6 Hidráulica Básica - Bombas Hidráulicas

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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Bombas hidráulicas
Funções
Classificação
Simbologia gráfica para bombas hidráulicas
Cuidados na instalação de bombas
6
Nesta seção...
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Funções
A bomba hidráulica é um equipamento instalado na parte inicial de um sistema óleo-hidráulico,
com a função de abastecer todo o circuito com óleo.
A energia mecânica transferida à bomba é transformada em energia hidráulica, sob a forma de
vazão.
Basicamente, as bombas hidráulicas devem converter energia mecânica (torque, rotação) em
energia hidráulica (vazão, pressão).
Na prática, porém, as exigências são mais diferenciadas. Na escolha das bombas hidráulicas
precisam ser observados os seguintes pontos:
• Tipo de óleo hidráulico.
• Faixa de pressão especificada.
• Faixa de rotação operacional.
• Temperatura máxima e mínima de operação.
• Compatibilidade com a maior e a menor viscosidade.
• Situação de montagem (tubulação, mangueira ou flange).
• Tipo de acionamento (acoplamento).
• Vida útil esperada.
• Máximo nível de ruído.
• Qualidade e atendimento da assistência técnica.
• Preço máximo eventualmente especificado.
Essa enumeração poderia prosseguir. A multiplicidade das exigências mostra que nem todas as
bombas cumprem todos os critérios de modo otimizado. Por essa razão, existe uma série de princípios
construtivos.
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Classificação
As bombas são geralmente classificadas pela capacidade de pressão máxima de operação e do
deslocamento em litros por minuto, a uma velocidade medida em rotações por minuto.
As bombas hidráulicas são fabricadas em várias dimensões, com diferentes mecanismos de
bombeamento de fluido, e classificam-se em duas categorias básicas:
• Hidrodinâmicas.
• Hidrostáticas.
Bombas hidrodinâmicas
São utilizadas para transferência de fluido, nos lugares em que as resistências são o peso da
coluna e o atrito.
São bombas que não apresentam boa vedação entre as câmaras de entrada e as de saída
(deslocamento não-positivo).
Embora forneçam um fluxo suave e contínuo, sua vazão diminui quando a resistência aumenta.
É possível bloquear totalmente sua saída, mesmo quando ela está em pleno funcionamento, sem
qualquer dano inicial. Por essas razões, raramente são utilizadas em sistemas óleo-hidráulicos.
Seu regime de trabalho é considerado de baixa pressão, se comparado ao das bombas hidrostáticas.
As bombas centrífugas instaladas em cisternas para a alimentação de caixas d’água elevadas
são um exemplo de sua aplicação.
Saída de fluido
Pás da centrífuga
Entrada de fluido
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Bombas hidrostáticas
São bombas que possuem boa vedação entre as câmaras de entrada e as de saída (deslocamento
positivo). Assim, o volume de fluido succionado é transferido para o lado da saída, ou seja, é fornecida ao
sistema uma quantidade de fluido para cada rotação (deslocamento) ou ciclo.
A sucessão de pequenos volumes de fluido transferidos dessa forma proporciona uma vazão bem
uniforme e independente do aumento de pressão no sistema, tornando essas bombas adequadas para
transmitir força.
Sua vazão aumenta ou diminui em relação direta com a rotação fornecida, e elas podem ser de
deslocamento fixo ou variável, sendo que a vazão dessa última pode variar de um valor máximo até
zero, em sentido único ou com reversão de sentido.
Seu regime de trabalho é considerado de alta pressão, se comparado ao das bombas hidrodinâmicas.
Em função dessas características, essas bombas são ideais para o uso em sistemas óleo-hidráulicos.
Princ. deslocamento
Engrenagem
Palheta
Pistão
Tipo construtivo Modo de execução Volume de deslocamento
Bomba de engrenagem
Bomba de parafuso
Bomba de palheta
Bomba de pistões radiais
Bomba de pistões axiais
Engrenamento interno
Engrenamento externo
Bomba de parafuso
Parafuso
Curso simples
Curso duplo
Apoio externo dos pistões
Apoio interno dos pistões
Disco inclinado
Eixo inclinado
Constante
Constante
Constante
Constante
Constante/variável
Constante
Constante/variável
Constante/variável
Constante/variável
Constante/variável
Principais bombas hidrostáticas
A seguir, são apresentados os tipos construtivos mais importantes das principais bombas
hidrostáticas aplicadas em óleo-hidráulico, conforme o princípio do deslocamento.
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Bomba de engrenagem
Bomba de engrenamento interno
Características
Desenvolve o fluxo entre os dentes de duas engrenagens acopladas, sendo uma motriz acionada
pelo eixo que gira a outra. São montadas numa carcaça com placas laterais (chamadas placas de
desgaste ou pressão).
As engrenagens giram em sentidos opostos, criando um vácuo parcial na entrada da bomba. O
óleo hidráulico é introduzido nos vãos dos dentes e é transportado junto à carcaça até a câmara de
saída. Ao se engrenarem novamente, os dentes forçam o óleo hidráulico para a abertura de saída. A
alta pressão na abertura de saída impõe uma carga radial desequilibrada nas engrenagens e nos
rolamentos que as apóiam.
A maioria das bombas de engrenagem é de deslocamento fixo. Elas existem numa faixa de
pequenas a grandes vazões. Devido ao fato de serem do tipo não-balanceado, são geralmente unida-
des de baixa pressão, porém existem bombas de engrenagens que atingem até 200bar.
Com o desgaste, o vazamento interno aumenta. Entretanto, as unidades são razoavelmente
duráveis e toleram a sujeira mais do que outros tipos. Uma bomba de engrenagem com muitas câma-
ras de bombeamento gera freqüências altas e, portanto, tende a fazer mais barulho, porém foram
realizadas muitas melhoras nos últimos anos.
Os principais tipos de bombas de engrenagem são:
Bomba de engrenamento externo
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Bomba de anel dentado (gerotor)
Bomba de parafuso (fuso rosqueado)
Vejamos, a seguir, suas características e funcionamento.
Bomba com engrenamento externo
Características
A grande vantagem apresentada por esse tipo de bomba é sua robustez, já que ela possui poucas
peças móveis.
Em contrapartida, suas desvantagens são: ruído significativo no funcionamento e vazão fixa na
maioria dos casos, o que exige o uso de uma válvula de alívio. Quanto ao ruído, este pode ser atenuado
com a utilização de engrenagens do tipo helicoidal, ou espinha de peixe. Isso acarreta, porém, uma
grande elevação no custo, que é baixo em bombas de dentes retos.
Outra desvantagem desse tipo de bomba é sua vida limitada, causada em grande parte pelo
rápido desgaste que ela sofre em função de seu esforço radial constante contra os mancais.
A
máx.
A
mín.
s
d
’ D
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Nesse tipo de bomba, as engrenagens giram em sentidos opostos, criando um vácuo parcial na
câmara de entrada, fazendo com que o óleo hidráulico seja succionado do reservatório.
O óleo é introduzido nos vãos dos dentes e, a partir daí, conduzido perifericamente junto à
carcaça e às vedações laterais até a câmara de saída. Neste ponto haverá um novo engrenamento
dos dentes, que forçam o óleo para a abertura de saída.
Bomba com engrenamento interno
Características
A grande vantagem das bombas de engrenamento interno é o baixo nível de ruído. Por isso elas
são utilizadas sobretudo na hidráulica estacionária (prensas, máquinas injetoras de plástico, máquinas
operatrizes etc.) e em veículos que trabalham em locais fechados (empilhadeiras elétricas, por exemplo).
Princípio de funcionamento
Na figura a seguir, podemosver, esquematicamente, como funciona esse tipo de bomba.
4. A pressão de saída, atuando
contra os dentes, causa uma
carga radial nos eixos, como
indicado pelas setas
3. O óleo é forçado para a
abertura de saída quando os
dentes se engrenam novamente
2. O óleo é transportado pela
carcaça em câmaras formadas
entre os dentes, a carcaça e as
placas laterais
1. A depressão é produzida aqui,
quando os dentes se desengrenam e o
óleo é succionado do reservatório
 Entrada
 Saída
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
O mecanismo de transmissão de rotação entre duas engrenagens acopladas por empuxo direto
e montadas em uma carcaça estabelece o sistema de bombeamento pela formação de câmaras de
admissão e recalque do óleo hidráulico.
As engrenagens são identificadas pelos nomes “condutora” e “conduzida”. A condutora (engre-
nagem interna) recebe diretamente o movimento (RPM) do motor acionador por acoplamento mecâ-
nico com a árvore de entrada da bomba, e a conduzida (engrenagem externa) recebe por empuxo
direto o movimento (RPM) da engrenagem condutora.
Ambas as engrenagens giram no mesmo sentido. O desengrenamento no lado direito aumenta o
volume da câmara entre os dentes e estabelece a formação do vácuo parcial. Por sua vez, o óleo é
introduzido e preenche o espaço entre os dentes sob esse vácuo. A câmara hermética formada entre
dois dentes e as tampas laterais retém óleo, que é transportado para a região de engrenamento no
lado esquerdo. Finalmente, o engrenamento dos dentes força a descarga do óleo hidráulico.
Princípio de funcionamento
Observação
As folgas entre as cristas dos dentes, o anel crescente e as tampas laterais são
muitíssimo pequenas (medem milésimos de milímetros), o que as permite estabelecer
uma boa vedação entre a região de entrada e saída do óleo hidráulico.
1. O óleo entra por
este pórtico,...
2. ... pelo afastamento
constante desta
engrenagem...,
3. ... nos espaços formados
entre os dentes desta
engrenagem interna.
4. É então transportado por
estes espaços...
5. ...para este ponto,
onde o constante
engrenamento das
duas engrenagens
força o óleo...
6. ...através desta abertura.
Engrenagem interna
Vedação em forma de
meia-lua crescente
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
O elemento interno tem sempre um número de dentes menor do que o externo. A bomba de anel
dentado, mais conhecida como gerotor, é semelhante à bomba de engrenamento interno, diferencian-
do-se por não possuir o “crescente” de separação. Ambos os elementos giram na mesma direção.
Quando o espaço entre eles aumenta, no momento da passagem sobre a entrada, o óleo hidráulico é
aspirado para o interior da bomba. Na seqüência do movimento, o espaço vai diminuindo e o fluxo é
expelido para a saída. Deve-se observar que, durante o giro do elemento interno, este deve estar
sempre em contato com o externo, evitando assim qualquer tipo de vazamento interno da bomba.
Bomba de anel dentado (gerotor)
Características
Apresenta um nível de ruído baixíssimo, mas devido à sua construção ser complexa, seu custo
torna-se elevado.
Princípio de funcionamento
Na figura a seguir, podemos ver esquematicamente como essa bomba funciona.
Elemento gerotor Carcaça
Rotor externo
(engrenagem fêmea)
Entrada
(sucção)
Saída
(recalque)
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Bomba de parafuso (fuso rosqueado)
Características
Nesse tipo de bomba, as engrenagens são substituídas por parafusos, que agem como dois pares
engrenados.
A bomba de parafuso ou de fuso rosqueado é utilizada em circuitos que exigem uma vazão
uniforme, sem qualquer tipo de pulsação. Permite um número elevado de rotações, podendo chegar a
até 5.000rpm, fornecendo tanto pequenas como grandes vazões.
A pressão que pode ser suportada pela bomba aumenta em relação direta com o comprimento
do parafuso e indireta em relação ao passo, isto é, em duas bombas iguais, porém com passos diferen-
tes, obteremos maior resistência à pressão naquela em que o passo for menor.
Devido à construção desse tipo de bomba ser muito trabalhosa, seu custo também é elevado.
Princípio de funcionamento
Em uma carcaça são dispostos dois parafusos. O condutor, com rosca à direita, é acionado por
meio de um eixo e transmite o movimento de rotação ao outro parafuso, com rosca à esquerda. Dessa
forma, formam-se câmaras fechadas entre os parafusos e a carcaça da bomba, cujo volume não se
altera, mas se desloca continuamente com a rotação dos parafusos da conexão de sucção, até a
conexão de pressão. Assim se obtém um fluxo constante contínuo, sem pulsações do óleo hidráulico.
Saída
Carcaça
Entrada
Parafuso
conduzido
Parafuso
condutor
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Bomba de palheta
Características
O princípio de funcionamento de uma bomba de palheta consiste de um rotor provido de ranhu-
ras engrenado ao eixo e girando dentro de um anel excêntrico. Nas ranhuras do rotor são colocadas
as palhetas, que entram em contato com a face interna do anel quando o rotor gira. A força centrífuga
e a pressão sob as palhetas as mantêm contra o anel. Formam-se então câmaras de bombeamento
entre as palhetas, o rotor, o anel e as placas laterais.
Na abertura de entrada, um vácuo parcial é criado quando o espaço entre o rotor e o anel
aumenta. O óleo que entra nesse espaço fica preso nas câmaras, sendo empurrado para a abertura
de saída quando o espaço diminui.
A vazão da bomba depende da espessura do anel e do rotor, bem como do contorno do anel.
As bombas de palheta são largamente utilizadas em circuitos óleo-hidráulicos, devido a seu
elevado rendimento em função do pouco atrito entre suas peças móveis, à baixa pulsação de
bombeamento, ao baixo nível de ruído emitido e ao preço acessível.
Observação
Em uma das extremidades do parafuso condutor e do parafuso conduzido existem
duas engrenagens responsáveis pelos movimentos sincronizados entre eles, e seu
 funcionamento assemelha-se ao de uma máquina de moer carne.
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Os principais tipos de bomba de palheta são:
De curso simples (desbalanceada)
A seguir, vejamos suas características e funcionamento.
De curso simples com regulagem de vazão
De curso duplo (balanceada)
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Bomba de palheta de curso simples (desbalanceada)
Características
A construção dessa bomba é do tipo não-balanceado, pois o rotor gira dentro de um anel excên-
trico, formando câmaras de alta pressão em apenas um lado da bomba. O eixo e o rotor, portanto,
sofrem uma carga radial unidirecional, quando se forma a pressão no sistema.
Princípio de funcionamento
O rotor com palhetas deslizantes nos rasgos, montado excentricamente no anel estator, gira no senti-
do horário. A força centrífuga atua radialmente nas palhetas contra a superfície interna do anel. Câmaras
herméticas de bombeamento são formadas entre as duas palhetas, o rotor, a superfície interna do anel
estator e as tampas laterais. O movimento de rotação estabelece condições de expansão e redução do
volume das câmaras de bombeamento.
Nos setores I e II, as câmaras expandem-se (têm o volume aumentado). A câmara 1 tem volume
mínimo e aumenta até a câmara 4 com volume máximo.
Nos setores III e IV, as câmaras reduzem-se (têm o volume diminuído). A câmara 5 tem volume
máximo e diminui até a câmara 8 com volume mínimo.
O aumento do volume das câmaras estabelece a formação do vácuo parcial; o óleo hidráulico é
introduzido e preenche o volume das câmaras sob esse vácuo (aumentando de volume nos setores I
e II). A redução do volume das câmaras nos setores III e IV força a descarga do óleo hidráulico.Entrada
1. O óleo entra na
bomba à medida que o
espaço entre o anel e o
rotor aumenta...
Carcaça
Palhetas
3. ... e é recalcado
quando o espaço diminui
2. ...é transportado através do anel em
câmaras de bombeamento...
Câmaras de bombeamento
Eixo
Rotor
Superfície do anel excêntrico
Uma carga radial age nos
rolamentos porque a pressão
não é equilibrada
Excentricidade
Saída
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
O giro do rotor interno, excêntrico em relação ao anel estator, estabelece a introdução de óleo
pela conexão hidráulica E e o recalque pela conexão hidráulica S, como no funcionamento da bomba
de palhetas simples. O parafuso 2 (regulador de vazão) desloca o anel estator contra a mola regulável
1, alterando a excentricidade do conjunto e o volume das câmaras de bombeamento formadas entre
duas palhetas.
1. Quando a excentricidade do conjunto for máxima, a variação do volume das câmaras de
bombeamento e a vazão recalcada também o serão.
2. Quanto menor for a excentricidade do conjunto, menores serão a variação do volume das
câmaras de bombeamento e a vazão recalcada.
3. Quando a excentricidade do conjunto for nula (concentricidade) e sem variação do volume
das câmaras de bombeamento (ou seja, quando não houver introdução nem recalque do óleo hidrá-
ulico), a vazão também será nula.
O óleo hidráulico recalcado é direcionado por canais da placa de vedação lateral para o rotor, atuando
na base das palhetas para aumentar a força de vedação contra a superfície interna do anel estator. Os
mancais de desligamento sofrem esforços radiais em sentido único, por ação desbalanceada. O óleo
hidráulico recalcado é direcionado por canais da placa de vedação lateral para o rotor, desenvolvendo uma
pressão sobre parte dele. A superfície interna de contato do anel estator limita o curso de avanço das
palhetas (onde a câmara aumenta de volume) e força a retração (onde a câmara diminui de volume).
Bomba de palheta de curso simples, com regulagens de vazão e pressão
Características
Possui as características básicas da bomba de palhetas simples e a particularidade da mobilida-
de do anel estator, que estabelece a regulagem de vazão e pressão máxima.
Princípio de funcionamento
2 1
3
E S
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Explicações
1. A pressão do óleo hidráulico nas câmaras de recalque estabelece a força F
p
, que atua sobre
o anel estator para deslocá-lo.
2. A força F
p
 é decomposta em dois componentes:
• F
py 
, que atua sobre o parafuso de guia do anel estator.
• F
px 
, que atua contra a mola ajustável reguladora de pressão.
O parafuso 3 comprime a mola 1 contra o anel estator, regulando no óleo hidráulico recalcado
uma pressão determinada que proporciona o deslocamento para a concentricidade.
O esquema a seguir e as explicações posteriores ilustram o princípio de funcionamento da bom-
ba de palheta de curso simples, com regulagem de vazão e pressão.
21 3
F
py
F
px
F
p
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
4. A pressão é menor que o valor ajustado, a excentricidade é máxima por ação da mola de
regulagem e a vazão também é máxima.
5. A pressão atinge o valor ajustado, a excentricidade é mínima por ação da força hidráulica e a
vazão também é mínima, para suprir os vazamentos e drenos.
3. O componente F
px
 vence a força da mola, deslocando o anel estator para a centralização; a
pressão é estabilizada e a vazão é reduzida ao mínimo (apenas o fluxo de dreno).
volume
máx.
máx.
pressão
volume
máx.
máx.
pressão
Controle da vazão
Parafuso de
ajuste da pressão
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Entrada
Anel elíptico
Palheta
Saída
Rotor
Eixo motor
Entrada
Saída
Rotação
Rotação
Entrada
Saída
Pórticos de pressão
opostos anulam as
cargas radiais no eixo
R-I
A-I
R-II
A-II
Bomba de palheta de curso duplo (balanceada)
Características
Nesse tipo de bomba, o anel é elíptico, e não redondo, o que permite dois conjuntos de câmaras
de sucção e dois conjuntos de câmaras de descarga. As duas aberturas de saída e as duas de entrada
são separadas por 180°. Assim, as forças de pressão e de sucção sobre o rotor se cancelam, evitan-
do a carga radial no eixo e nos rolamentos. O deslocamento de óleo hidráulico nesse tipo de bomba
não pode ser variado. Hoje, a maioria das bombas de palhetas de deslocamento fixo utiliza o conjunto
de tipo curso duplo.
Princípio de funcionamento
O anel estator com excentricidade dupla é dividido em quatro setores: A�I, R�I, A�II e R�II.
O óleo hidráulico é distribuído nos setores diametralmente opostos por canais internos.
O rotor com palhetas deslizantes nos rasgos, montado concentricamente no anel estator,
Importante !
 O sistema de regulagem de pressão (chamado compensador de pressão) dispensa a
instalação da válvula limitadora de pressão, e só é ativado no valor da regulagem.
 A bomba reduz a vazão a um valor mínimo e mantém a pressão estabilizada pela
 regulagem.
SENAI-RJ 99
Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Bombas de pistão
Características
gira no sentido anti-horário. Nos setores A-I e A-II, as câmaras aumentam de volume, estabele-
cendo a formação do vácuo parcial. Assim, o óleo hidráulico é introduzido pelos canais internos de
alimentação.
A redução do volume das câmaras nos setores R-I e R-II força a descarga do óleo hidráulico
por canais internos.
Na figura apresentada na página anterior, podemos ver esquematicamente o funcionamento descrito.
Todas as bombas de pistão funcionam com base no seguinte princípio:
Os dois tipos básicos são: radial e axial, sendo que ambos apresentam modelos com desloca-
mento fixo ou variável. Uma bomba hidráulica do tipo radial tem seus pistões dispostos radialmente
num conjunto, ao passo que nas bombas hidráulicas do tipo axial, os pistões estão dispostos em
paralelo entre si, bem como ao eixo do conjunto rotativo.
Existem três versões para esse último tipo: em linha (com placa inclinada ou oscilante) e angular
(com eixo inclinado).
A excentricidade dupla do anel estator e as câmaras diametralmente opostas
neutralizam as cargas nos mancais de deslizamento e estabelecem o
bombeamento duplo de óleo hidráulico nas câmaras.
 • 1a admissão de óleo no setor A-I • 1o recalque de óleo no setor R-I
 • 2a admissão de óleo no setor A-II • 2o recalque de óleo no setor R-II
Observação
Se um pistão produz um movimento alternativo dentro de um tubo, succionará o
óleo hidráulico num sentido e o expelirá no sentido contrário.
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Bomba de pistões radiais com apoio interno
dos pistões
Bomba de pistões axiais com disco inclinado
Bomba de pistões axiais com eixo inclinado
Vejamos, a seguir, suas características e seu princípio de funcionamento.
Os principais tipos de bombas de pistões são:
SENAI-RJ 101
Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
A bomba de pistões radiais é composta de:
• Carcaça – 1
• Árvore motora (excêntrico) – 2
• Conjunto de cabeçotes de bombeamento – 3
• Três unidades (3-1, 3-2, 3-3) compostas de: pistões (4), mola de retração dos pistões, válvula
de admissão (5), mola de admissão (5.1), válvula de recalque (6) e mola da válvula de recalque (6.1).
Bomba de pistões radiais com apoio interno dos pistões
Características
A rotação interna do mecanismo é transformada em movimentos alternados dos pistões (avanço
e retorno), dispostos (em forma de estrela) radialmente à árvore motora. A referida rotação estabe-
lece, assim, o sistema de bombeamento pela formação de câmara de admissão e recalque do óleo
hidráulico.Princípio de funcionamento
1
2
5
3.3 6
4
3.1
3.2
6.1
5.1
102 SENAI-RJ
Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Bomba de pistões axiais com disco inclinado
Características
Seu funcionamento é semelhante ao das bombas de pistões radiais. Difere basicamente na
posição de trabalho dos pistões. Como o próprio nome indica, ela trabalha com os pistões funcionando
paralelamente ao eixo.
O excêntrico gira no sentido anti-horário, movimentando os pistões e estabelecendo o
bombeamento:
No cabeçote 3-1
• A mola de retração dos pistões retrai o pistão (4), aumentando o volume da câmara e estabe
lecendo o vácuo parcial.
• A válvula de admissão (5) é aberta sob efeito do vácuo parcial.
• A válvula de recalque VR-1 é fechada pela mola da válvula de recalque.
• O óleo hidráulico é introduzido, ocupando o espaço sob o vácuo parcial.
No cabeçote 3-2
• O pistão (4) inicia o avanço, recalcando o óleo hidráulico.
• A mola de admissão fecha a válvula de admissão (5).
• A válvula (6) é aberta para a saída do óleo hidráulico recalcado.
No cabeçote 3-3
• O pistão (4) finaliza o avanço, recalcando o óleo hidráulico.
• A válvula de admissão (5) é fechada pela mola de admissão.
• A válvula (6) é aberta para a saída do óleo hidráulico recalcado.
SENAI-RJ 103
Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Todos os componentes giram do lado de dentro da carcaça, menos o prato-guia (6). O giro do
eixo (2) provoca a rotação do bloco (4) que, por sua vez, arrasta os pistões (3) consigo. A partir desse
movimento, é transmitido o movimento retilíneo recíproco aos pistões (3), através do prato-guia (6),
que succiona o óleo hidráulico na abertura do prato ascendente e o descarrega no fechamento.
Podemos observar que é possível a variação de vazão nesse tipo de bomba apenas controlando-
se a inclinação do prato-guia, variando assim o curso dos pistões.
As bombas de pistões (radiais ou axiais) apresentam como grande vantagem a pressão elevada
que podem resistir (consegue-se alcançar até 700bar). Possuem, também, um alto rendimento
volumétrico.
Bomba de pistões axiais com disco inclinado e regulagem de vazão
Características
Possuem as características básicas de uma bomba de pistões axiais, e a particularidade de o
conjunto das sapatas deslizar sobre uma placa articulada, que estabelece a regulagem da vazão.
Princípio de funcionamento
2
1 8 3 5
9 7 4 6
104 SENAI-RJ
Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Bomba de pistões axiais com disco inclinado e regulagem de pressão
Características
Possui as características básicas de uma bomba de pistões axiais, e a particularidade de o
conjunto das sapatas deslizar sobre uma placa articulada, que se movimenta sob o efeito da pressão
regulada no óleo hidráulico.
O giro do bloco rotativo com pistões estabelece a admissão de óleo hidráulico pela conexão E e
o recalque pela conexão S, como no funcionamento de uma bomba de pistões axiais simples.
O êmbolo de inclinação da placa articulada estabelece o curso do pistão e, conseqüentemente, o
volume da câmara de bombeamento.
A regulagem e o travamento da inclinação da placa articulada são executados pelo conjunto das
hastes.
Princípio de funcionamento
Amplitude
do curso
Curso nulo
Ângulo máximo
(deslocamento máximo)
Ângulo intermediário
(deslocamento parcial)
Ângulo da placa zero
(deslocamento nulo)
E
S
E
S
SENAI-RJ 105
Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
A mola de retorno estabelece a inclinação máxima da placa articulada; sob giro do bloco rotativo
com pistões, o óleo hidráulico é introduzido e recalcado, como acontece com a bomba de pistões
axiais simples.
A pressão no óleo hidráulico recalcado atinge o valor regulado no parafuso 1 e na mola 2,
atuando sobre o êmbolo distribuidor 3.
No deslocamento do êmbolo distribuidor, o fluxo de pilotagem é direcionado no pistão de controle
4, que avança contra a placa articulada, anulando a inclinação.
A pressão é estabilizada no valor regulado e a inclinação e a vazão da placa articulada são
mínimas, para suprir os vazamentos e drenos.
Bomba de pistões axiais de eixo inclinado
Características
Nesse tipo de bomba, o conjunto de cilindros gira com o eixo, num deslocamento angular.
Princípio de funcionamento
1 2
3
4
4. O ajuste da mola fixa a
pressão de compensação
2. O êmbolo do compensador
direciona o óleo para o pistão
quando a pressão ajustada é
alcançada
1. A mola de retorno do balancim
mantém normalmente a bomba
em seu deslocamento máximo 3. O balancim acionado pelo
pistão responde ao controle do
compensador, reduzindo o
deslocamento
Pressão do sistema
Dreno
Balancim
106 SENAI-RJ
Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Princípio de funcionamento
As hastes dos pistões são fixadas ao flange do eixo rotativo por juntas esféricas. A partir daí, são
forçadas para dentro e para fora de seus furos, com a variação da distância entre o flange do eixo de
acionamento e o bloco de cilindros.
Uma junta universal liga o bloco de cilindros ao eixo do motor, para manter o alinhamento e
assegurar que as duas unidades girem simultaneamente. Essa junta não transmite força, apenas
acelera e desacelera a rotação do bloco de cilindros e supera a resistência do conjunto, que gira numa
carcaça cheia de óleo hidráulico.
Bloco de cilindros
Pistão
Junta universal
Haste do pistão
A rotação do eixo
causa ao pistão um
movimento alternativo
O pistão recua em
direção à entrada
Para saída
Da entrada
O óleo é forçado
para a saída quando
o pistão retorna ao
cilindro
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Bomba de pistões axiais de eixo inclinado e com controle de pressão
Características
Possui as características básicas de uma bomba de pistões axiais de eixo inclinado, e a particu-
laridade de um sistema de balancim, que desloca os pistões para uma posição mais horizontal, que
proporciona uma diminuição de vazão.
Bloco de válvula
Placa
Bloco de cilindros Pistão
Flange do eixo de
acionamento Cilindro de fixação
do compensador
Eixo
Cilindro de
movimentação
do compensadorJunta universal
Princípio de funcionamento
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Um sistema de balancins, acionado por dois cilindros hidráulicos, e uma bomba de compensação
montados na bomba de eixo inclinado efetuam o controle de vazão da bomba em função da pressão
gerada.
A pressão do sistema atua tanto no cilindro de movimentação como no de fixação, porém, como
a área do primeiro é maior, a força nele desenvolvida tende a superar a força tanto do cilindro de
fixação como da mola de regulagem, deslocando o conjunto e dando ensejo a um posicionamento
superior do balancim, que propicia uma diminuição de vazão. Quando a pressão do sistema cai, a
força gerada no cilindro hidráulico de movimentação também cai, sendo então superada pela força da
mola que atua junto com o cilindro de fixação. A partir daí, o balancim assume uma posição inferior
e a vazão aumenta.
A pressão gerada pela bomba é controlada pela tensão exercida na mola de regulagem.
Curso máximo do pistão
Curso reduzido
Curso nulo
 Ângulo máximo
Ângulo menor
Ângulo nulo
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Simbologia gráfica para bombas
hidráulicas
O quadro abaixo apresenta-se de acordo com a norma DIN-ISO 1219.
Bomba de vazão constante
unidirecional geral
Denominação/
elucidação
Símbolos
Bomba de vazão constante
unidirecional
(um sentido de vazão e um
sentido de rotação)
Bomba de vazão variável
bidirecional (dois sentidos de
vazão e um sentido de rotação)
com conexão de dreno externa
Bomba de vazão variável com
compensador de pressão
unidirecional(um sentido de
vazão e um sentido de rotação)
com conexão de dreno externa
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Alinhamento das bombas
A primeira precaução que deve ser tomada na instalação de uma bomba refere-se a seu alinha-
mento no acoplamento com o motor de acionamento.
Duas são as possibilidades de desalinhamento: axial e angular.
Cuidados na instalação de bombas
Quando a bomba estiver inclinada ou em desnível com o motor, haverá um esforço sobre o eixo,
que será transmitido às partes girantes internas da bomba, ocasionando seu desgaste prematuro ou
até sua quebra instantânea, logo no início do funcionamento.
Devemos admitir que, por mais perfeitos que sejam os processos de medição, sempre podemos
incorrer em um dos dois tipos de erro expostos acima. Porém, podemos minimizar essas irregularida-
des utilizando acoplamentos flexíveis que permitam uma pequena faixa de erro.
Assim como qualquer equipamento elétrico ou mecânico, o equipamento hidráulico requer uma
série de cuidados para ser instalado ou mantido, a fim de que sua vida útil não seja abreviada. Esses
cuidados devem ser tomados principalmente com as bombas, que, por serem um dos equipamentos
mais solicitados em sistemas óleo-hidráulicos, estão mais sujeitas à falência prematura.
Motor
Acoplamento flexível
Desalinhamento axial Desalinhamento angular
Motor Motor
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
Sentido de rotação
Eventualmente, uma bomba pode girar em sentido horário (rotação à direita) quando estiver
instalada para girar no outro sentido. Como resultado, ela não succionará fluido e girará a seco. Isso
fará com que o atrito entre as partes móveis e as fixas da bomba, que iriam sofrer uma lubrificação
automática através do óleo hidráulico succionado, origine uma geração de calor excessiva, que pode-
rá ocasionar, inclusive, o travamento entre as partes móveis, rompendo o eixo da bomba.
É fácil perceber quando a bomba gira sem óleo (mesmo que esteja girando no sentido correto):
o nível de ruído durante seu funcionamento será bem mais elevado do que quando em trabalho normal.
Os fabricantes sempre informam o sentido de rotação de trabalho da bomba. Essa informação
pode estar indicada tanto no perfil como na tampa da carcaça.
Geralmente, os próprios fabricantes de bombas recomendam que o acoplamento deve ser utili-
zado para cada tipo de serviço.
 Perfil
Sentido de rotação
Sobrepressão
A elevação repentina de pressão pode ser causada por vários fatores. O choque hidráulico por
compressão também pode ser considerado um tipo de sobrepressão. Quando o sistema hidráulico
propicia a geração de sobrepressão, devemos introduzir válvulas de segurança, tais como a de alívio
de ação direta, a supressora de choque, acumuladores hidráulicos etc.
Cavitação
Quando a instalação da bomba for feita corretamente e mesmo assim ela começar a emitir
ruídos, como “pipocas estourando na panela”, podemos dizer que ela está cavitando, ou seja, que está
ocorrendo a formação de bolhas de ar que implodem e “cavam’’ o material interno da bomba.
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Hidráulica Básica – Bombas hidráulicas
A causa do aparecimento da cavitação normalmente é a geração de bolhas de gás quando se
atinge a pressão de vaporização do óleo hidráulico. Mas pode também ser causada pela entrada de
ar em alguma parte das conexões ou tubulações de sucção.
Quando ocorrer a cavitação da bomba, cinco medidas devem ser adotadas:
1. Verificar se o filtro de sucção está totalmente imerso no fluido e se o respiro do reservatório
não se encontra obstruído.
2. Certificar-se de que a viscosidade do fluido é a recomendada pelo fabricante.
3. Escorvar a bomba assim que ela começar a funcionar.
4. Observar se as uniões do duto de sucção estão bem vedadas.
5. Verificar se o fluido utilizado é o recomendado pelo fabricante.
6. Observar se as condições da linha de sucção estão corretas.