Aula 03 - Elementos de Energia em Instalações Hidráulica

1.1 - Reservatórios Hidráulicos

Figura 1 - Reservatório Hidráulico

A função de um reservatório hidráulico é conter ou armazenar o fluido hidráulico de um sistema. Os reservatórios podem ser de aço ou de materiais plásticos, contendo todas as conexões necessárias: linhas de sucção; retorno e drenos; indicador de nível de óleo; tampa para respiradouro e enchimento; tampa para limpeza.
Quando o fluido retorna ao reservatório, uma placa defletora impede que este fluido vá diretamente à linha de sucção. Isto cria uma zona de repouso na qual as impurezas maiores sedimentam, o ar sobe à superfície do fluido e dá condições para que o calor do fluido, seja dissipado para as paredes do reservatório. Todas as linhas de retorno devem estar localizadas abaixo do nível do fluido e no lado do defletor oposto à linha de sucção.

Figura  2 - Placa defletora em
Reservatório Hidráulico

Os reservatórios industriais têm uma variedade de estilos, dentre os quais estão os reservatórios em forma de L, os reservatórios suspensos e os reservatórios convencionais. Os reservatórios convencionais são os mais comumente usados dentre os reservatórios hidráulicos industriais. Os reservatórios em forma de L e os suspensos permitem à bomba uma altura manométrica positiva do fluido.
Todos os sistemas hidráulicos aquecem. Se o reservatório não for suficiente para manter o fluido à temperatura normal, há um superaquecimento. Para evitar isso são utilizados resfriadores ou trocadores de calor, os modelos mais comuns são água-óleo e ar-óleo.
A contaminação causa problemas nos sistemas hidráulicos porque interfere no fluido, que tem quatro funções: Transmitir energia; Lubrificar peças internas que estão em movimento; Transferir calor; Vedar folgas entre peças em movimento.
1.2 - Elementos filtrantes
A função de um filtro é remover impurezas do fluido hidráulico. Isso é feito forçando o fluxo do fluido a passar por um elemento filtrante que retém a contaminação. Os elementos filtrantes são divididos em tipos de acordo com a profundidade e a superfície. Os elementos filtrantes são de diversas configurações. Na figura anterior podemos observar um elemento filtrante bastante utilizado, do tipo utilizado em diversas máquinas, inclusive em motores de automóveis.

1.3 - Bombas
As bombas são feitas em vários tamanhos e formas, mecânicas e manuais com diversos mecanismos de bombeamento e para diversas aplicações. 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.

Figura 3 - Bombas Hidrodinâmicas

A bomba passará o fluido para a abertura de descarga, forçando-o através do sistema hidráulico. 

Todas as bombas, entretanto, são classificadas em uma de duas categorias básicas: Turbobombas (bombas centrífugas ou deslocamento dinâmico) ou bombas volumétricas (deslocamento positivo).
Há diversos tipos de bombas de deslocamento positivo com vazão constante: manuais; de engrenagens; de parafusos, de palhetas, de pistões, radiais e axiais.
Há também bombas de deslocamento positivo de vazão variável: manuais; de palhetas; de pistões
e radiais.
O conjunto motor, bomba, válvula, manômetro e tanque recebe o nome de unidade hidráulica.

1.3.1 - Bombas Hidrodinâmicas: São bombas de deslocamento não-positivo, usadas para transferir fluidos e cuja única resistência é a criada pelo peso do fluido e pelo atrito. Essas bombas raramente são usadas em sistemas hidráulicos, porque seu poder de deslocamento de fluido se reduz quando aumenta a resistência e também porque é possível bloquear-se completamente seu pórtico de saída em pleno regime de funcionamento da bomba.

1.3.2 - Bombas de palheta (Lâminas Impulsora): 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.

Figura 4 - Bomba Hidrostáticas de Palheta

1.3.3 - 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, subtraindo as perdas e vazamentos, praticamente todas as bombas necessárias para transmitir força hidráulica em equipamento industrial, em maquinaria de construção e em aviação são do tipo hidrostático.
As bombas hidrostáticas produzem fluxos de forma pulsativa, porém sem variação de pressão no sistema.

1.3.4 - Bombas de pistão: Geram uma ação de bombeamento, fazendo com que os pistões se alterem 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.

Figura 5 - Bomba Hidrostáticas de engrenagem

1.3.5 - Bombas de Engrenagem: A bomba de engrenagem consiste basicamente de uma carcaça com orifícios de entrada e de saída, e de um mecanismo de bombeamento composto de duas engrenagens. Uma das engrenagens, a engrenagem motora, é ligada a um eixo que é conectado a um elemento acionador principal. A outra engrenagem é a engrenagem movida.
No lado da entrada, os dentes das engrenagens desengrenam, o fluido entra na bomba, sendo conduzido pelo espaço existente entre os dentes e a carcaça, para o lado da saída onde os dentes das engrenagens engrenam e forçam o fluido para fora do sistema.
Uma vedação positiva neste tipo de bomba é realizada entre os dentes e a carcaça, e entre os próprios dentes de engrenamento. As bombas de engrenagem têm geralmente um projeto não compensado.

2 - Unidade Hidráulica

Figura 4 - Unidade Hidráulica.

A Unidade Hidráulica é provavelmente o componente mais importante no circuito hidráulico. Sua função é a de converter a energia mecânica em energia hidráulica, empurrando o fluido hidráulico no circuito. A Unidade Hidráulica é composta de: Tanque de  óleo; Filtro de sucção; Bomba Hidráulica; Motor elétrico; Manômetro; Válvula reguladora;  Válvula de controle de energia; Bloco de alimentação da  máquina e Bloco de retorno para o tanque.

O elemento fundamental para geração de energia hidráulica é a unidade hidráulica. Os componentes básicos de uma unidade hidráulica  são:

Figura 6 - Simbologia de Unidade Hidráulica.

1 -. Tanque de  óleo;

2 -. Filtro de sucção;

3 -. Bomba Hidráulica;

4 -. Motor elétrico;

5 -. Manômetro;

6 -. Válvula   reguladora;

7 -. Válvula de controle de energia;

8 -. Bloco de alimentação da  máquina;

9 -. Bloco de retorno para o tanque.

O Óleo é o fluído hidráulico que geralmente é conduzida por uma bomba hidráulica, geralmente a bomba hidráulica é impulsionado  por um motor eléctrico, mas  também pode ser movido  por um motor de combustão interna no caso dos automóveis.

3 - Acumuladores Hidráulicos

Figura 07 - Acumulador Hidráulico

Um acumulador armazena pressão hidráulica. Esta pressão é energia potencial, uma vez que ela pode ser transformada em trabalho.
Os acumuladores são basicamente de 3 tipos: carregados por peso, carregados por mola e hidropneumáticos. Os acumuladores hidropneumáticos estão divididos nos tipos: pistão, diafragma e bexiga. O nome de cada tipo indica a forma de separação do líquido do gás.
Acumuladores Tipo Diafragma: O acumulador do tipo diafragma consiste de dois hemisférios de metal, que são separados por meio de um diafragma de borracha sintética. O gás ocupa uma câmara e o líquido entra na outra.
Os acumuladores podem desempenhar uma gama muito grande de funções no sistema hidráulico. Algumas dessas funções são: manter a pressão do sistema, desenvolver o fluxo no sistema ou absorver choques no sistema.
Um acumulador, numa emergência, poderá manter a pressão do sistema. Se a bomba num circuito de prensagem, laminação ou de fixação, falha, o acumulador pode ser usado para manter a pressão do sistema, de modo que o material que está sendo trabalhado não seja danificado. Nesta aplicação, o volume do acumulador é muitas vezes usado para completar o ciclo da máquina. 

Este arquivo pode ser baixado em: 16_01_003 Elementos de Energia em instalações Hidráulicas

© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/01/2017