em uma bomba hidráulica de ventoinha de uma câmara, o movimento de lançamento das ventoinhas é limitado pelo anel com uma pista interna circular. A posição desse assim chamado anel de lançamento é central a respeito do rotor, resultando em uma mudança de volume de deslocamento das câmaras. O deslocamento é criado pelo rotor, duas ventoinhas, a superfície externa do anel e os discos de controle em um lado.

A pressão do sistema está apenas em um dos lados do rotor, isto causa um carregamento significativo dos rolamentos. Para diminuir esse carregamento, as forças atuantes no rotor devem ser balanceadas. Este é o motivo do porque as bombas hidráulicas de ventoinha de duas câmaras foram projetadas.


Bomba hidráulica de ventoinha de duas câmaras

Para as bombas hidráulicas de ventoinha de duas câmaras, o processo de preenchimento das câmaras (sucção) e esvaziamento tem o mesmo princípio das de uma câmara. Nesse caso, entretanto, o anel de lançamento possui uma dupla superfície interna excêntrica. O rotor pode ser colocado no eixo do estator por causa dessas superfícies.

Esta configuração faz com que cada ventoinha carregue dois lanamentos por rotação do eixo. Todos os carregamentos em radial do rotor são neutralizados (duas portas de pressão em cada lado oposto). O resultado final é que as duas bombas foram construídas juntas como uma só. Devido ao motor excêntrico duplo do estator, dois processos de deslocamento ocorrem por rotação.


Bomba de ventoinha de deslocamento variável

Apenas bomba hidráulica de ventoinha de uma câmara está disponível como um tipo de variação de deslocamento de volume. Movendo o estator (anel de lançamento) com um ajuste de parafuso, é possível adaptar o tamanho das câmaras de deslocamento. Quando o eixo do rotor é posicionado no centro do anel de lançamento, todas as câmaras formadas possuem tamanho igual e a saída de fluxo da bomba é nula.

Três dispositivos de posicionamento podem ser utilizados:

  1. Parafuso de ajustamento horizontal para o volume de lançamento: o volume de deslocamento é diretamente determinado pela distância entre o anel de lançamento e a bomba do rotor.
  2. Parafuso de ajustamento de altura: este muda a posição vertical do anel de lançamento, que diretamente afeta a resposta dinâmica da bomba e barulho.
  3. Parafuso de montagem para operação de máxima pressão: ajusta a quantidade de energia de pré tensionamento que determina a pressão máxima de operação.

O fluxo de saída da bomba pode ser controlado e ajustado mecanicamento (diretamente com um parafuso de ajuste de bomba). Também é possível controlá-lo de outras formas, como por exemplo uma combinação de controles elétricos e hidráulicos.


Bombas hidráulicas de pistão

Bombas hidráulicas de pistão podem aguentar grandes fluxos em um sistema de pressão hidráulica. Aplicações usuais são as móveis, em equipamentos de construção, energia marinha auxiliar, metalurgia, estamparia, ferramentas de máquinas e equipamento em campo de petróleo.

Nessas bombas, o pistão precisamente desliza para o lado e de volta aos cilindros, que são parte da bomba hidráulica. As propriedades de vedação dos pistões são excelentes.

Características principais:

  • Tamanho compactado;
  • Densidade energética alta;
  • Ótima eficiência e confiabilidade;
  • Alta velocidade e movimento de torção;
  • Operação em alta pressão.

Bombas hidráulicas de pistão operam em níveis volumétricos muito altos eficientemente, devido ao pouco índice de vazamento de fluído. Os êmbolos podem consistir de válvulas de sucção até portas de pressão, ou canais de entrada e saída. Bombas de pistão com válvulas de portas são mais adequadas a sistemas de alta pressão por sua melhor característica de vedação.


Bomba de pistão axial

O projeto de uma unidade de pistão axial é baseado em dois importantes princípios. Primeiro, o design da bomba de pistão axial pode ser utilizado com princípio de prato marulhado ou design de eixo curvo. Segundo, os parâmetros do sistema hidráulico são levados em conta: a utilização é para tomar lugar em um circuito de loop aberto ou fechado de grande importância.

Em circuitos de loop fechado, a linha de retorno está abaixo da pressão. Isto deve ser incorporado ao projeto das unidades de pistão axial em sistemas de loop fechado. Também é indispensável ter uma bomba de volume hidráulico de deslocamento em operação nesses sistemas. Em uma configuração fixa de deslocamento de volume, a unidade de pistão axial pode ser usada tanto quando bomba quanto motor.

No design de eixo curvo, o volume de deslocamento é dependente do ângulo do suporte giratório: os pistões se movem com os furos do cilindro quando o eixo rotaciona. No projeto de prato marulhado, a rotação dos pistões é suportada pelo próprio prato; o ângulo determina o lançamento do pistão.

Parâmetros comuns:

  • Volume de deslocamento: 5 a 1000 cc;
  • Pressão máxima: até 450 bar;
  • Variedade de velocidade: de 1500 a 11000 rpm.

Bomba de pistão radial

As bombas de pistão radial são usadas em aplicações que envolves altas pressões (pressão operacional acima de 400 bar até 700 bar), como prensas, máquinas para processamento de plástico e ferramentas de máquinas com braçadeiras hidráulicas. Essas são as únicas bombas capazes de trabalhar satisfatoriamente em altas pressões, mesmo com uso contínuo.

Elas estão disponível em duas configurações diferentes. Com bloco de cilindros excêntrico, o pistão rotaciona dentro do anel rígido externo. O eixo excêntrico determina o lançamento dos pistões. Ou, com um eixo excêntrico, a rotação causa uma oscilação radial do movimento do pistão a ser produzida. A maiorias dos modelos possuem um número ímpar de pistões para reduzir a pulsação do fluxo.

Parâmetros comuns:

  • Volume de deslocamento: 0.5 a 100 cc;
  • Pressão máxima: até 700 bar (dependendo do tamanho);
  • Variedade de velocidade: de 1000 a 3000 rpm (dependendo do tamanho).

 

Bomba de pistão de deslocamento variável

A velocidade n (rpm) é o equivalente mecânico do parâmetro de fluxo hidrostático Q (L/min), e pressão p (bar) é o equivalente hidrostático do parâmetro mecânico de torção T (Nm). Essa é a relação entre essas variáveis que permite a sintonização da saída da bomba ao que o sistema hidráulica necessita.

Quando você utiliza uma pressão operada por piloto, eletro-hidráulica ou regulador de pressão, a saída da bomba depende da pressão do sistema, fluxo ou uma combinação de ambos.

Se a pressão do sistema hidráulico atinge acima da pressão pré-configurada, o fluxo da bomba volta a ser zero e a pressão do sistema é mantida constante. Fazendo isso, a perda de energia no sistema é baixa e o consumo de energia do sistema condutor é mínima na pressão máxima.

Selecionar a bomba hidráulica apropriada para sua utilização é sempre um desafio, pois existem diversos tipos de variedades e aptidões. A Omega possui pessoal especializado para que você selecione a bomba com um preço acessível e dentro de seu orçamento.

DEIXE SEU COMENTÁRIO

O seu endereço de email não será publicado Campos obrigatórios são marcados *

*

Você pode usar estas tags e atributos de HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>