UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAESCOLA POLITÉCNICA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICAENG 136 – ELEMENTOS DE MÁQUINA E MOTORES

BOMBA HIDRÁULICA PARA RECALQUE DE CHORUME

Salvador - BA

Junho de 2014

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAESCOLA POLITÉCNICA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICAENG 136 – ELEMENTOS DE MÁQUINA E MOTORES

HELEM DALVAJOVANILSON BARRETO

MANUELA DANTASMARIA CLARA

TIAGO CARNEIROTHALES ALVES

RELATÓRIO: SEMINÁRIO EM GRUPO 1

Trabalho apresentado como pré-

requisito para a avaliação da

disciplina Elementos de Máquina e

Motores

Professor: Vitor Trigo Girardi

Salvador - BA

Junho de 2014

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SUMÁRIO1. OBJETIVO...................................................................................................1

2. INTRODUÇÃO.............................................................................................1

3. BOMBAS HIDRÁULICAS.............................................................................1

4. ESTUDO DE CASO.....................................................................................2

5. PEÇAS QUE COMPÕEM A BOMBA KSB MEGAFLOW.............................2

5.1 EIXO..........................................................................................................2

5.2 ROTOR......................................................................................................2

5.3 ROLAMENTO............................................................................................3

5.5 CHAVETA..................................................................................................5

5.6 SUPORTE DE MANCAL............................................................................7

5.7 PARAFUSO DE CABEÇA SEXTAVADA...................................................8

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS.........................................................................8

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1. OBJETIVO

Este trabalho tem por objetivo exercitar os conceitos vistos em sala de aula

na disciplina ENG 136 – Elementos de Máquina e Motores sobre as peças que

compõem uma bomba para recalque de chorume, proporcionando-nos simular

uma situação prática de atuação de engenheiros sanitaristas projetista.

2. INTRODUÇÃO

Este trabalho consiste no detalhamento e na descrição das peças que

compõem uma bomba hidráulica para recalque de chorume de uma bacia de

acumulação (Figura 1) até o pátio de carregamento (Figura 2).

3. BOMBAS HIDRÁULICAS

Para a realização da conversão da energia de uma corrente líquida em

energia mecânica, é possível capturar essa energia por um rotor e a transmitir

através de um eixo, ou ainda processar a conversão no sentido inverso. Esse

tipo de conversão é realizado por máquinas específicas denominadas bombas

hidráulicas. Assim, pode-se definir as bombas hidráulicas como máquinas

geratrizes que convertem energia mecânica em energia hidráulica, transmitindo

esta energia ao líquido bombeado.

As bombas hidráulicas podem ser classificadas em dois diferentes grupos:

O das Bombas de Deslocamento Positivo, no qual se enquadram as bombas

de êmbolo ou pistão e as bombas de diafragma, entre outros; e as bombas

dinâmicas ou turbobombas, que apresentam um rotor giratório que transmite ao

líquido um acréscimo na sua energia cinética e um difusor, onde a maior parte

da energia cinética adquirida é transformada em energia de pressão.

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Figura 2: Pátio de Carregamento

de chorume Figura 1: Bacia de Acumulação

4. ESTUDO DE CASO

Quanto a bomba para recalque de chorume da bacia de acumulação até o

pátio de carregamento, usaremos a do modelo KSB MEGAFLOW, que

segundo descrição da empresa, é indicada para bombeamento de água

servida, esgoto pré-gradeado, efluentes químicos, líquidos enlameados e

densos, líquidos viscosos, líquidos com sólidos em suspensão. Contudo,

utilizaremos o rotor tipo K por ser indicado para bombeamento de liquido sujo e

lamacento.

5. PEÇAS QUE COMPÕEM A BOMBA KSB MEGAFLOW

5.1 EIXO

O propósito básico do eixo de uma bomba centrífuga é transmitir o torque

de partida e durante a operação, enquanto apoia o impulsor e outras partes

giratórias. Ele tem que fazer este trabalho com uma deflexão menor que a

liberação mínima entre as partes giratórias e estacionárias.

Figura 3: Uma visão de uma manga de eixo

O eixo das bombas normalmente são protegidas de erosão, corrosão, e

desgaste nas câmaras de selo, articulações de vazamento, mancais internos, e

nas vias fluviais através de mangas renováveis. As junções podem compensar

o crescimento axial do eixo e podem transmitir torque ao impulsor.

5.2 ROTOR

O rotor de uma bomba centrífuga trata-se de um disco, dotado de pás

(palhetas, hélice), que é acoplado em um eixo que irá sofrer rotação. Em

consequência desta rotação ocorre a movimentação do fluido. As pás recebem

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este fluido pelo seu centro e o expulsa pela periferia, através da força

centrífuga.

Em função da direção do movimento do fluido dentro do rotor, as bombas

podem ser classificadas em: Centrífugas Radiais; Centrífugas de Fluxo Misto;

Centrífugas de Fluxo Axial.

Figura 04: Rotor aberto

5.3 ROLAMENTO

Rolamentos são normalmente elementos metálicos que apresentam forma

cilíndrica, compostos por vários sub-elementos (anéis internos e externos,

corpo rolante, gaiola ou separador). São vazados em sua parte central visando

o acoplamento em um eixo. Possuem principalmente a função de sustentar

(apoio) um sistema de transmissão de torque suportando muitas vezes

esforços simples ou combinados.

Figura 5: Funcionamento esquemático de um rolamento

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Figura 6: Sub-elementos dos mancais ou rolamentos

Os mancais ou rolamentos apresentam uma grande variedade de

tamanhos, consequentemente pode ser utilizados em diversos campos de

aplicação na área industrial.

No caso da bomba de recalque em questão, são utilizados rolamentos

composto por elementos girantes cônicos, útil para aplicações em cargas

combinadas.

A vida útil do rolamento compreende o período no qual ele desempenha

corretamente a sua função. A vida útil termina quando ocorre o desgaste

causado pela fadiga do material. Para a manutenção do rolamento é

necessário a lubrificação, utilizando um filme de óleo muito fino formado entre

os corpos rolantes e as pistas de um rolamento em funcionamento, impede o

contato metálico direto e possui uma espessura típica de 0,001mm. Esse filme

bastante fino é a diferença entre o sucesso e a catástrofe - sem ele, o

rolamento apresentaria falha precoce.

5.4 ARRUELA

Arruela é um elemento de fixação em disco metálico com furo no centro,

geralmente montada entre a porca e a peça. Sua função é distribuir igualmente

as forças de aperto entre a porca e o parafuso e as partes montadas. Evitar o

afrouxamento das partes montadas.

Para a bomba de recalque, usaremos a arruela de trava para travar a porca,

evitando que ela se solte da bucha ou do próprio eixo.

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Figura 7: Arruela de trava com orelha

5.5 CHAVETA

As chavetas são acessórios das árvores e se constituem em elementos que

garantem a transmissão de torque entre a árvore e elementos ligado a ela. As

chavetas são fabricadas com materiais mais frágeis que os demais, atuando

também como dispositivo de proteção contra torques excessivos, resguardando

a integridade de peças mais nobres.

Figura 8: Elementos com os quais a chaveta interage

As chavetas podem ser de três tipos:

Paralela

Afunilada ou Cônica

Woodruff (meia-lua)

As paralelas são as mais comuns e simples, requerem pequena folga no

encaixe, sua desmontagem requer a retirada do elemento ao qual transmite

torque. Quando serve como eixo de corrimento para o elemento ao qual

transmite o torque, é denominada de lingueta.

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Figura 9: Chavetas planas Figura 10: Lingueta

As chavetas afuniladas e cônicas são de fácil montagem e desmontagem,

indicados para peças que devem ser removidas frequentemente. Este

elemento pode prescindir do rasgo na árvore, transmitindo neste caso por atrito

(chaveta meia cana).

Figura 11: Chaveta afunilada

Chavetas meia-lua conseguem adequar-se a diferenças de inclinação entre

a superfície da árvore e do elemento movido. O alojamento é fácil de fabricar.

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Figura 12: Chaveta meia-lua (woodruff)

5.6 SUPORTE DE MANCAL

Mancal é um elemento de apoio a eixos e outros elementos girantes das

máquinas. Eles podem ser mancais de deslizamento ou mancais de rolamento.

Os mancais de deslizamento possuem concavidades nas quais as

extremidades de um eixo se apoiam.

Figura 13: Mancal de deslizamento

Os mancais de rolamento são aqueles que comportam esferas ou rolos nos

quais o eixo se apoia. Quando o eixo gira, as esferas ou rolos giram confinados

dentro do mancal.

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Figura 14: Mancal de rolamento (rolos) Figura 15: Mancal de rolamento (esferas)

5.7 PARAFUSO DE CABEÇA SEXTAVADA

Parafusos são elementos de fixação, empregados na união não permanente

de peças, isto é, as pessoas podem ser montadas e desmontadas quando

necessário, apenas apertando ou desapertando os parafusos que as mantém

unidas. Os parafusos podem se diferenciar pelo formato da rosca, da cabeça,

da haste e do tipo de acionamento.

Geralmente, os parafusos são fabricados de aço de baixo e médio teor de

carbono. Os parafusos conformados, logo após o processo de fabricação e

antes de receber qualquer tratamento são opacos, enquanto os usinados

brilhantes. Aços de alta resistência a tração, aço-liga, aço inoxidável, latão e

outros metais ou ligas não ferrosas são também usados na fabricação de

parafusos. Em alguns casos, os parafusos são protegidos contra a corrosão

por meio de galvanização ou cromagem.

Os parafusos de cabeça sextavada possuem o corpo com a parede roscada

de diâmetro igual ao da não roscada, com as pontas cônicas e com dispositivos

de atarraxamento sextavado.

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O trabalho conferiu aos alunos experiência quanto às peças que compõem

uma bomba, em especial. Ademais, essa obra escrita findou-se como

satisfatória, contribuindo para o aprimoramento dos conhecimentos teóricos,

além de dirimir alguns questionamentos dos participantes quanto a esse

contexto.

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