Apostila Tecnologia Eletrohidráulica Parker

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(Parte 3 de 6)

Bomba de Engrenagem Interna

Uma bomba de engrenagem interna consiste de uma engrenagem externa cujos dentes se engrenam na circunferência interna de uma engrenagem maior. O tipo mais comum de bomba de engrenagem interna nos sistemas industriais é a bomba tipo gerotor.

Bomba Tipo Gerotor

A bomba tipo gerotor é uma bomba de engrenagem interna com uma engrenagem motora interna e uma engrenagem movida externa. A engrenagem interna tem um dente a menos do que a engrenagem externa. Enquanto a engrenagem interna é movida por um elemento acionado, ela movimenta a engrenagem externa maior. De um lado do mecanismo de bombeamento forma-se um volume crescente, enquanto os dentes da engrenagem desengrenam. Do outro lado da bomba é formado um volume decrescente. Uma bomba tipo gerotor tem um projeto não compensado.

O fluido que entra no mecanismo de bombeamento é separado do fluido de descarga por meio de uma placa de abertura. Enquanto o fluido é impelido da entrada para a saída, uma vedação positiva é mantida, conforme os dentes da engrenagem interna seguem o contorno do topo das cristas e vales da engrenagem externa.

engrenagem helicoidal engrenagem de dentes retos engrenagem em forma de espinha de peixe

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Bombas de Palheta

As bombas de palheta produzem uma ação de bombeamento fazendo com que as palhetas acompanhem o contorno de um anel ou carcaça. O mecanismo de bombeamento de uma bomba de palheta consiste de: rotor, palhetas, anel e uma placa de orifício com aberturas de entrada e saída.

Montagem de Conjunto da Bomba

O mecanismo de bombeamento das bombas de palheta industriais é geralmente uma unidade integral a que se dá o nome de montagem de conjunto da bomba. O conjunto montado consiste de palhetas, rotor e um anel elíptico colocado entre as duas placas de orifício (observe que as placas de entrada da montagem do conjunto são algo diferente em seu projeto das placas de entrada previamente ilustradas).

Uma das vantagens de se usar um conjunto montado é a de fácil manutenção da bomba. Depois de um certo tempo, quando as peças da bomba naturalmente se gastam, o mecanismo de bombeamento pode ser facilmente removido e substituído por uma nova montagem. Também, se por alguma razão o volume da bomba precisar ser aumentado ou diminuído, um conjunto de bombas com as mesmas dimensões externas, mas com volume adequado, pode rapidamente substituir o mecanismo de bombeamento original.

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1 404206 Parafuso Cabeça Sextavada 2 402070 Tampa Traseira

CK45PFVI42L Deslocamento 132 cm/rev (8.1 in) (42) CK45PFVI45L Deslocamento 142 cm/rev (8.7 in) (45) CK45PFVI50L Deslocamento 158 cm/rev (9.6 in) (50) CK45PFVI60L Deslocamento 189 cm/rev (1.6 in) (60)

CK45PFVI42 Deslocamento 132 cm/rev (8.1 in) (42)

7 56x221 Anel Elástico 8 404073 Anel Espiral

Kit Conjunto Rotativo Industrial - Horário (cód.)

Kit Conjunto Rotativo Industrial - Anti-Horário (cód.)

Item Peça Descrição

Nº Nº Item Peça Descrição

15 22x30 Chaveta para (Eixo Código A) 1.25" Dia. Chavetado

16 404061 (Eixo Código C) 1.5" Dia. Chavetado 17 22x48 Chaveta para (Eixo Código C) 18 404062 (Eixo Código B) 14 Dentes Estriados 19 ––– Somente para Kit de Vedação Mobil 20 ––– Somente para Kit de Vedação Mobil

Kit Conjunto Rotativo Mobil - Anti-Horário (cód.)

CK45PFVH42L Deslocamento 138 cm/rev (8.5 in) (42) CK45PFVH45L Deslocamento 154 cm/rev (9.4 in) (47) CK45PFVH50L Deslocamento 162 cm/rev (9.9 in) (50)

CK45PFVH57L Deslocamento 183 cm/rev (1.2 in) (57)

CK45PFVH60L Deslocamento 193 cm/rev (1.6 in) (60) Kit Conjunto Rotativo Mobil - Horário (cód.)

CK45PFVH42 Deslocamento 138 cm/rev (8.5 in) (42) CK45PFVH45 Deslocamento 154 cm/rev (9.4 in) (47)

CK45PFVH50 Deslocamento 162 cm/rev (9.9 in) (50) CK45PFVH57 Deslocamento 183 cm/rev (1.2 in) (57)

CK45PFVH60 Deslocamento 193 cm/rev (1.6 in) (60)

* Itens 4,5,6,1 e 13 contidso dentro de SK45PFVI,

Para Fluorcarbono número de ordem da peça: VSK45PFVI.Itens 4,5,6,1,13,19 e 20 contidos dentro de SK45PFVH, Para Fluorcarbono número de ordem da peça: VSK45 PFVH.

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Como trabalha uma Bomba de Palheta

O rotor de uma bomba de palheta suporta as palhetas e é ligado a um eixo que é conectado a um acionador principal. À medida que o rotor é girado, as palhetas são “expulsas” por inércia e acompanham o contorno do cilindro (o anel não gira). Quando as palhetas fazem contato com o anel, é formada uma vedação positiva entre o topo da palheta e o anel.

O rotor é posicionado fora do centro do anel. Quando o rotor é girado, um volume crescente e decrescente é formado dentro do anel. Não havendo abertura no anel, uma placa de entrada é usada para separar o fluido que entra do fluido que sai. A placa de entrada se encaixa sobre o anel, o rotor e as palhetas. A abertura de entrada da placa de orifício está localizada onde o volume crescente é formado. O orifício de saída da placa de orifício está localizado onde o volume decrescente é gerado.

Todo o fluido entra e sai do mecanismo de bombeamento através da placa de orifício (as aberturas de entrada e de saída na placa de orifício são conectadas respectivamente às aberturas de entrada e de saída na carcaça das bombas).

Projeto de Bombas de Palheta Balanceada

Consequentemente, uma bomba de palheta balanceada consiste de um anel de forma elíptica, um rotor, palhetas e uma placa de orifício com aberturas de entrada e de saída opostas umas às outras (ambas as aberturas de entrada estão conectadas juntas, como estão as aberturas de saída, de forma que cada uma possa ser servida por uma abertura de entrada ou uma abertura de saída na carcaça da bomba). As bombas de palheta de deslocamento positivo e de volume constante, usadas em sistemas industriais, são geralmente de projeto balanceado.

Numa bomba, duas pressões muito diferentes estão envolvidas: a pressão de trabalho do sistema e a pressão atmosférica. Na bomba de palheta que foi descrita, uma das metades do mecanismo de bombeamento está a uma pressão menor do que a atmosférica. A outra metade está sujeita à pressão total do sistema. Isso resulta numa carga oposta do eixo, que pode ser séria quando são encontradas altas pressões no sistema. Para compensar esta condição, o anel é mudado de circular para anel em formato de elipse. Com este arranjo, os dois quadrantes de pressão opõem-se um ao outro e as forças que atuam no eixo são balanceadas. A carga lateral do eixo é eliminada.

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As bombas de pistão geram uma ação de bombeamento, fazendo com que os pistões se alternem dentro de um tambor cilíndrico.

O mecanismo de bombeamento de uma bomba de pistão consiste basicamente de um tambor de cilindro, pistões com sapatas, placa de deslizamento, sapata, mola de sapata e placa de orifício.

Bombas de Pistão

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Como funciona uma Bomba de Pistão

No exemplo da ilustração anterior, um tambor de cilindro com um cilindro é adaptado com um pistão. A placa de deslizamento é posicionada a um certo ângulo. A sapata do pistão corre na superfície da placa de deslizamento.

Quando um tambor de cilindro gira, a sapata do pistão segue a superfície da placa de deslizamento (a placa de deslizamento não gira). Uma vez que a placa de deslizamento está a um dado ângulo o pistão alterna dentro do cilindro. Em uma das metades do ciclo de rotação, o pistão sai do bloco do cilindro e gera um volume crescente. Na outra metade do ciclo de rotação, este pistão entra no bloco e gera um volume decrescente.

Na prática, o tambor do cilindro é adaptado com muitos pistões. As sapatas dos pistões são forçadas contra a superfície da placa de deslizamento pela sapata e pela mola. Para separar o fluido que entra do fluido que sai, uma placa de orifício é colocada na extremidade do bloco do cilindro, que fica do lado oposto ao da placa de deslizamento.

Um eixo é ligado ao tambor do cilindro, que o conecta ao elemento acionado. Este eixo pode ficar localizado na extremidade do bloco, onde há fluxo, ou, como acontece mais comumente, ele pode ser posicionado na extremidade da placa de deslizamento. Neste caso, a placa de deslizamento e a sapata têm um furo nos seus centros para receber o eixo. Se o eixo estiver posicionado na outra extremidade, a placa de orifício tem o furo do eixo.

A bomba de pistão que foi descrita acima é conhecida como uma bomba de pistão em linha ou axial, isto é, os pistões giram em torno do eixo, que é coaxial com o eixo da bomba. As bombas de pistão axial são as bombas de pistão mais populares em aplicações industriais. Outros tipos de bombas de pistão são as bombas de eixo inclinado e as de pistão radial.

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Bombas de Pistão Axial de Volume Variável

O deslocamento da bomba de pistão axial é determinado pela distância que os pistões são puxados para dentro e empurrados para fora do tambor do cilindro. Visto que o ângulo da placa de deslizamento controla a distância em uma bomba de pistão axial, nós devemos somente mudar o ângulo da placa de deslizamento para alterar o curso do pistão e o volume da bomba.

Com a placa de deslizamento posicionada a um ângulo grande, os pistões executam um curso longo dentro do tambor do cilindro.

Com a placa de deslizamento posicionada a um ângulo pequeno, os pistões executam um curso pequeno dentro do tambor do cilindro. Variando-se um ângulo da placa de deslizamento, o fluxo de saída da bomba pode ser alterado. Vários meios para variar o ângulo da placa de deslizamento são oferecidos por diversos fabricantes. Estes meios vão desde um instrumento de alavanca manual até uma sofisticada servoválvula.

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Bombas de Pistão Axial de Pressão Compensada

As bombas de pistão axial podem também ser feitas com pressão compensada. A placa de deslizamento das bombas está conectada a um pistão que sente a pressão do sistema. Quando a pressão do sistema fica mais alta do que a da mola que comprime o pistão do compensador, o pistão movimenta a placa de deslizamento. Quando esta atinge o limitador mecânico, o seu centro fica alinhado com o tambor do cilindro. Os pistões não se alternam no sistema do cilindro. Isso resulta em ausência de fluxo no sistema.

Bombas de Pistão Axial Reversíveis

Como foi ilustrado, o deslocamento de uma bomba de pistão axial e, consequentemente, o seu volume de saída, podem ser variados modificando-se o ângulo da placa de deslizamento. Foi também mostrado que a bomba não desenvolverá fluxo quando a placa de deslizamento estiver em posição coaxial com o tambor do cilindro. Algumas placas de deslizamento de bombas de pistão axial têm a capacidade de inverter o ângulo de trabalho. Isto faz com que volumes crescentes e decrescentes sejam gerados nos orifícios opostos. Há reversão de fluxo através da bomba.

Na ilustração da bomba de pistão axial reversível, pode-se ver que os orifícios A e B podem ser tanto um orifício de entrada como de saída, dependendo do ângulo da placa de deslizamento. Isso acontece com o tambor do cilindro girando na mesma direção. As bombas de pistão axial reversíveis são geralmente usadas em transmissões hidrostáticas. As bombas de pistão axial podem ser de deslocamento variável, de pressão compensada ou de deslocamento variável e reversível. Estas combinações também estão disponíveis com as bombas de pistão de projeto radial e de eixo inclinado.

Eficiência Volumétrica

Enquanto gira a uma velocidade constante, nós geralmente imaginamos que uma bomba de deslocamento positivo libere uma taxa de fluxo constante, seja qual for o sistema de pressão. Isto não é inteiramente verdadeiro. Quando aumenta a pressão do sistema, aumenta o vazamento interno dos vários mecanismos de bombeamento. Isto resulta num fluxo de saída menor. O grau em que isso acontece é conhecido como eficiência volumétrica. A expressão que descreve a eficiência volumétrica é:

Saída Real x 100Eficiência Volumétrica (%) = Saída Teórica

Por exemplo, se uma bomba específica tivesse uma saída teórica de 40 litros/min a 1.200 rpm, mais uma saída real de 36 litros/min a 70 kgf/cm2, a eficiência volumétrica seria de 90%. Tipicamente, as bombas de pistão têm uma eficiência volumétrica inicial que alcança 90%. Os equipamentos de palheta e engrenagem têm uma eficiência volumétrica que varia de 85% a 95%.

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4. Válvulas de Controle Direcional

Devemos saber que uma válvula de controle direcional possui no mínimo dois quadrados, ou seja, realiza no mínimo duas manobras.

Número de Vias

O número de vias de uma válvula de controle direcional corresponde ao número de conexões úteis que uma válvula pode possuir.

Nos quadrados representativos de posição podemos encontrar vias de passagem, vias de bloqueio ou a combinação de ambas.

Para fácil compreensão do número de vias de uma válvula de controle direcional podemos também considerar que:

= Passagem = 02 vias = Bloqueio = 01 via

As válvulas de controle direcional consistem de um corpo com passagens internas que são conectadas e desconectadas por uma parte móvel. Nas válvulas direcionais, e na maior parte das válvulas hidráulicas industriais, conforme já vimos, a parte móvel é o carretel. As válvulas de carretel são os tipos mais comuns de válvulas direcionais usados em hidráulica industrial.

Identificação de uma Válvula de Controle Direcional

As válvulas de controle direcional são representadas nos circuitos hidráulicos através de símbolos gráficos. Para identificação da simbologia devemos considerar:

Número de posições Número de vias Posição normal Tipo de acionamento

Número de Posições

As válvulas são representadas graficamente por quadrados. O número de quadrados unidos representa o número de posições ou manobras distintas que uma válvula pode assumir.

02 VIAS 03 VIAS 04 VIAS

02 POSIÇÕES 03 POSIÇÕES

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Observação: Devemos considerar apenas a identificação de um quadrado. O número de vias deve corresponder nos dois quadrados.

Posição Normal

Posição normal de uma válvula de controle direcional é a posição em que se encontram os elementos internos quando a mesma não foi acionada. Esta posição geralmente é mantida por força de uma mola.

Tipo de Acionamento

O tipo de acionamento de uma válvula de controle direcional define a sua aplicação no circuito, estes acionamentos podem ocorrer por força muscular, mecânica, pneumática, hidráulica ou elétrica.

Válvula Direcional de 2/2 Vias

Uma válvula direcional de 2 vias consiste de duas passagens que são conectadas e desconectadas. Em uma posição extrema do carretel, o curso de fluxo é aberto através da válvula. No outro extremo não há fluxo através da válvula. Uma válvula de 2 vias executa uma função de ligadesliga. Esta função é usada em muitos sistemas, como trava de segurança e para isolar ou conectar várias partes do sistema.

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