1. OBJETIVO

O objetivo deste trabalho é estudar os diversos tipos de bombas hidráulicas e

também motores hidráulicos; vamos estudar ainda os cuidados que devemos ter no

momento da instalação destes equipamentos.

Vamos estudar suas principais definições, como se dá seus

dimensionamentos e seleção e sua importância no desenvolvimento tecnológico de

todo o processo fabril.

2. INTRODUÇÃO

A primeira necessidade do ser humano em utilizar uma bomba foi em seu envolvimento

com a agricultura, embora esta esteja em pratica há mais de 10000 anos, onde os primeiros

registros de irrigação são devidos aos egípcios. Inicialmente transportavam a água em potes, mas

cerca de 1500 a.C. apareceu a primeira máquina de elevação de água, a picota. Posteriormente

apareceu o sarilho, usado para elevar um balde, a nora e a roda persa, todas estas movidas por

trabalho humano ou animal.

Uma das bombas mais antigas foi o Parafuso de Arquimedes, empregado por Senaquerib,

Rei da Assíria, este chefe de estado utilizava seus mecanismos para a irrigar os Jardins

Suspensos da Babilônia e Nínive, no século VII a.C. Nesta época já eram conhecidas as formas

alternativas de bombas pistão ou êmbolo por gregos e romanos.

Uma bomba é basicamente um dispositivo que é usado para mover os gases ou líquidos,

geralmente de um ponto mais baixo para um ponto superior. Muitas das bombas existentes

requerem uma fonte de energia externa para funcionar, no entanto, distinguindo-se das bombas

utilizadas na antiguidade, através do trabalho humano ou animal, as bombas hidráulicas que não

necessitam de nenhuma fonte externa de energia, tendo a própria água ou outro fluido à

capacidade de fazer o mecanismo funcionar. Assim sendo, a energia cinética da água é a fonte de

energia que opera uma bomba hidráulica.

O mundo moderno faz com que estudos científicos e inovações tecnológicas evoluam

cada vez mais facilitando assim o trabalho do ser humano no meio ao qual ele esta inserido. Não

muitos distintos e com uma construção semelhante à construção das bombas hidráulicas, os

motores hidráulicos consistem basicamente de uma carcaça com conexões de entrada e saída e

de um conjunto rotativo ligado a um eixo.

As vantagens da aplicação dos motores hidráulicos em comparação a outros tipos de

motores são fatores importantes com relação a peso e potência e a forma como eles podem ser

empregados são incontáveis: esteiras rolantes, serras, máquinas agrícolas, entre outras; além do

diferencial de poder trabalhar em ambientes desfavoráveis que seriam perigosos ou impossíveis

pra outros tipos de motores.

3. BOMBAS HIDRÁULICAS

Uma bomba é basicamente um dispositivo utilizado para mover os gases ou líquidos,

geralmente de um ponto mais baixo para um ponto superior tendo como propósito ministrar um

fluxo de líquido a um sistema hidráulico. A bomba não cria a pressão do sistema, onde esta

somente pode ser criada por uma resistência ao fluxo. Partindo desde princípio, enquanto que a

bomba proporciona fluxo, transmite uma força ao líquido que encontra resistência, esta força se

volta transmitindo uma pressão, ou seja, quando em operação, criam um vácuo parcial na linha

de entrada e provocam a sucção do líquido para dentro de seu corpo. Segundo sua ação

mecânica, encaminha este mesmo líquido à linha de saída (pressão) e força-o para dentro do

sistema hidráulico

A resistência ao fluxo é o resultado de uma restrição ou de uma obstrução na trajetória do

mesmo. Esta restrição é normalmente o trabalho obtido pelo sistema hidráulico, mas pode ser

também devido a restrições de linhas, de guarnições e de válvulas dentro do sistema. Assim, a

pressão é controlada pela carga imposta sobre o sistema ou a ação de um dispositivo regulador

de pressão. Quanto maior for a resistência à vazão, maior será a pressão fornecida pela bomba

Quando a pressão no porto de entrada da bomba é mais baixa que a pressão atmosférica

local, a pressão atmosférica que atua sobre o líquido no depósito força o líquido para a entrada

de bomba. Se a bomba está situada em um nível mais baixo que o depósito, a força da gravidade

complementa a pressão atmosférica sobre o depósito. Os aviões e mísseis que funcionam a altas

altitudes se equipam com depósitos hidráulicos pressurizados para compensar a baixa pressão

atmosférica encontrada em sortes altitudes.

Classificamos as bombas em dois principais grupos: bombas de deslocamento positivo e

bombas cinéticas. Seus nomes descrevem o método para mover o fluido.

3.1 - Bombas de Deslocamento Positivo

Também conhecidas como bombas volumétricas as bombas de deslocamento positivo

possuem uma ou mais câmaras, em cujo interior o movimento de um órgão propulsor comunica

energia de pressão ao líquido, provocando o seu escoamento, ou seja, a movimentação do fluído

é causada diretamente pela ação do órgão de impulsão da bomba que obriga o fluído a executar o

mesmo movimento a que está sujeito este impulsor (êmbolo, engrenagens, lóbulos, palhetas).

Dá-se o nome de volumétrica porque o fluído, de forma sucessiva, ocupa e desocupa espaços no

interior da bomba, com volumes conhecidos, sendo que o movimento geral deste fluído dá-se na

mesma direção das forças a ele transmitidas, por isso a chamamos de deslocamento positivo. Sua

principal característica é que uma partícula líquida em contato com o órgão que comunica a

energia tem aproximadamente a mesma trajetória que a do ponto do órgão com o qual está em

contato.

As bombas de deslocamento positivo podem ser classificadas como Alternativas, que

utilizam um arranjo de diafragma, pistão ou êmbolo e cilindro, com válvulas de sucção e

descarga integradas na bomba, ou Rotativas, que isolam um volume de fluido e o transportam de

uma zona de baixa pressão para uma zona de alta pressão.

3.2 - Bombas Alternativas

Nas bombas alternativas, o líquido recebe a ação das forças diretamente de um pistão ou

êmbolo ou de uma membrana flexível (diafragma). São bombas de deslocamento positivo porque

exercem forças na direção do próprio movimento do líquido.

No curso da aspiração, o movimento do êmbolo tende a produzir o vácuo no interior da

bomba, provocando o escoamento do líquido. É a diferença de pressões que provoca a abertura

de uma válvula de aspiração e mantém fechada a de recalque. No curso de descarga, o êmbolo

exerce forças sobre o líquido, impelindo-o para o tubo de recalque, provocando a abertura da

válvula de recalque e mantendo fechada a de aspiração. A descarga é intermitente e as pressões

variam periodicamente em cada ciclo. Estas bombas são auto-escorvantes e podem funcionar

como bombas de ar, fazendo vácuo se não houver líquido a aspirar.

As bombas podem ser movidas diretamente a ar comprimido, a vapor ou através de um

mecanismo biela-manivela, este acionado por um motor elétrico, de combustão interna através

de polias e correias, engrenagens ou mesmo com acionamento direto.

Nestas máquinas, o movimento do fluido é descontínuo e os processos de carga e

descarga se realizam por válvulas que abrem e fecham alternadamente.

3.2.1 - Bombas Alternativas de Pistão

Figura 01 – Bombas alternativas de pistão

As bombas de pistão geram uma ação de bombeamento, fazendo com que os pistões se

alterem dentro de um tambor cilíndrico. Consiste de 7 ou 9 pistões em ângulo de 45o, cujo

movimento do eixo acionador provoca o ir e vir dos pistões, succionando o óleo na metade do

ciclo da bomba e pressionando no ciclo oposto. No curso de aspiração, o movimento do pistão

tende a produzir vácuo. A pressão do líquido no lado da aspiração faz com que a válvula de

admissão se abra e o cilindro se encha. No curso de recalque, o pistão força o líquido,

empurrando-o para fora do cilindro através da válvula de recalque. O movimento do líquido é

causado pelo movimento do pistão, sendo da mesma grandeza e do tipo de movimento deste.

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.

3.2.2 - Bombas alternativas de êmbolo

Figura 02 – Bombas alternativas de êmbolo

Sua forma de funcionamento é igual ao das alternativas de pistão, porém, a principal

diferença entre elas está no aspecto construtivo do órgão que atua no líquido. Por serem

recomendadas para serviços de pressões mais elevadas, exigem que o órgão de movimentação do

líquido seja mais resistente, adotando-se assim, o êmbolo, sem modificar o projeto da máquina.

Com isso, essas bombas podem ter dimensões pequenas. Um adequado jogo de válvulas permite

que o líquido seja aspirado e em seguida lançado à turbina de impulsão.

3.2.3 - Bombas alternativas de diafragma

Figura 03 - Bombas alternativas de diafragma

A energia do líquido é fornecida através de uma membrana acionada por uma haste com

movimento alternativo. O movimento da membrana, em um sentido, diminui a pressão da

câmara fazendo com que seja admitido um volume de líquido. Ao ser invertido o sentido do

movimento da haste, esse volume é descarregado na linha de recalque. São usadas para serviços

de dosagens de produtos já que, ao ser variado o curso da haste, varia-se o volume admitido. Um

exemplo de aplicação dessa bomba é a que retira gasolina do tanque e manda para o carburador

de um motor de combustão interna.

3.3 - Bombas Rotativas

Nas bombas rotativas, o líquido recebe a ação de forças provenientes de uma ou mais

peças dotadas de um movimento de rotação que, comunicando energia de pressão provocando

seu escoamento. Esse líquido é confinado em um ou vários compartimentos que se desagradem

da zona de entrada (de baixa pressão) até a zona de saída (de alta pressão) da máquina. A ação

das forças se faz segundo a direção que é praticamente a do próprio movimento de escoamento

do líquido. A descarga e a pressão do líquido bombeado sofrem pequenas variações quando a

rotação é constante.

Desenhadas com separações muito pequenas entre as peças de rotação e as peças imóveis,

para reduzir ao mínimo o deslizamento do lado de descarga para o lado de sucção, as bombas

rotativas não são empregadas somente no bombeamento convencional, mas principalmente nos

sistema de lubrificação, nos comandos, controles e transmissões hidráulicas e nos sistemas

automáticos com válvulas de seqüência.

3.3.1- Bombas Rotativas de Palhetas

Figura 04 – Bombas rotativas de palhetas

Estas bombas 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. Este rotor, provido de ranhuras, gira por um eixo de acionamento. Cada ranhura do rotor

retém uma palheta retangular chata, que pode mover-se radialmente na ranhura. Quando o rotor

gira, a força centrífuga aciona as palhetas para fora. Devido à excentricidade do rotor em relação

à carcaça da bomba, a entrada de óleo está situada na parte onde as câmaras aumentam de

tamanho e o movimento das palhetas conduz o óleo para a saída da bomba, onde as câmaras

diminuem de tamanho, empurrando-o para o sistema hidráulico.

As bombas de palheta são muito usadas para alimentação de caldeiras e para sistema

óleodinâmicos de acionamento de média ou baixa pressão. São auto-aspirantes e podem ser

empregadas também como bombas de vácuo.

3.3.2 - Bombas Rotativas de Engrenagens

Figura 05 – Bombas rotativas de engrenagens

Esta bomba consiste basicamente de uma carcaça com orifícios de entrada e de saída, e

de um mecanismo de bombeamento composto de duas engrenagens, a engrenagem motora, é

ligada a um eixo que é conectado a um elemento acionador principal. A outra é a engrenagem

movida.

Consiste um par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o

externo da engrenagem e o interior da carcaça. Com o movimento das engrenagens o fluido, que

ocupa o espaço entre dois dentes, é empurrado por estes e escapando pela tubulação de saída. O

que impede o fluido de retornar entre os dentes da engrenagem para a sucção é exatamente o

dente da outra engrenagem, que ocupa o espaço entre os dentes. Quando a velocidade é

constante, a vazão é constante.

Utilizadas no bombeamento de substâncias líquidas e viscosas, lubrificantes ou não, as

bombas rotativas podem ser de engrenagem interna, quando uma engrenagem externa contém

dentes que se engrenam na circunferência interna de uma engrenagem maior, ou engrenagem

externa, devido a suas engrenagens conterem dentes em suas circunferências externas. Estas, por

vezes também chamadas de bombas de dentes-sobre-dentes e podem ser de engrenagem

helicoidal, de dentes retos ou em forma de espinha de peixe.

3.3.3 - Bombas Rotativas de Lóbulos

Figura 06 – Bombas rotativas de lóbulos

Esta bomba funciona seguindo o princípio da bomba de engrenagens de dentes externos,

quer dizer, ambos os elementos giram em sentidos opostos, com o que se consegue aumentar o

volume e diminuir a pressão e por isso conseguir a aspiração do fluido. Podem ter dois, três ou

até quatro lóbulos, conforme o tipo. Por ter um rendimento maior, as bombas de três lóbulos são

as mais comuns. Giram-se os dois elementos, um é impulsionado diretamente pela fonte de

energia, e a outras através de engrenagens de sincronização. Enquanto que os elementos giram, o

líquido fica apanhado entre dois lóbulos de cada rotor e as paredes do compartimento da bomba,

e se transporta do compartimento de sucção para a descarga da bomba. À medida que o líquido

sai do compartimento de sucção, a pressão no compartimento baixa, e mais líquido adicional é

forçado a deslocar-se para o compartimento do depósito.

Estas bombas são muito usadas no bombeamento de produtos químicos, líquidos

lubrificantes ou não-lubrificantes de todas as viscosidades.

3.3.4 - Bombas Rotativas de Parafuso

Figura 07 – Bombas rotativas de parafuso

Consiste de uma bomba contendo entre um a três parafusos de formato helicoidal que

realizam movimentos sincronizados através de engrenagens dentro de uma caixa de óleo ou

graxa para lubrificação, onde, por tal motivo, são silenciosas e sem pulsação.

O fluido é admitido pelas extremidades e, devido ao movimento de rotação e aos filetes

dos parafusos, que não têm contato entre si, é empurrado para a parte central onde é

descarregado. Essas bombas são muito utilizadas para o transporte de produtos de viscosidade

elevada.

4. BOMBAS CINÉTICAS

Figura 08 – Rotor e conjunto bomba-motor

As bombas cinéticas fornecem energia continuamente a um fluido que escoa pelo interior

dos elementos da bomba. Esta transmissão de energia é frequentemente realizada por um órgão

rotatório dotado de pás (rotor), o qual recebe o fluído pelo seu centro e o expulsa pela periferia,

pela ação da força centrífuga, daí o seu nome mais usual.

Essa aceleração não possui a mesma direção e o mesmo sentido do movimento do líquido

em contato com as pás. A descarga gerada depende das características da bomba, do número de

rotações e das características do sistema de encanamentos.

As bombas cinéticas são também chamadas de bombas rotodinâmicas e de turbobombas.

Há diversas formas de bombas cinéticas. Entre elas, há as bombas centrífugas radiais (a

movimentação do fluído dá-se do centro para a periferia do rotor, no sentido perpendicular ao

eixo de rotação) bombas centrífugas de fluxo misto (hélico-centrífugas - o movimento do fluído

ocorre na direção inclinada (diagonal) ao eixo de rotação) e as bombas centrífugas de fluxo axial

(helicoidais - o movimento do fluído ocorre paralelo ao eixo de rotação. Todas elas transmitem

energia ao fluido empregando a conversão de energia mecânica em energia cinética, podendo ser

esta convertida em energia de pressão ou energia potencial.

4.1 - Bombas de Fluxo Radial

Neste tipo de bomba a movimentação do fluído dá-se do centro para a periferia do rotor,

no sentido perpendicular ao eixo de rotação. O líquido penetra no rotor paralelamente ao eixo,

sendo dirigido pelas pás para a periferia, segundo trajetórias contidas em planos normais ao eixo.

Quando a pressão a ser gerada for muito elevada, as bombas centrífugas podem ter dois ou mais

rotores fechados; são as bombas de duplo ou múltiplo estágio. A água que sai do primeiro rotor é

conduzida para o segundo rotor, de onde sai com a pressão aumentada.

Essas bombas são usadas no bombeamento de água limpa, água do mar, condensados,

óleos, lixívias, para pressões até 16 Kgf/cm³ e temperaturas até 140 °C.

4.2 - Bombas de Fluxo Misto

Nesta de bomba são combinados os princípios das bombas radiais e axiais e o

caminhamento da água é helicoidal, o líquido penetra no rotor, atingindo as pás cujo bordo de

entrada é curvo e inclinado em relação ao eixo; segue uma trajetória que é uma curva reversa,

pois as pás são de dupla curvatura, e atinge o bordo de saída que é paralelo ao eixo ou

ligeiramente inclinado em relação a ele. Sai do rotor segundo um plano perpendicular ao eixo ou

segundo uma trajetória ligeiramente inclinada em relação ao plano perpendicular ao eixo. A

pressão é comunicada pela força centrífuga e pela ação de "sustentação" ou "propulsão" das pás.

As bombas de eixo prolongado para a extração de água de poços profundos são

geralmente do tipo de fluxo misto e quase sempre de vários estágios.

4.3 - Bombas de Fluxo Axial:

Os movimentos dos líquidos seguem no sentido do eixo do rotor onde suas trajetórias

começam paralelamente ao eixo e se transformam em hélices cilíndricas. Forma-se uma hélice

de vórtice forçado, pois, ao escoamento axial, superpõe-se um vórtice forçado pelo movimento

das pás. O eixo, em geral, é vertical, e por isso são conhecidas como bombas verticais de coluna.

Esses tipos de bombas são muito utilizados em ao bombeamento de grandes vazões e

reduzidas alturas, como captações de água de mananciais de superfície com pequena altura de

elevação. Outra característica é que possuem difusor de pás guias.

Segundo o número de rotores usados em bombas, podemos ter os seguintes modelos:

4.4 - Bomba de simples estágio

Estas bombas possuem apenas um rotor e o fornecimento de energia ao líquido é feito em

um único estágio que é constituído por um rotor e um difusor.

4.5 - Bombas de múltiplos estágios:

Com grande altura de elevação o liquido passa por dói ou mais rotores fixados ao mesmo

eixo e colocados em uma caixa que permite o escoamento. Cada passagem do liquido em cada

rotor é um estagio.

Já, de acordo com o número de entradas para aspiração, existem modelos de bombas que

são utilizados para aplicações diversas, como por exemplo.

4.6 - Bomba de aspiração simples ou entrada unilateral

Quando o sentido de entrada do líquido se faz de um lado e pela abertura circular na

abertura do rotor.

4.7 - Bomba de aspiração dupla ou entrada bilateral

Neste sistema, o rotor recebe o líquido por dois sentidos opostos, paralelamente ao eixo

de rotação. Equivale a dois rotores em paralelo que, teoricamente, são capazes de elevar uma

descarga dupla da que se obteria com o rotor simples. O empuxo longitudinal do eixo é

equilibrado nas bombas de rotores bilaterais.

A definição ou escolha de uma bomba centrífuga é feita essencialmente através de vazão

de bombeamento e da altura manométrica total capaz de ser produzida pela bomba a essa vazão.

Outras grandezas também consideradas são a altura manométrica de sucção, a potência absorvida

e a eficiência.

5. MOTORES HIDRAULICOS

Motores Hidráulicos se diferenciam dos demais motores pela sua construção,

característica e aplicabilidade, características estas encontradas no volume de absorção, na

pressão máxima, nas faixas de rotações e torques desejados.

São atuadores rotativos que convertem a energia da água fornecida ao motor em energia

mecânica em forma de torque e rotação. Possuem inúmeras vantagens sendo classificados em

motores hidráulicos de vazão fixa e motores hidráulicos de vazão variável. Porém, o fator de

importância para um projeto é saber que torque e rotação um motor hidráulico poderá fornecer e

pela sua construção qual é o mais recomendado. Além do torque e rotação caracterizam-se os

pela velocidade, volume de absorção e limite de pressão máxima.

Os motores hidráulicos são usados para variadas aplicações como motores de rodas para

veículos militares, tornos autopropulsados, propulsão e misturadoras e agitadoras, laminadoras

entre outros. Também, nos últimos anos se usam em atrações para alcançar grandes velocidades

em pouco tempo.

As principais grandesas observadas em um motor hidráulico são as seguintes:

Velocidade (Rotação): A velocidade um motor costuma ser dada em rotação por minuto

depende da vazão fornecida ao motor. Referente a altas ou baixas velocidades, são poucos os

motores que podem ser utilizados.

A velocidade pela qual o eixo de um motor gira, é determinada pela expressão:

Torque: O torque é um esforço rotativo indicando que há uma força presente a uma dada

distância do eixo motor. Pode-se considerar que a velocidade de um motor hidráulico é

inversamente proporcional ao seu torque, os motores, mais lentos são projetados para fornecer

alto torque mesmo nas baixas rotações.

Volume de absorção: É a quantidade de fluido que o motor aceitará para revolução ou

então, a capacidade de uma câmara multiplicada pelo número de câmaras que o mecanismo

contém.

Velocidade do eixo do motor (RPM ) = Vazão (l/mm)x1000

Volume de absorção ( )

Torque = Força x distância ao Eixo

Os motores hidráulicos convertem energia hidráulica em mecânica. Como ocorre nas

bombas hidráulicas, nos motores hidráulicos existe uma multiplicidade de princípios e tipos

construtivos. Mas nenhum em especial pode satisfazer de modo otimizado à todas

especificações. É necessário escolher o motor para cada caso, segundo a sua necessidade.

TIPOS DE MOTORES

Motores de engrenagem

Figura 09 – Motor de engrenagem

Os motores de engrenagem são de tamanho reduzido e podem girar nos dois sentidos,

porém, são ruidosos, podem trabalhar a altas velocidades, mas de forma análoga aos motores de

paleta, seu rendimento cai em baixas velocidades.

Este motor desenvolve torque devido à pressão aplicada nas superfícies dos dentes das

rodas dentadas que giram ao mesmo tempo, sendo apenas uma delas ligada ao eixo do motor.

A rotação do motor é invertida quando se inverte a direção do fluxo, diferente do

deslocamento que é fixo e é igual ao volume entre os dois dentes multiplicado pelo número de

dentes. As rodas não são balanceadas hidraulicamente em relação à pressão que quando alta na

entrada e baixa na saída provocam altas cargas laterais no eixo, bem como nas rodas dentadas e

nos rolamentos que as suportam.

As vantagens principais de um motor de engrenagens são: sua simplicidade e sua maior

tolerância à sujeira; porém tem menor eficiência. São muito utilizados na hidráulica móbil e na

tecnologia agrícola, para acionar correias transportadoras, disco dispersador, ventiladores, fusos

transportadores e ventoinhas.

Volume de absorção = volume máximo da câmara x número de câmaras

Motores hidráulicos de palhetas

Figura 10 - Motor de palhetas

Os motores hidráulicos contem a mesma estrutura das bombas de palhetas, mas o

movimento radial dos motores de palhetas deve ser forçado, enquanto que nas bombas se deve a

força centrifuga. Neste motor energia de trabalho hidráulico é transformada em energia mecânica

rotativa, que é aplicada ao objeto resistivo por meio de um eixo. O motor tipo palheta consiste de

um rotor e de palhetas que podem deslocar-se para dentro e para fora nos alojamentos das

palhetas.

O rotor do motor é montado em um centro que está deslocado do centro da carcaça e seu

eixo está ligado a um objeto que oferece resistência. Conforme o fluido entra pela conexão de

entrada, a energia de trabalho hidráulica atua em qualquer parte da palheta exposta no lado de

entrada. Uma vez que a palheta superior tem maior área exposta à pressão, a força do rotor fica

desbalanceada e o rotor gira.

Conforme o líquido alcança a conexão de saída, onde está ocorrendo diminuição de

volume, o líquido é recolocado.

Antes que um motor deste tipo possa operar, as palhetas devem ser estendidas

previamente e uma vedação positiva deve existir entre as palhetas e a carcaça. Essa extensão das

palhetas pode ser feita por meio de molas, de modo que elas permaneçam continuamente

estendidas ou então através do deslocamento da pressão hidráulica para o lado inferior das

palhetas.

Motores de pistões radiais com apoio interno dos pistões

Figura 11 - Motor de pistões radiais com apoio interno dos pistões

O princípio de funcionamento é semelhante ao dos axiais, mas nos motores de pistões

radiais o par se consegue devido à excentricidade, que faz que o componente transversal da força

que o pistão exerce sobre a carcaça seja distinto em duas posições diametralmente opostas,

dando lugar a uma resultante não nula que origina o par de giros.

Os cilindros e pistões são montados em estrela em torno do eixo excêntrico central.

Conforme a posição do eixo excêntrico, dos 5 pistões, 2 ou 3 estão ligados com a entrada (lado

da pressão), e o restante dos pistões ligados com a saída (lado do reservatório).

As câmaras dos cilindros são alimentadas com fluido de pressão através de um comando

que consiste na placa de comando e da válvula distribuidora sendo a placa de comando unida

com a carcaça, e a válvula distribuidora gira junto com o eixo excêntrico na mesma rotação. Esta

válvula contém furos que fazem a ligação para a placa de comando e para as câmaras dos

pistões.

A transmissão da força do pistão sobre o eixo excêntrico poderá ocorrer de varias

maneiras onde os pistões são guiados na carcaça e apóiam-se no eixo excêntrico através de anéis

de conformação especial.

Durante o movimento rotativo do eixo, ocorre um movimento relativo entre o pistão e o

anel e com uma superfície de apoio do pistão equilibrada estaticamente há uma redução do atrito,

ou seja, as superfícies de contato no excêntrico e na carcaça são aliviadas hidrostaticamente, de

modo que o atrito é mínimo. Esta construção possibilita alto rendimento e um bom

comportamento em baixas rotações. Apoiados sobre uma superfície esférica, os pistões e os

cilindros seguem isentos de forças transversais, no eixo excêntrico. Numa outra a execução a

pressão de trabalho atua sobre o eixo excêntrico.

Volume de absorção: 10 até 8500 cm³

Pressão máxima: até 300 bar

Faixa de rotações: 0,5 até 2000 minˉ¹ (conforme TN)

Torque máximo: até 32000 Nm

Motores de pistões radiais conforme o princípio de cursos múltiplos.

Figura 12 - Motor de pistões radiais de curso múltiplo com apoio externo dos pistões

Os pistões apóiam-se sobre o cames através dos roletes dos pistões; no acionamento a

câmera do cilindro é alimentada com o fluido de pressão através dos furos axiais, cada pistão

recebe a escoa do fluido de pressão quantas vezes forem os perfis da carcaça de curso do cames,

assim o transformando em movimento rotativo. O trabalho dos pistões contra o cames é

transmitido por um estriado ao eixo, transformando-o em movimento rotativo mecânico. O que

determinará a rotação em uma pressão contínua será a forma do perfil da curva de curso.

Pressão – 450 bar

Volume de absorção – 200 até 8000

Motores de pistões axiais de disco inclinado

Figura 13 - Motor de pistões axiais de disco inclinado

Os pistões vão dispostos na direção do eixo do motor, sendo montados axialmente ao

eixo e o conjunto rotativo de disco inclinado é uma unidade de deslocamento, apoiando-se sobre

um disco inclinado. O líquido entra pela base do pistão e o obriga deslocar-se para fora. Como a

cabeça do pistão tem forma cilíndrica e se apóia sobre uma superfície inclinada, a força que

exerce sobre ela se decompõe segundo a direção normal e segundo a direção tangencial à

superfície. Esta última componente a obrigará a girar, e com ela o eixo sobre a que vai montada.

Variando a inclinação da placa ou o basculamento entre o eixo de entrada e saída se pode variar

a cilindrada e com ela o par e a potência.

O fluido de pressão é conduzido na entrada e os pistões realizam um movimento

planetário de curso e levam junto o cilindro, que gira em conjunto com o eixo devido ao estriado

no mesmo deslocando o fluido para o lado da baixa pressão (saída), para o sistema.

Volume de absorção: 10 até 1000 cm³

Pressão máxima: até 350 bar

Faixa de rotações: 50 até 5000 minˉ¹ (conforme TN)

Torque máximo: até 41000 Nm

Motor hidráulico de eixo inclinado

Figura 14 - Motor de pistões axiais de eixo inclinado

Neste modelo de motor, temos um eixo inclinado, assim o pistão é montado inclinado em

relação ao eixo de acionamento, essa característica favorece para a utilização como bomba ou

motor hidráulico, de volume deslocado constante ou variável tendo uma excelente utilidade

como motor hidráulico, mantendo uma continuidade de sucção mesmo em altas rotações além da

possibilidade de montagem em construção aberta e características positivas de autocavitação.

O ângulo de inclinação da unidade de volume de deslocamento constante é definido pela

carcaça e com isso é fixo. Numa unidade variável este ângulo é variável dentro de determinados

limites. Através da alteração deste ângulo temos como resultante um curso diferente do pistão e

com isso o volume de deslocamento é alterado.

Utilizamos o motor de vazão constante em circuito aberto e também fechado com um

ângulo de inclinação fixo e o sentido de rotação de saída possível nos dois sentidos.

Agora, quando se faz necessário, podemos utilizar um motor de vazão variável também

em um circuito aberto e fechado, porem aqui utilizamos uma inclinação unilateral ou ainda

ângulo de inclinação variável sem escala e o sentido de rotação de saída possível nos dois

sentidos.

Durante a torção mecânica tem-se a transformação da pressão de trabalho e o volume

deslocado. A pressão é determinada pela resistência da marca acoplada ao motor hidráulico. Esta

carga corresponde ao momento de torção exigido no eixo.

Motor de pistões axiais de curso múltiplo e caraça estacionária

Figura 15 - Motor de pistões axiais de curso múltiplo e carcaça estacionária

Neste motor, a curva de curso é unida com a carcaça e é nesta carcaça que estão o

comando e as conexões podendo ainda, neste motor, ser instalada uma segunda ponta de eixo ou

a montagem de freios. O grupo rotor/pistões está acoplado ao eixo, através do estriado. Cada

pistão realiza vários cursos por rotação do eixo.

Volume de absorção: 200 até 1500 cm³

Pressão máxima: até 250 bar

Faixa de rotações: 5 até 500 min-1

6. INSTALAÇÃO DOS MOTORES HIDRÁULICOS

Quando instalamos motores hidráulicos devemos ficar atentos a diversos detalhes, por

exemplo, atentar para a verificação quanto a aplicação e custo considerando-se os limites de

velocidade de operação, sendo a velocidade mínima a de saturação, ou seja, a menor velocidade

com a qual o motor permite a aplicação do momento de torção máximo; a potência desejada; o

tamanho; os limites de pressão do sistema e a direção de rotação.

Alem de todos estes cuidados iniciais, na instalação deve-se realizar uma lavagem inicial

e uma pré-lubrificação, observando-se a direção de rotação e as posições de pressão e “sucção”.

O erro de uma ligação poderá ocasionar a expulsão dos retentores e destruição dos elementos

móveis.

Já se for deixar este motor algum tempo inoperante aconselha-se a vedar os orifícios com

tampas, que serão removidas no instante da instalação deste. Estes cuidados contribuem para

manter limpo todo sistema. Deve-se ainda manter alinhados os eixos e acoplamentos e os dutos a

fim de evitar desgastes localizados.

7. CONCLUSÃO

A hidráulica é um recurso amplamente utilizado em praticamente todos os setores da

engenharia, ela está presente em nossas vidas e é um assunto que devemos estudar a fundo.

Esperamos que com este trabalho todos os nossos objetivos tenham sido alcançados que

tenhamos esclarecido as principais dúvidas sobre bombas e motores hidráulicos e muito alem

disso, contribuído para uma melhor simplificação do tema proposto a fim de garantir o

entendimento de diversas pessoas que utilizarem deste artigo para desenvolver ainda mais seus

conhecimentos.

Os usos destes equipamentos são vitais para a indústria e desenvolvimento do mundo

atual se tornando indispensáveis para o progresso.

8. BIBLIOGRAFIA

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