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1 UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP Matheus David de Souza C56466-4 MAQUINAS HIDRAULICAS E PINEUMATICAS: Circuito hidráulica básico GOIÂNIA - GO 2018 2 Matheus David de Souza- C56466-4 MAQUINAS HIDRAULICAS E PINEUMATICAS: Circuito hidráulica básico GOIÂNIA - GO 2018 Relatório sobre os componentes e o funcionamento de um circuito hidráulico básico, no curso de Engenharia mecânica, realizado na Universidade Paulista – UNIP. Orientador: Prof. Thiago Silva 3 RESUMO O relatório serve para exemplificar como é realizado o projeto de um sistema hidráulico na qual tem a finalidade mostrar resumidamente como é o funcionamento de uma bomba durante o seu funcionamento e porque se deve utilizar uma bomba. 4 SUMÁRIO INTRODUÇÃO_________________________________________________05 DESENVOLVIMENTO___________________________________________06 1- Bombas tipo palheta_______________________________________06 2- Bombas tipo pistão radial___________________________________07 3- Bombas tipo pistão axial____________________________________08 4- Bombas tipos engrenagem interna____________________________09 5- Bomba tipo anel dentado___________________________________10 6- Bomba tipo parafuso_______________________________________11 CONCLUSÃO_________________________________________________12 REFERÊNCIAS________________________________________________13 5 Introdução Embora a agricultura esteja em prática há mais de 10000 anos, os primeiros registros que temos de irrigação são devidos aos egípcios. A agricultura foi a primeira razão para o ser humano necessitar de uma bomba. Neste texto estamos considerando como “BOMBA” qualquer dispositivo destinado a recalcar (elevar) água. Atualmente existe vários tipos de bombas que se encaixam em determinados tipos de sistemas na qual são: Centrífuga, Deslocamento positivo (hidrostática) e etc. As bombas que estudaremos serão as bombas hidrostáticas ou com deslocamento positivo são bombas que fornecem determinada quantidade de fluido a cada rotação ou fluido na qual o fluido produzem fluxos de forma pulsante na qual não tem a 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. Imagem 1: exemplo de bombas hidrostáticas Fonte: http://sites.poli.usp.br/d/pmr2481/hid_bombas_hidraulicas.pdf 6 Desenvolvimento As bombas de deslocamento positivo, hidrostáticas ou volumétricas são bombas que possuem uma excelente vedação entre as câmaras de entrada e saída da bomba na qual a quantidade de fluido liberado está diretamente ligado a rotação do motor, ou seja a vazão depende da rotação do motor pensando nisso temos vários tipos de bombas hidrostáticas entre elas são: • Bomba tipo palheta; • Bomba tipo pistões radiais; • Bombas tipos pistões axiais; • Bomba de engrenagem interna; • Bomba de anel dentado; • Bomba tipo parafuso. 1. Bomba tipo palheta. As bombas tipo palheta são bomba utilizada em maquina industrial instalada em locais fechados na qual sua principal vantagem é que não faz muito barulho na qual tem uma durabilidade maior que as de engrenagem. A bomba de palhetas é utilizada também em bombas hidráulicas de alta pressão, bombas de supercompressão, direção assistida e no câmbio automático. Até as máquinas dosadoras de refrigerantes e máquinas de café expresso possuem bomba de palhetas. Em caminhões e na maioria dos aviões leves, a bomba de palheta também é essencial para um bom funcionamento, principalmente na frenagem (caminhões) e nos instrumentos de voos, como giroscópios e indicador de rumo. É muito comum a bomba de palheta ser aplicada em gás de baixa pressão, como injeção secundária de ar, como objetivo de controlar a emissão de exaustão, como condicionadores de ar e secadores a frio de laboratórios. A bomba de palhetas também pode ser usada em sistemas de deposição química de vapor e em experimentos com vácuo. 7 Imagem 2: Bomba Palheta Fonte: http://www.serthi.com.br/bomba-palheta 2. Bombas tipo pistões radiais Uso de uma bomba de pistão radial uma bomba de pistão radial utiliza da bomba. uma bomba de pistão radial difere-se de uma bomba de pistão axial pela forma como os pistões e cilindros estão dispostos paralelamente ao eixo de transmissão. Em uma bomba de pistão radial, pistões e cilindros múltiplos estão alojados num bloco de cilindros uniformemente espaçados em torno do eixo de transmissão. Há tipicamente um anel de rolamento, fora do centro em relação ao veio de acionamento, que faz com que ocorra o movimento de vaivém destes êmbolos. Molas mantêm os pistões em contato com este anel conforme eles se movem para trás e para frente. A posição do anel determina a distância de deslocamento do pistão e, assim, determina a quantidade de fluido que pode ser absorvido e expulso em um ciclo. O ciclo de bombagem ocorre em duas fases. No movimento para cima do êmbolo, o fluido é puxado para dentro do cilindro. À medida que ocorrem os movimentos de anel e as mudanças de posição do pistão, o fluido é expelido para fora do cilindro. 8 Imagem 3: bomba de pistão radiais Fonte: http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/ uso-de-uma-bomba-de-pistao-radial/ 3. Bombas tipo pistão axiais Em sua versão axial, a bomba hidráulica de pistão tem como base de funcionamento o movimento alternativo de forma retilínea que os pistões fazem nos blocos cilíndricos. Esse movimento consiste na pressão que ocorre a todo instante no pistão, fazendo com que ele seja empurrado para fora do cilindro. Isso ocorre através do ângulo formado pelo platô, que também pode ser fixo ou móvel, fazendo com que o cilindro fique cheio de fluido que, posteriormente, será pressurizado. Essa pressurização ocorre no momento em que o pistão for empurrado novamente para dentro do cilindro. Imagem 4: Bomba tipo Pistão axial Fonte: www.google.com.br/search?q=o+que+é+bomba+tipo+pistoes+axiais 9 4. Bomba tipo engrenagem interna As bombas de engrenagem interna são amplamente utilizadas em serviços de transferência, recalque, e dosagem em diversos segmentos industriais. Conheça a seguir as principais vantagens do sistema de engrenagem interna quando comparadas às bombas de engrenagem externa comuns: Rendimento Superior O perfil dos dentes da engrenagem com folgas reduzidas impede a recirculação do produto para o lado da sucção da bomba, proporcionando um melhor rendimento quando comparado ao sistema de engrenagem externa. Esta vantagem também permite economia energética através do acionamento com motores de potências menores. Maior Confiabilidade e Vida Útil Apesar de apresentar um custo inicial menor, a vedação com gaxetas normalmente utilizada nas bombas de engrenagem externa se torna mais suscetível a falhas e vazamentos quando acionada à altas rotações. O custo de reposição do equipamento e o tempo de paralização somados, elevam consideravelmenteos custos do processo no longo prazo. Os modelos de engrenagem interna padronizados com vedação de selo mecânico operam por longos períodos livres de falhas, proporcionando maior confiabilidade quando operados em rotações de até 1750 rpm. Como funciona uma Bomba de Engrenagem Interna 1. Na parte superior do lado esquerdo da bomba, o desengrenamento dos dentes do rotor e da engrenagem interna cria espaços vazios entre os dentes. Esses novos espaços vazios geram uma importante zona de baixa pressão, fazendo com que a pressão atmosférica force o líquido para dentro da bomba. 2. Neste momento o fluxo é divido em dois caminhos. Parte do líquido é conduzido entre os dentes do rotor, e a outra parte entre os dentes da engrenagem interna. A meia-lua funciona como uma vedação, impedindo o líquido de retornar da zona de alta pressão (lado direito da bomba) para a zona de baixa pressão (lado esquerdo da bomba). 10 3. A bomba de engrenagem está agora praticamente afogada. Os espaços entre os dentes do rotor e da engrenagem interna conduzem um volume de líquido constante, proporcionando um fluxo preciso e livre de pulsação. 4. As zonas de vácuo criadas na etapa 1 agora serão completamente fechadas. O engrenamento do rotor e da engrenagem interna expulsará o líquido através da conexão de saída do lado direto da bomba. Imagem 5: bomba tipo engrenagens Fonte: http://www.rzrbombas.com.br/tecnologia/ 5. Bomba de Anel dentado As bombas de anel dentado apresentam as mesmas características de funcionamento das bombas de engrenamento interno. Ela é acionada pelo eixo de saída da bomba e arrasta o anel dentado externo, de lobulosos internos, no mesmo sentido de rotação . A singularidade formada entre os lobulosos e as câmaras de bombeamento que transportam o óleo do pórtico de entrada para o de saída Imagem 6: Bomba anel dentado Fonte: www.google.com.br/search?q=bomba+de+anel+dentado 11 6. Bomba tipo parafuso As bombas de parafuso são bombas de deslocamento positivo baseados no parafuso de Arquimedes. O Parafuso de Arquimedes é uma máquina hidráulica, que antecede em muito a invenção das bombas hidráulicas e supria a necessidade dos antigos povos de transportar fluidos entre locais distantes ou com diferente nível de altura. O principio de uma bomba parafuso trata-se uma rosca embutida em um tubo. Mergulha-se uma de suas extremidades no material a ser transportado e gira-se o conjunto, o material entra pela rosca até transbordar na parte superior. Imagem 7: Bombas tipo parafuso Fonte: fenomenosdaengenharia.blogspot.com.br/2017/06/bomba-parafuso.html 12 Conclusão Concluímos que as bombas industriais são classificadas em duas diferentes formas a hidrodinâmica ou deslocamento negativo e hidrostática ou deslocamento positivo na qual é chamado de deslocamento positivo porque o movimento do fluido dá-se na mesma direção das forças a ele transmitidas e vice versa na de deslocamento negativo. E geralmente são especificadas pela capacidade de pressão máxima de operação e pelo seu deslocamento, em litros por minuto e a cada dia vem evoluindo com os avanços da tecnologia que está em constante desenvolvimento cada vez mais é implantada em diversas bombas e aparelhos industriais com esse crescimento a utilização das bombas nas industrias possuem maior eficiência na produção e é muito essencial no dia a dia. 13 Bibliografia • Bombas palhetas . Disponível em: <http://www.serthi.com.br/bomba-palhetas. Acesso em 15 de Abril de 2018. • Bombas pistão radial . Disponível em:<http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/6008-uso-de-uma-bomba- de-pistao-radial/<. Acesso em 15 de Abril de 2018. • Bombas pistão axial. Disponível em:< http://www.hidrautec.com.br/bomba- hidraulica-pistao <. Acesso em 15 de Abril de 2018. • Bomba anel dentado . Disponível em:<http://www.rzrbombas.com.br/tecnologia/<. Acesso em 15 de Abril de 2018. • Bombas parafuso . Disponível em:< fenomenosdaengenharia.blogspot.com.br/2017/06/bomba-parafuso.html <. Acesso em 15 de Abril de 2018.
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