Tipos de bombas hidráulicas

Quando uma máquina hidráulica perde velocidade ou potência, muitas vezes a culpa é da bomba. Eu entendo o porquê. A bomba é barulhenta, quente e fácil de apontar. Mas em trabalhos de manutenção reais, a bomba nem sempre é a causa raiz. Às vezes é apenas a parte que mostra o problema primeiro.

UM a bomba hidráulica move principalmente o óleo. A pressão vem da resistência. Essa resistência pode ser um cilindro carregado, um motor hidráulico partindo sob forte torque, uma passagem de válvula pequena, um filtro bloqueado, óleo frio ou uma linha de sucção muito longa e muito pequena. Se este ponto for ignorado, mesmo uma bomba nova poderá falhar logo após a instalação.

É por isso que a seleção da bomba não deve ser feita apenas pelo número do modelo. Deslocamento, pressão, velocidade, rotação, eixo, flange, rosca da porta, viscosidade do óleo, filtragem e ciclo de trabalho precisam ser verificados em conjunto. Um detalhe errado é suficiente para criar ruído, calor, vazamento ou resposta lenta da máquina.

Comece com a condição de funcionamento, não com o nome da bomba

Antes de comparar bombas de engrenagem , bombas de palhetas e bombas de pistão, primeiro examinaria as condições de funcionamento da máquina.

O primeiro número geralmente é o deslocamento. Diz quanto óleo a bomba move em uma revolução. A unidade pode ser cc/rev, in⊃3;/rev, L/min em uma determinada velocidade ou GPM em RPM nominais. Uma pequena bomba fornece menos fluxo. O atuador fica lento. Uma bomba grande proporciona mais vazão, mas isso nem sempre significa melhor desempenho. Se o circuito não precisar desse fluxo, o óleo extra poderá passar pela válvula de alívio e se transformar em calor.

A pressão também precisa ser lida com atenção. Pressão nominal e pressão de pico não são a mesma coisa. Algumas máquinas atingem o pico de pressão apenas por um breve momento. Outras máquinas trabalham perto do limite de pressão por longos períodos. Para a vida útil da bomba, estas duas condições de trabalho são completamente diferentes.

A condição de sucção é outro ponto fácil de ignorar. Uma bomba hidráulica não gosta de lutar por petróleo. Uma mangueira de entrada estreita, filtro de sucção sujo, alta viscosidade do óleo, baixo nível de óleo ou vazamento de ar na entrada podem causar cavitação. Uma vez iniciada a cavitação, os danos no interior da bomba podem desenvolver-se muito rapidamente.

Para trabalhos de substituição, as informações úteis incluem demanda de vazão, pressão nominal, pressão de pico, velocidade de acionamento, direção de rotação, tipo de eixo, flange de montagem, tamanho da porta, direção da porta, tipo de óleo, temperatura do óleo e quantas horas a máquina trabalha por dia.

Bombas de engrenagem: bombas simples que ainda funcionam muito

As bombas de engrenagem são comuns porque são simples. Em um bomba de engrenagens externa , duas engrenagens giram dentro de uma carcaça bem ajustada. O óleo entra onde os dentes da engrenagem se separam, percorre a parte externa das engrenagens e sai onde os dentes se engrenam novamente.

As peças não são complicadas: engrenagens, eixos, buchas ou rolamentos, placas laterais, vedações e carcaça. Essa estrutura simples torna as bombas de engrenagens fáceis de armazenar, substituir e entender durante o trabalho de manutenção.

É por isso que são amplamente utilizados em empilhadeiras, máquinas agrícolas, reboques basculantes, equipamentos de construção compactos, sistemas de direção, unidades de lubrificação e pequenas unidades hidráulicas. Estas máquinas muitas vezes necessitam de uma bomba que seja prática, disponível e tolerante às condições normais de campo.

A maioria das bombas de engrenagem são bombas de deslocamento fixo . Uma revolução move um volume fixo de petróleo. O fluxo aumenta ou diminui com a velocidade da bomba. Não há swashplate, nenhum servocontrole complexo e nenhum mecanismo de detecção de carga em uma bomba de engrenagens básica.

Muitas bombas de engrenagens industriais funcionam em torno de 160–250 bar. Alguns projetos de serviço pesado podem suportar picos de pressão mais elevados, mas a operação contínua de alta pressão requer cautela. Quando a pressão aumenta, a carga do rolamento, a tensão da vedação do eixo, a deflexão da carcaça, o vazamento interno e a temperatura do óleo tornam-se mais importantes.

As bombas de engrenagens normalmente toleram melhor a contaminação por óleo do que as bombas de palhetas ou bombas de pistão . Isso não significa que o óleo sujo seja seguro. Significa apenas que a bomba de engrenagens pode continuar funcionando por mais tempo antes que o dano se torne óbvio. O óleo sujo ainda desgasta as faces das engrenagens, placas laterais, buchas e áreas de vedação.

Uma bomba de engrenagem desgastada geralmente apresenta sintomas muito comuns. A máquina pode funcionar normalmente quando o óleo está frio. Depois que o óleo aquece, o cilindro fica lento. O corpo da bomba fica quente. O fluxo sob carga cai. A vedação do eixo pode começar a vazar. Esses sintomas geralmente apontam para vazamento interno, mas a válvula de alívio e o lado de sucção ainda devem ser verificados antes de substituir a bomba.

Bombas de palhetas: fluxo suave, óleo mais limpo necessário

Uma vUma bomba usa um rotor com palhetas deslizantes. À medida que o rotor gira dentro do anel excêntrico, os espaços entre as palhetas aumentam e diminuem. O óleo entra quando o volume abre. O óleo sai quando o volume fecha.

A vantagem é o fluxo suave. As bombas de palhetas geralmente funcionam de forma mais silenciosa do que muitas bombas de engrenagem e têm menos pulsação. Isso os torna úteis em máquinas-ferramentas, máquinas de plástico, equipamentos de fundição sob pressão, prensas e estações hidráulicas industriais onde o ruído e o movimento estável são importantes.

Algumas bombas de palhetas têm deslocamento fixo. Alguns são de deslocamento variável. Em uma bomba de palhetas com compensação de pressão, a saída pode diminuir depois que o sistema atinge a pressão definida. Se o circuito for projetado corretamente, isso ajuda a reduzir o aquecimento do óleo e o desperdício de energia.

Muitas bombas de palhetas funcionam em torno de 70–175 bar. Algumas versões reforçadas podem ser mais altas. Mesmo assim, as bombas de palhetas geralmente não são a primeira escolha para máquinas móveis sujas, empoeiradas e de alto impacto, a menos que os hábitos de filtragem e manutenção sejam bons.

A razão é o próprio cata-vento. Uma palheta deve deslizar livremente na ranhura do rotor. Uma pequena partícula pode arranhar o anel do came, fazer a palheta emperrar ou danificar a superfície de vedação. Assim que a ponta da palheta perde o contato adequado, a bomba perde fluxo.

Um sintoma típico de serviço é a perda de fluxo de óleo quente. A máquina funciona quando o óleo está frio e desacelera quando a temperatura do óleo aumenta. O óleo frio é mais espesso e esconde alguns vazamentos internos. O óleo quente é mais fino, então o vazamento fica mais fácil de ver.

Bombas de pistão: forte desempenho, menos indulgentes

As bombas de pistão são usadas quando o sistema precisa de pressão mais alta, melhor eficiência ou controle de fluxo variável. Elas são mais complexas do que bombas de engrenagens e bombas de palhetas, mas podem realizar trabalhos que bombas mais simples não conseguem realizar bem.

O tipo móvel mais comum é a bomba de pistão axial. Em um projeto de placa oscilante, os pistões se movem para frente e para trás conforme o bloco de cilindros gira. O ângulo da placa oscilante controla o curso do pistão. Um ângulo maior proporciona mais deslocamento. Um ângulo menor proporciona menos fluxo.

Em um bomba de pistão de deslocamento variável , o ângulo da placa oscilante muda durante a operação. Isso permite compensação de pressão, detecção de carga, controle de potência constante, controle manual ou controle eletroproporcional. É por isso que as bombas de pistão são frequentemente usadas em escavadeiras, guindastes, plataformas de perfuração, prensas grandes, acionamentos de circuito fechado e unidades de energia hidráulica de alto desempenho.

As bombas de pistão radial são diferentes. Seus pistões são dispostos em torno de um came ou anel excêntrico. Eles são frequentemente selecionados para aplicações de pressão muito alta, onde o fluxo não é extremamente grande, mas a capacidade de pressão é importante.

Muitas bombas de pistão funcionam em torno de 280–350 bar, e alguns projetos especiais vão mais alto. A vantagem é a alta densidade de potência e melhor controle. O custo é uma manutenção mais rigorosa. Uma bomba de pistão precisa de óleo limpo, filtragem correta, boas condições de sucção, projeto de drenagem da caixa adequado e inicialização cuidadosa.

O óleo ruim danifica as bombas de pistão rapidamente. A placa da válvula, o bloco de cilindros, o deslizador, o disco oscilante e as peças de controle dependem de uma película de óleo estável. Se aparecer cavitação ou contaminação, o custo do reparo pode ser alto. Aumento do fluxo de drenagem da caixa, pressão instável, ruído agudo de entrada ou partículas metálicas no óleo não devem ser ignorados.

Uma comparação simples para seleção de bombas

Esta tabela é apenas uma referência rápida. Uma bomba de engrenagens limpa com uma boa linha de entrada pode durar mais do que uma bomba de pistão mal instalada. Uma bomba de palhetas pode ser perfeita em uma unidade de energia de fábrica e inadequada para equipamentos agrícolas empoeirados. Uma bomba de pistão só pode economizar energia quando o circuito realmente precisa de fluxo variável.

Materiais e pequenos detalhes dentro da bomba

Duas bombas podem parecer semelhantes por fora, mas por dentro podem ser muito diferentes. O material da carcaça, o acabamento da engrenagem, a dureza do eixo, a folga lateral, a qualidade da vedação e o tratamento da superfície afetam a vida útil.

Carcaças de alumínio são comuns em bombas de engrenagens compactas porque reduzem o peso. As carcaças de ferro fundido são mais pesadas, mas proporcionam melhor rigidez e amortecimento de vibrações. Para sistemas industriais de serviço contínuo, o ferro fundido costuma ser a melhor escolha.

As engrenagens e os eixos são geralmente feitos de liga de aço. O tratamento térmico afeta a dureza superficial e a vida em fadiga. O mau tratamento da superfície pode causar arranhões, corrosão, ruído e vazamento precoce.

Em uma bomba de engrenagens, placas laterais e buchas controlam vazamentos internos. Em uma bomba de palhetas, o anel do came e as ranhuras do rotor decidem se as palhetas se movem suavemente. Em uma bomba de pistão, a placa da válvula, o deslizador, o bloco de cilindros e a placa oscilante são essenciais. Estas peças não podem sobreviver por muito tempo sem óleo limpo e uma película de óleo estável.

O material de vedação também deve corresponder às condições de trabalho. NBR é comum para óleo hidráulico mineral. FKM é usado para temperaturas mais altas ou compatibilidade com fluidos especiais. PU pode ser usado onde a resistência à abrasão é necessária.

Precisão de fabricação e eficiência da bomba

O desempenho da bomba hidráulica depende de pequenas folgas. A folga lateral da engrenagem, o alinhamento do eixo, o acabamento da ranhura do rotor, o nivelamento da placa da válvula e a precisão da carcaça afetam o vazamento e o calor.

A eficiência volumétrica é a diferença entre o fluxo teórico e o fluxo real fornecido. Uma bomba gasta ainda pode girar em velocidade normal, mas algum óleo vaza internamente do lado da pressão de volta para o lado da sucção. O resultado é baixo fluxo, calor e movimento fraco da máquina.

Para bombas de engrenagens, perfil do dente da engrenagem, planicidade da placa lateral, ajuste da bucha, precisão da ranhura de vedação e rebarbação limpa. Para bombas de palhetas, o acabamento do anel do came e a precisão da ranhura do rotor são importantes. Para bombas de pistão, o nivelamento da placa da válvula, a geometria do deslizador e o tratamento da placa oscilante são importantes.

A boa fabricação de bombas não é apenas montagem. É controle de material, controle de usinagem, inspeção, teste de pressão, teste de vazamento e controle de processo repetível.

Limpeza de óleo e controle de qualidade

A condição do óleo tem efeito direto na vida útil da bomba. A ISO 4406 é comumente usada para descrever a limpeza de fluidos hidráulicos. Um código como 18/16/13 refere-se a intervalos de contagem de partículas em 4 μm, 6 μm e 14 μm.

As bombas de engrenagens geralmente toleram melhor a contaminação do que as bombas de palhetas e as bombas de pistão. Ainda assim, o óleo sujo reduz a vida útil. As bombas de palhetas podem sofrer marcas no anel do came ou emperrar as palhetas. As bombas de pistão precisam de óleo mais limpo porque suas superfícies deslizantes e peças de controle têm folgas mais estreitas.

Um plano de manutenção prático deve incluir enchimento de óleo limpo, filtragem adequada, amostragem regular de óleo, controle de temperatura e monitoramento de drenagem da caixa para bombas de pistão. Instalar uma nova bomba em óleo sujo não é um reparo. É apenas um atraso antes da próxima falha.

Blince segue um processo de inspeção de cadeia completa para fornecimento de bombas hidráulicas, incluindo verificações de materiais de entrada, inspeção de usinagem, controle de montagem, testes de pressão, inspeção de vazamentos, verificação de desempenho, inspeção de embalagens e revisão de entrega final. O Sistema de Gestão de Qualidade ISO 9001, os requisitos de controle CE e a conformidade ambiental RoHS ajudam a apoiar a documentação de exportação e a reduzir o risco de fornecimento para compradores B2B.

O que confirmar antes de comprar uma bomba hidráulica

Para um novo projeto ou pedido de substituição, o número do modelo antigo é útil, mas não é suficiente. Confirme o deslocamento, pressão nominal, pressão de pico, velocidade, direção de rotação, tipo de eixo, tamanho do flange, rosca da porta, direção da porta, tipo de óleo, temperatura, ciclo de trabalho e ambiente de trabalho.

Para uma bomba de substituição, uma foto da placa de identificação e as dimensões de instalação são muito úteis. O sintoma de falha também deve ser descrito. Uma bomba que falhou devido a cavitação, contaminação, sobrecarga ou rotação errada não deve simplesmente ser substituída sem verificar a causa.

A Blince pode oferecer suporte a soluções de bombas hidráulicas personalizadas e de fornecimento padrão com base em desenhos, amostras, pressão operacional, vazão, deslocamento, tipo de eixo, tipo de flange, configuração de porta e requisitos de aplicação. As opções personalizadas podem incluir eixos chavetados, eixos estriados, eixos cônicos, flanges SAE, flanges europeus, portas BSP, portas NPT, portas métricas, caixas compactas, caixas reforçadas, vedações NBR, vedações FKM, estruturas de bombas de engrenagens tandem, compensação de pressão, detecção de carga, controle manual e controle elétrico proporcional.

Faixas de referência para bombas hidráulicas para serviços pesados

Perguntas frequentes

Quais são os principais tipos de bombas hidráulicas?

Os principais tipos são bombas de engrenagens, bombas de palhetas e bombas de pistão. As bombas de engrenagem são simples e econômicas. As bombas de palhetas são mais suaves e silenciosas. As bombas de pistão são usadas para maior pressão e controle de fluxo variável.

Qual bomba hidráulica é melhor para óleo sujo?

As bombas de engrenagens geralmente toleram melhor a contaminação do que as bombas de palhetas e as bombas de pistão. No entanto, o óleo sujo ainda causa desgaste, portanto a filtragem e o enchimento limpo ainda são necessários.

Qual tipo de bomba é melhor para alta pressão?

As bombas de pistão são normalmente usadas para sistemas de alta pressão. As bombas de pistão axial são comuns em escavadeiras, guindastes, plataformas de perfuração, prensas e sistemas hidráulicos com detecção de carga.

Por que uma bomba hidráulica fica barulhenta após a instalação?

O ruído pode vir do sentido de rotação errado, ar na linha de sucção, alta viscosidade do óleo, restrição de sucção, filtro entupido, baixo nível de óleo, desalinhamento do acoplamento ou cavitação.

Por que a máquina desacelera depois que o óleo esquenta?

O óleo quente tem menor viscosidade. Se a bomba apresentar desgaste interno, o vazamento aumenta depois que o óleo fica mais fino. Um teste de fluxo à temperatura de trabalho dá um resultado melhor do que um teste a frio.

Suporte de engenharia da Blince

Para substituição de bombas ou projeto de novo sistema hidráulico, Blince pode revisar modelos de bombas, desenhos, amostras, pressão operacional, vazão necessária, configuração de porta, tipo de eixo, dimensões de flange e aplicações de máquina. Uma bomba selecionada corretamente protege não apenas a bomba, mas também válvulas, motores, cilindros, mangueiras, vedações, temperatura do óleo e tempo de atividade da máquina.

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