São Carlos 2011

FFLL ÁÁ VV II OO LLUU II SS FFAA LL VV OO

SSTTFFMM55

LL II SS TT AA

HH II DD RR ÁÁ UU LL II CC AA

SUMÁRIO

1 BOMBAS HIDRÁULICAS 3

1.1 DEFINIÇÃO CONCEITUAL DE BOMBAS HIDRÁULICA 3

1.2 ESPECIFICAÇÃO DE UMA BOMBA HIDRÁULICA 3

1.3 DEFINIR DESLOCAMENTO PARA UMA BOMBA 3

1.4 RENDIMENTO OU EFICIÊNCIA DE UMA BOMBA HIDRÁULICA 3

1.5 EFICIÊNCIA VOLUMÉTRICA 3

1.6 BOMBAS HIDRODINÂMICAS, APLICAÇÃO E O MOTIVO DE NÃO SEREM APLICADAS NOS SISTEMAS HIDRÁULICOS INDUSTRIAIS. 4

1.7 DEFINIÇÃO BOMBAS HIDROSTÁTICAS 4

1.8 CONSTRUÇÃO ROTATIVA DAS BOMBAS HIDROSTÁTICAS 4

1.9 DESENHO DE UMA BOMBA DE ENGRENAGEM DE DENTES EXTERNOS E SUAS PARTES PRINCIPAIS 5

1.10 BOMBAS DE ENGRENAGEM, DISPOSITIVOS DE BAIXA PRESSÃO 5

1.11 DEFINIÇÃO DE BOMBAS BALANCEADAS 5

1.12 DESENHOS DE BOMBAS DE PALHETA BALANCEADA E NÃO BALANCEADA 6

1.13 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UMA BOMBA DE PISTÃO 6

2 RESERVATÓRIOS HIDRÁULICOS 7

2.1 FUNÇÃO BÁSICA DE UM RESERVATÓRIO HIDRÁULICO 7

2.2 CARACTERÍSTICAS NECESSÁRIAS DE UM RESERVATÓRIO HIDRÁULICO 7

2.3 COMPONENTES DE UM RESERVATÓRIO 7

2.4 CHICANAS – DEFINIÇÃO E SUAS FUNÇÕES 7

2.5 DIMENSIONAMENTO DE UM RESERVATÓRIO 8

3 FLUIDOS HIDRÁULICOS 9

3.1 O QUE SÃO FLUIDO HIDRÁULICO E SUA IMPORTÂNCIA PARA UM SISTEMA HIDRÁULICO 9

3.2 QUATRO FUNÇÕES PROMÁRIAS DO FLUIDO HIDRÁULICO 9

3.3 QUATRO TIPOS DE FLUIDO HIDRÁULICO 9

3.4 FLUIDOS SINTÉTICOS E SUAS CARACTERÍSTICAS 9

3.5 DEFINIÇÃO DE ADITIVOS HIDRÁULICOS 9

3.6 A ÁGUA COMO FLUIDO HIDRÁULICO 10

3.7 FLUIDO MAIS USADO NOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 10

3.8 VISCOSIDADE 10

3.9 ÍNDICE DE VISCOSIDADE (IV) 10

3.10 SISTEMAS HIDRÁULICOS COM VISCOSIDADE BAIXA 11

3.11 SISTEMAS HIDRÁULICOS COM VISCOSIDADE ALTA 11

3

1 BOMBAS HIDRÁULICAS

1.1 DEFINIÇÃO CONCEITUAL DE BOMBAS HIDRÁULICA

As bombas são utilizadas, nos circuitos hidráulicos, para converter energia

mecânica em energia hidráulica. A ação mecânica cria um vácuo parcial na entrada

da bomba, o que permite que a pressão atmosférica force o fluido do tanque, através

da linha de sucção, a penetrar na bomba. A bomba passará o fluido para a abertura

de descarga, forçando-o através do sistema hidráulico.

1.2 ESPECIFICAÇÃO DE UMA BOMBA HIDRÁULICA

Especifica-se uma bomba hidráulica pela capacidade de pressão máxima de

operação ou pelo deslocamento, em litros por minuto em determinada rotação por

minuto.

1.3 DEFINIR DESLOCAMENTO PARA UMA BOMBA

Deslocamento é o volume de liquido transferido durante uma rotação e é

equivalente ao volume de uma câmara multiplicado pelo numero de câmaras que

passam pelo pórtico de saída da bomba, durante uma rotação da mesma.

1.4 RENDIMENTO OU EFICIÊNCIA DE UMA BOMBA HIDRÁULICA

A eficiência volumétrica é igual ao deslocamento real dividido pelo

deslocamento teórico, dado em porcentagem.

Teoricamente, uma bomba desloca uma quantidade de fluido igual a seu

deslocamento em cada ciclo ou revolução. Na pratica, o deslocamento é menor

devido a vazamentos internos. Quanto maior a pressão, maior será o vazamento de

saída para a entrada da bomba ou para o dreno, o que reduzirá a eficiência

volumétrica.

%

1.5 EFICIÊNCIA VOLUMÉTRICA

Uma bomba a 100 kgf/cm2 de pressão deve deslocar teoricamente 40 l/min. e

desloca apenas 36l/min. Calcule a eficiência volumétrica.

4

%

%

%

1.6 BOMBAS HIDRODINÂMICAS, APLICAÇÃO E O MOTIVO DE NÃO SEREM

APLICADAS NOS SISTEMAS HIDRÁULICOS INDUSTRIAIS.

Bombas hidrodinâmicas são bombas de deslocamento não positivo, usadas

para transferir fluido e cuja única resistência é criada pelo peso do fluido e pelo

atrito. Por isso, são raramente utilizadas em circuitos hidráulicos, pois quando

aumenta a resistência à passagem de fluido, reduz o seu deslocamento.

1.7 DEFINIÇÃO BOMBAS HIDROSTÁTICAS

Bombas hidrostáticas são bombas de deslocamento positivo, que fornecem

determinada quantidade de fluido a cada rotação ou ciclo. Como nas bombas

hidrostáticas a saída do fluido independe da pressão, com exceção de perdas ou

vazamentos, praticamente todas as bombas necessárias para transmitir força

hidráulica em equipamentos industriais, em maquinaria de construção e em aviação,

são do tipo hidrostática.

1.8 CONSTRUÇÃO ROTATIVA DAS BOMBAS HIDROSTÁTICAS

Os tipos de bombas hidrostáticas mais comuns encontradas são:

1. de engrenagens, de engrenagens internas,

2. de lóbulo, tipo gerator,

3. de palhetas balanceadas e não balanceadas, de pistão radial e axial.

5

1.9 DESENHO DE UMA BOMBA DE ENGRENAGEM DE DENTES EXTERNOS E

SUAS PARTES PRINCIPAIS

1.10 BOMBAS DE ENGRENAGEM, DISPOSITIVOS DE BAIXA PRESSÃO

São consideradas unidades de baixa pressão pelo motivo de serem bombas do

tipo desbalanceadas pelo motivo que a pressão de saída atua nos dentes das

engrenagens causando esforços desbalanceados nos eixos.

1.11 DEFINIÇÃO DE BOMBAS BALANCEADAS

Consideram-se bombas balanceadas as que não oferecem esforços

desbalanceados nos eixos, isto é, quando as aberturas de saída e de entrada da

bomba estiverem separadas de forma eqüidistantes entre si de tal forma que os

esforços de pressão ou de sucção no rotor se cancelem, evitando a carga lateral no

eixo ou nos rolamentos.

Pórtico de

Saída

Pórtico de Entrada

6

1.12 DESENHOS DE BOMBAS DE PALHETA BALANCEADA E NÃO

BALANCEADA

1.13 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UMA BOMBA DE PISTÃO

Operam baseadas no principio de que se um pistão produz um movimento de

vaivém dentro de um tubo, puxará num sentido e o expelirá no sentido contrário.

7

2 RESERVATÓRIOS HIDRÁULICOS

2.1 FUNÇÃO BÁSICA DE UM RESERVATÓRIO HIDRÁULICO

Reservatórios ou tanques têm por finalidade básica armazenar e facilitar a

manutenção do fluido utilizado nos sistemas hidráulicos.

O reservatório pode ser projetado para cumprir várias funções, desde que não

haja problemas quanto à sua localização ou ao seu tamanho.

2.2 CARACTERÍSTICAS NECESSÁRIAS DE UM RESERVATÓRIO HIDRÁULICO

É fundamental que o reservatório apresente, no mínimo, as seguintes

características:

- ter espaço para separação do ar do fluido (aprox. 20%);

- permitir que os contaminadores se assentem;

- ajudar a dissipar o calor gerado pelo sistema;

- facilitar a manutenção.

2.3 COMPONENTES DE UM RESERVATÓRIO

Tampa removível para limpeza, visor de nível de óleo, flange de vedação, linha

de retorno principal linha de dreno linha de entrada da bomba, filtro de

ar(respirados), placa de montagem chicana, plugue de dreno e filtro de telha

(sucção).

2.4 CHICANAS – DEFINIÇÃO E SUAS FUNÇÕES

8

São placas de separação que controlam a direção do fluxo no tanque de

expiração da linha de entrada da linha de retorno, evitando assim, a recirculação

contínua do mesmo óleo e também tem a função de :

1. Evitar turbulência no reservatório,

2. Permitir o assentamento no reservatório,

3. Ajudar a dissipar calor através das paredes do tanque.

2.5 DIMENSIONAMENTO DE UM RESERVATÓRIO

Para o dimensionamento de um reservatório observar as seguintes

precauções:

1. A dilatação do fluido devido ao calor,

2. Alterações do nível devido á operações do sistema,

3. A área interna do tanque exposta á condensação de vapor de água,

4. Calor gerado no sistema.

9

3 FLUIDOS HIDRÁULICOS

3.1 O QUE SÃO FLUIDO HIDRÁULICO E SUA IMPORTÂNCIA PARA UM

SISTEMA HIDRÁULICO

É definido como qualquer liquido ou gás, na hidráulica é o liquido utilizado

como meio de transmitir energia.

3.2 QUATRO FUNÇÕES PROMÁRIAS DO FLUIDO HIDRÁULICO

Transmitir energia

Lubrificar peças moveis,

Vedar folga entre peças,

Resfriar ou dissipar o calor.

3.3 QUATRO TIPOS DE FLUIDO HIDRÁULICO

Água,

Óleos minerais

Fluidos sintéticos,

Fluidos resistentes ao fogo ( emulsão de glicol em água)

Fluidos sintéticos não aquosos.

3.4 FLUIDOS SINTÉTICOS E SUAS CARACTERÍSTICAS

São compostos químicos que podem trabalhar acima dos limites dos óleos

minerais. Apresentam as seguintes características:

Alta viscosidade

Trabalha em temperaturas mais altas,

Altamente corrosivos.

3.5 DEFINIÇÃO DE ADITIVOS HIDRÁULICOS

É um composto químico que pode ser adicionados ao óleo mineral para dar as

seguintes características:

Maior viscosidade,

Maior fluidez,

Maior resistência a oxidação,

10

Diminuir a espuma,

Etc.

3.6 A ÁGUA COMO FLUIDO HIDRÁULICO

A água como fluido hidráulico não é aplicado em sistemas hidráulicos

industriais pelo motivo da oxidação/corrosão que causaria no sistema. Outra

desvantagem é a propriedade insignificante de lubrificação ao sistema. Só deve ser

aplicada em situações de baixa temperatura e de sistemas que permitam a sua

utilização.

3.7 FLUIDO MAIS USADO NOS SISTEMAS HIDRÁULICOS

O óleo mineral derivado do petróleo e o fluido mais utilizado em sistemas

hidráulicos. Reuni excelentes propriedades, podendo ser usados nos mais diversos

tipos de sistemas, e nas mais exigentes condições operacionais.

3.8 VISCOSIDADE

“É a medida da resistência que um liquido oferece ao fluir.”

Viscosidade é a característica mais importante a ser observada na escolha de

um fluido hidráulico. Pode ser definida como sendo a medida de resistência do fluido

ao se escoar, ou seja, é a medida inversa à da fluidez. Se um fluido escoa com

facilmente, sua viscosidade é baixa e pode-se dizer que o fluido é fino ou lhe falta

corpo. Um fluido que escoa com dificuldade tem alta viscosidade. Neste caso, diz-se

que é grosso ou tem bastante corpo. Quanto maior for à temperatura de trabalho de

um óleo, menor será sua viscosidade, ou seja, a viscosidade é inversamente

proporcional à temperatura de trabalho.

3.9 ÍNDICE DE VISCOSIDADE (IV)

Índice de viscosidade é um numero puro que indica a medida relativa da

mudança de viscosidade em relação á variação de temperatura.

Os óleos lubrificantes sofrem alterações na sua viscosidade quando sujeitos a

variações de temperatura. Essas modificações de viscosidade, devido às

temperaturas, são muito diferentes, dependendo dos vários tipos de óleos. O índice

11

de viscosidade (IV) é um meio convencional de se exprimir esse grau de variação e

pode ser calculado por meio de uma fórmula.

Quanto maior for o IV de um óleo, menor será sua variação de viscosidade

entre duas temperaturas.

3.10 SISTEMAS HIDRÁULICOS COM VISCOSIDADE BAIXA

Menor poder de lubrificante

Maior vazamento interno

Conseqüência:

Maior desgaste

Menor rendimento volumétrico

Excessivo aquecimento (geração de calor)

3.11 SISTEMAS HIDRÁULICOS COM VISCOSIDADE ALTA

Maior perda de carga,

Dificuldade no acionamento dos mecanismos,

Inadequada película lubrificante.

Conseqüência:

Aquecimento,

Desgaste,

Cavitação.