Bomba Hidraulica - APS 5º Semestre

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UNIVERSIDADE PAULISTA DE SOROCABA - UNIP 
INSTITUTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA - ICET 
ENGENHARIA MECÂNICA
XXXXXXXX RA: XXXXX TURMA: XXXXX
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA (APS 459X):
“BOMBA HIDRÁULICA”
Sorocaba/SP
2º Semestre/2020
XXXX RA: XXXX TURMA: XXXX
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA (APS 459X):
“BOMBA HIDRÁULICA”
Projeto semestral apresentado à Universidade Paulista de Sorocaba, como exigência parcial para obtenção o título de engenheiro mecânico, sob orientação do Prof. MSc. Aldie Trabachin.
Sorocaba/SP
2º Semestre/2020
LISTA DE IMAGEM
Figura 1: Motor e Bomba ................................................................................17
Figura 2: Botão on/off .....................................................................................17
Figura 3: Recipiente d'água finalizado ............................................................18
Figura 4: Protótipo Finalizado .........................................................................19
Figura 5: Recipiente d'agua ............................................................................19
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Lista de Materiais e Dimensões ......................................................14
Tabela 2: Orçamento de materiais envolvidos na construção do protótipo….15
RESUMO
Este trabalho procura mostrar o processo de criação de uma bomba hidráulica, tendo como objetivo principal, construir um projeto que envolva disciplinas nas quais cursamos e estamos cursando em nossa grade curricular do curso de engenharia mecânica da Universidade Paulista de Sorocaba.
Palavras-chaves: Bomba Hidráulica, Protótipo, Engenharia.
This work seeks to show the process of creating a hydraulic pump, with the main objective of constructing a project that involves disciplines in which we study and are studying in our curriculum of the mechanical engineering course of the Paulist University of Sorocaba.
 (
ABSTRACT
)
Keywords: Hidraulic Pump, Prototype, Engineering.
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 7
1.1 OBJETIVOS .................................................................................................... 8
1.1.1 OBJETIVO GERAL ......................................................................................... 8
1.1.2 OBJETIVO ESPECÍFICO ................................................................................ 8
1.2 JUSTIFICATIVA .............................................................................................. 8
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ......................................................................... 10
2.1 MODELOS MAIS COMUNS DE BOMBAS HIDRÁULICAS ......................... 10
2.1.1 BOMBAS HIDRÁULICAS DE ENGRENAGENS .......................................... 10
2.1.2 BOMBAS HIDRÁULICAS DE PALHETAS ................................................... 10
2.1.2 BOMBAS HIDRÁULICAS DE PARAFUSO .................................................. 11
3 MATERIAIS E MÉTODO ............................................................................... 12
3.1 INSTRUMENTOS .......................................................................................... 13
3.1.1 ITENS DE SEGURANÇA .............................................................................. 13
3.2 MATERIAIS ................................................................................................... 14
3.3 ORÇAMENTO ............................................................................................... 14
3.4 MÉTODO ....................................................................................................... 15
3.4.1 CÁLCULOS ................................................................................................... 15
3.4.2 DESENHO DO PROTÓTIPO ..........................................................................17
3.4.3 FABRICAÇÃO E MONTAGEM DO PROTÓTIPO.......................................... 17
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 20
5 ESTUDO AMBIENTAL .................................................................................. 21
6 CONCLUSÃO ................................................................................................. 22
 (
SUMÁRIO
)
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 23
1 INTRODUÇÃO
Com a evolução dos processos produtivos agrícolas, demonstrada principalmente pela presença cada vez maior da irrigação e a crescente demanda por água, acompanhada pela sua escassez distâncias cada vez maiores, há necessidade de projetar instalações que possam proporcionar fornecimento de água com maior rapidez e eficiência. Sendo assim, a presença de bombas hidráulicas num projeto de irrigação ou abastecimento de água para pequenas comunidades, é de suma importância, e o conhecimento das partes fundamentais ao seu bom funcionamento merece a devida atenção e cuidado.
 (
10
)
Bombas hidráulicas são máquinas de fluxo, cuja função é fornecer energia para a água, a fim de recalcá-la elevá-la, através da conversão de energia mecânica de seu rotor proveniente de um motor a combustão ou de um motor elétrico. Desta forma, as bombas hidráulicas são tidas como máquinas hidráulicas geradoras. Poços com essa profundidade também podem ser drenados por meio de bombas centrífugas, que também são colocadas sobre o solo e conseguem transferir grandes volumes de água, mas oferecem baixa pressão.
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivo geral
Este relatório consiste na elaboração do projeto para facilitar a compreensão e apresentar de forma simples e interativa. O projeto é constituído no funcionamento de uma bomba hidráulica, utilizando materiais de fácil acesso e baixo custo de aquisição, com memorial dos cálculos da elaboração da máquina, este relatório técnico e o projeto físico do equipamento que será apresentado ao professor responsável.
1.1.2 OBJETIVO ESPECÍFICO
Construir um protótipo de uma bomba hidráulica que tenha a capacidade de movimentação para trabalhar, bombeando um fluido e que ele percorra todo o caminho da tubulação até o reservatório e para isso foi levado em consideração todos os tópicos a seguir.
a) pesquisa dos tipos viáveis de bombas hidráulicas;
b) reunião e elaboração do projeto;
c) pesquisa de orçamento para ser o mais acessível possível;
d) compra de materiais necessários;
e) usinagem e montagem em laboratório;
f) elaboração do relatório descritivo do projeto, com cálculos;
g) apresentação do projeto físico para professor avaliador;
h) e postagem do relatório no sistema.
1.2 JUSTIFICATIVA
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
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
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 dosistema 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. (Industria Hoje)
2.1 MODELOS MAIS COMUNS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
2.1.1 BOMBAS HIDRÁULICAS DE ENGRENAGENS
As 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.
2.1.2 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.
2.1.3 BOMBAS HIDRÁULICAS DE PARAFUSO
Modelo também bastante usado, 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.
3 MATERIAIS E MÉTODO
Materiais utilizados para a fabricação do protótipo:
a) Mangueira 1’
b) Mangueira 1/4’
c) Conexão de 1’para 1/4'
d) Botão On/Off e) Parafuso M6
f) Placa de MDF
g) Viga C 1020L
h) Motor 1/4' CV
i) Cinta hellerman j) Cola Plástica
k) Anel oring de vedação l) Spray Prata
m) Fio
n) Pé de Borracha
Métodos utilizados para a produção do protótipo:
a) Corte;
b) Furação;
c) Lixamento;
d) Montagem.
 
3.1 INSTRUMENTOS
Instrumentos utilizados para a fabricação do protótipo foram de grande maioria os existentes no laboratório da UNIP, tais como:
• Alicate Universal;
• Alicate de Corte;
• Brocas;
• Morsa;
• Chave de Boca 13mm e 15mm;
• Chave Allen 8;
• Lixadeira;
• Furadeira;
• Esmeril.
Todos esses listados, foram utilizados pelos alunos.
3.1.1 ITENS DE SEGURANÇA
Conforme mandatório na norma de segurança (NR-12), adotamos medidas de proteção para o trabalho em maquinas e equipamentos, capazes de garantir a saúde e a integridade dos envolvidos.
Cabe aos envolvidos cumprir todas as orientações relativas aos procedimentos seguros de operação, alimentação, abastecimento, limpeza, manutenção, inspeção, transporte, desativação, desmonte, entre outros. A instalação elétrica da máquina foi projetada e mantida de modo a prevenir, por meios seguros, os perigos de choque elétrico, incêndio, explosão e outros tipos de acidentes, conforme previsto na NR-10.
O dispositivo de acionamento e parada da máquina foi projetado, selecionado e instalado de forma que não se localize em zona perigosa, possa ser acionado ou desligado em caso de emergência por outra pessoa que não seja o operador, entre outros.
Para a execução desse protótipo, por segurança, foram utilizados equipamento
de proteção individuais (EPI’s) tais como:
• Óculos de proteção;
• Protetor auricular;
• Luvas de Vaqueta;
• Botas de proteção;
E caso se necessário o equipamento de proteção coletiva (EPC), tal como:
• Extintor.
3.2 MATERIAIS
Quantidade Material Especificação
1 Mangueira 1' x 0,5m
1 Mangueira 1/4' x 0,5m
1 Conexão 1' para 1/4'
1 Botão On/Off 20mm x 20mm x 30mm
6 Parafuso M6 x 20mm
2 Placa de MDF 100mm x 200mm x 40mm
1 Viga C 1020L 40mm x 40mm x 1000mm
1 Motor 1/4' CV
10 Cinta hellerman 3mm
1 Cola Plástica Tigre
2 Anel oring de vedação 40mm
1 Spray Prata Colorart
1 Fio 2mmx1000mm
4 Pé de Borracha Com Parafuso m8
Tabela 1: Lista de Materiais e Dimensões
3.3 ORÇAMENTO
O orçamento foi baseado em pesquisas de mercado, onde se buscou a compra de materiais com preços mais acessíveis, tendo em vista a pesquisa e cotação de preço de cada material de no mínimo três fornecedores distintos.
Quantidade Material Especificação Custo
1 Mangueira 1' x 0,5m R$ 2,00
1 Mangueira 1/4' x 0,5m R$ 2,00
1 Conexão 1' para 1/4' R$ 0,50
1 Botão On/Off 20mm x 20mm x 30mm R$ 0,15
6 Parafuso M6 x 20mm R$ 1,20
2 Placa de MDF 100mm x 200mm x 40mm R$ 12,00
1 Viga C 1020L 40mm x 40mm x 1000mm R$ 28,00
1 Motor 1/4' CV R$ 50,00
10 Cinta hellerman 3mm R$ 2,00
1 Cola Plástica Tigre R$ 6,00
2 Anel oring de vedação 40mm R$ 0,50
1 Spray Prata Colorart R$ 18,00
1 Fio 2mmx1000mm R$ 5,50
4 Pé de Borracha Com Parafuso m8 R$ 10,00
Total R$ 137,85
Tabela 2: Orçamento de materiais envolvidos na construção do protótipo.
3.4 MÉTODO
3.4.1 CÁLCULOS
Vazão Calculada de 14 Lt/h
Para efeito de cálculo, encheu-se um reservatório de aproximadamente 240 ml em 1 minuto.
Velocidade de saída do fluido Q = A x V
Com mangueira de 5 mm de diâmetro obtém-se:
 (
A
)𝜋x𝐷4
= =
4
𝜋x0,0054
4
= 1,96349x10−5𝑚²
Logo:
Velocidade de entrada do fluido na bomba, com mangueira de 15 mm.
Considerando dados como:
• 3600 rpm;
• Ø = 0,02 m;
• b2 = 0,01 m;
• Ângulo na entrada β = 20°
Cálculo da altura teórica para o número de pás (7).
Ht∞ (Altura para o número infinito de pás ):
Nas condições da bomba obtém-se k=1,34.
H7= Ht∞ − 1,4422 = 1,076m
K 1,34
Porém nos testes, foi possível obter uma altura de aproximadamente 2 m.
3.4.2 FABRICAÇÃO E MONTAGEM DO PROTÓTIPO
A sequência seguida para a montagem do protótipo da bomba hidráulica foi de realizar o desenvolvimento e montagem do motor com a bomba, onde todo otrabalho dará início, de maneira que não houvesse vazamento e que funcionasse de forma integra no sistema.
Figura 1: Motor e Bomba
Logo em seguida foi realizado a ligação elétrica do motor com o botão de on/off, para que se tivesse o total controle do funcionamento e segurança do protótipo.
Figura 2: Botão on/off
Assim podendo já estar fixando o sistema em sua base, onde na mesma foi instalado pés de borracha para que se tivesse a menor vibração possível da bomba.
Logo em seguida foi construído o a base onde fica o recipiente com o reservatório d’agua, que no caso alimentara a bomba e também será o local onde se derramara a agua puxada pela bomba, tornando assim um ciclo continuo. Após a base estando pronta foi se instalado o recipiente cônico para a armazenagem de agua do sistema.
Figura 3: Recipiente d'água finalizado
Após o termino destas etapas da montagem, foi então feito a ligação da tubulação entre a bomba e o reservatório, lembrando que o mesmo reservatório é quem alimenta a bomba e é onde se despeja a agua que passa por ela.
Depois de tudo finalizado (bomba, reservatório e tubulação), foram realizados os acabamentos, como pintura e reaperto das conexões.
Para que tudo ocorresse conforme o esperado no dia da apresentação, foi realizado diversos testes até o estado final do protótipo.
Figura 4: Protótipo Finalizado
3.4.3 DESENHO DO RECIPIENTE
A imagem anexada a baixo corresponde ao recipiente de armazenamento d’água, cujo o mesmo foi desenvolvido e realizado pelo processo de moldagem por injeção.
Figura 5: Recipiente d'agua
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Foram pesquisados e discutidas inúmeras formas de materiais, processos e meios de se elaboras o projeto, foram realizados inúmeros encontros para a execução de cada parte por nós estipuladas para se dar a concretização do mesmo.
Onde perante contas realizadas conforme materiais, métodos e considerações passados em sala, o desenvolvimento e montagem conforme o estipulado pela teoria e descritivos por nós pesquisados.
5 ESTUDO AMBIENTAL
Nos dias de hoje, com a conscientização a respeito da reciclagem tomando cada vez mais corpo na sociedade, falar nos benefícios dos plásticos pvc é complicado, mas eles de fato existem. Em termos o pvc é imbatível, mas há outras coisas boas por trás dessas indústrias.
Por incrível que pareça, o plástico trouxe uma certa economia ao meio ambiente como exemplo: pode se tomar a indústria Automobilística.
Os carros antigos contavam com muito equipamentos metálicos pesadíssimos com o alastramento dos materiais plásticos, eles chegaram ao mercado de autopeças para compor nossos automóveis. Resultado: os carros ficaram mais leves e o custo do mesmo com combustível diminuiu sensivelmente.
Em outras situações e possível constatar em benefícios ambiental Exemplos: o isolamento térmico de determinadas matérias reduz o consumo de energia em aterros sanitários, lonas plásticas são usadas para permeabilizar os lençóis freáticos evitando sua contaminação.
Nosso projeto foi baseado em produtos recicláveis como o pvc barateando assim seu custo, deixando o protótipo mais leve e de mais fácil locomoção e uma resistência muito boa.
Reciclar é preciso para um mundo melhor e assim aproveitar, mas essas variedades de produtos que existem hoje para nos ajudar.
6 CONCLUSÃO
O protótipo foi baseado em pesquisas realizadas sobre o tema de maquinas de fluxos. Que esta alegada que p acréscimo de uma determinada pressão exercida em um ponto num liquido ideal em equilíbrio seria transmitido integralmente a todos os pontos deste liquido e as paredes do recipiente que o conotem. Desta forma, procuramos entender o que essa teoria estava transmitindo e a partir disso, fomos em busca dos materiais utilizados, montagem e a organização.Com um tempo não muito longo, concluímos o projeto e com isso podemos perceber que está matéria é visível e perceptível em nosso cotidiano.
O protótipo da bomba hidráulica serviu como fonte para que aprofundássemos nossos conhecimentos na física e nos influenciasse no interesse da busca de novas teorias.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BOMBAS HIDRÁULICAS MARK-PEERLESS. Catálogo de Produtos. São
Bernardo do Campo, SP, 1996.
AZEVEDO NETTO, J.M.; ALVAREZ, G. A. Manual de hidráulica. 7.ed. São
Paulo: E. Blücher, 1991. v.1, 335p.
CARVALHO, D.F. Instalações elevatórias: bombas. 3.ed. Belo Horizonte: UFMG/FUMARC, 1977. 355p.
Omega Óleo Hidráulica. O que é uma bomba Hidráulica e por que precisamos dela. Disponível em: < http://www.omegaoleohidraulica.com.br/o-que-e-uma- bomba http://www.omegaoleohidraulica.com.br/o-que-e-uma-bomba-hidraulica-e-por- que-precisamos-delahidraulica-e-por-que-precisamos-dela > Acesso em 20 Abril
2020.