Bomba de óleo de engrenagem
O que é uma bomba de óleo de engrenagem?
Uma bomba de óleo de engrenagem é uma bomba que usa a malha de engrenagens para bombear fluido por deslocamento. É uma bomba de deslocamento positivo rotativo típica, que bombeia uma quantidade constante de fluido a cada rotação. A bomba de óleo com engrenagem bombeia principalmente óleos e outros fluidos industriais altamente viscosos. Os fabricantes de bombas de óleo com engrenagens projetam a bomba com um par de engrenagens interligadas. Um eixo aciona uma engrenagem, e a primeira engrenagem aciona a segunda. Devido às tolerâncias estreitas entre as engrenagens, as bombas de óleo de engrenagem são usadas principalmente para líquidos limpos. Isso é evidente em sistemas de energia hidráulica, plantas de processamento químico e refinarias de petróleo e gás. A bomba de engrenagem está disponível em duas variações principais: uma bomba de óleo de engrenagem externa que usa duas engrenagens de dentes retos externas ou uma bomba de óleo de engrenagem interna que utiliza engrenagens de sincronização. Em comparação, a bomba de óleo de engrenagem externa pode gerenciar pressão e taxas de fluxo mais altas do que a bomba de óleo de engrenagem interna.
Figura: Mostrando a configuração da bomba de óleo de engrenagem.
Componentes da bomba de óleo de engrenagem
Motor elétrico
A bomba de óleo de engrenagem usa um motor elétrico para acionar o elemento rotativo. O motor elétrico é um dispositivo eletrotécnico que converte o fornecimento de energia elétrica em saída de energia mecânica. Os dois tipos de motores elétricos são os de corrente alternada (CA) e os de corrente contínua (CC). A maioria dos fabricantes de bombas de óleo de engrenagem projeta as unidades com um motor CC sem escovas.
Corpo da bomba
O corpo ou carcaça da bomba protege o elemento rotativo e outros componentes internos, como o eixo, os rolamentos e as luvas do eixo. O corpo da bomba pode ser construído com vários materiais, como aço fundido, ferro fundido dúctil e latão. Os fabricantes de bombas de óleo de engrenagem geralmente vedam o corpo da bomba para evitar vazamentos e reter a pressão.
Eixo
A bomba é um componente mecânico rotativo suportado pelo rolamento e conectado à engrenagem do acionador. Ela liga o elemento rotativo ao motor elétrico diretamente ou por meio de acoplamento. Geralmente é feita de aço inoxidável, pois é resistente e pode superar a vibração durante a operação da bomba.
Engrenagens
A bomba de óleo de engrenagem é composta por um conjunto de engrenagens intertravadas - uma engrenagem motora e uma engrenagem acionada, que constituem o elemento rotativo. A finalidade das engrenagens é mover o fluido pelo corpo da bomba. Os fabricantes de bombas de óleo com engrenagens projetam as engrenagens em aço fundido, aço carbono tratado termicamente, bronze e aços-liga.
Selos mecânicos
Os selos mecânicos evitam que o fluido sob pressão vaze para fora da bomba. Eles também evitam que a bomba seja aspirada pelo ar em condições de vácuo.
Rolamentos
Os rolamentos suportam o conjunto do rotor e garantem seu alinhamento perfeito com o corpo da bomba. Eles suportam a carga totalmente rotativa do eixo durante a operação e minimizam o atrito entre o eixo rotativo e o estator para uma operação suave.
Válvula de alívio de pressão
Os fabricantes de bombas de óleo de engrenagem geralmente instalam uma válvula de alívio de pressão no sistema de tubulação de descarga da bomba. O componente essencial ajuda a proteger a bomba e a tubulação contra pressurização excessiva.
Como funciona a bomba de óleo de engrenagem?
A bomba de óleo de engrenagem usa a ação de rotação das engrenagens para mover o fluido através da bomba. Quando o motor elétrico dá partida, o elemento rotativo gira, desenvolvendo uma vedação de líquido com a carcaça da bomba e criando sucção na entrada da bomba. Quando as engrenagens saem da malha no lado de entrada da bomba, elas criam um volume expandido. O óleo é puxado para dentro da carcaça da bomba, fechado dentro das cavidades desenvolvidas entre os dentes da engrenagem e transferido da entrada para a descarga ao redor da parede externa dentro da carcaça da bomba. Os dentes da engrenagem intertravados no lado da descarga da bomba reduzem o volume e forçam o fluido a sair sob pressão. Enquanto as engrenagens girarem, seus dentes se entrelaçam repetidamente, envolvendo um volume fixo de óleo e transferindo-o mecanicamente em uma ação cíclica de bombeamento. Quando o óleo atinge a saída da bomba, as engrenagens se engrenam e vedam.
Tipos de bombas de óleo de engrenagem
Bomba de óleo de engrenagem externa
Uma bomba de óleo de engrenagem externa é composta por duas engrenagens idênticas e intertravadas, montadas em uma carcaça bem ajustada. Ela pode usar engrenagens de dentes retos, helicoidais ou espinha de peixe para deslocar o fluido bombeado através da bomba. A engrenagem acionadora se conecta ao eixo da bomba e aciona a engrenagem acionada na direção oposta. Os fabricantes de bombas de óleo com engrenagens montam as engrenagens e a carcaça da bomba com uma folga delicada para proteger o fluido contra vazamentos do lado da descarga e permitir que a bomba desenvolva sucção na entrada. Devido à tolerância mais estreita e a um eixo mais rígido, a bomba de óleo de engrenagem externa pode sustentar pressão e taxas de fluxo mais altas. Essa bomba é altamente predominante em aplicações de energia hidráulica, normalmente em veículos, equipamentos de plantas móveis e máquinas de elevação.
Figura: Mostrando uma bomba de óleo de engrenagem externa.
Figura: Mostrando a disposição das engrenagens na bomba de óleo de engrenagem externa.
Bomba de óleo de engrenagem interna
A bomba de óleo de engrenagem interna difere da bomba de óleo de engrenagem externa na disposição das engrenagens. Uma bomba de óleo de engrenagem interna também é composta de duas engrenagens interligadas, mas uma gira dentro da outra e na mesma direção. A engrenagem maior, chamada de rotor, é uma engrenagem interna, o que significa que seus dentes se projetam para dentro. A engrenagem menor, chamada de engrenagem intermediária, é uma engrenagem de dentes retos localizada dentro da maior e mantida no lugar usando um pinhão e uma bucha presa à carcaça da bomba. A engrenagem intermediária se interliga com o rotor, permitindo que os dentes da engrenagem se encaixem em um ponto. A bomba de óleo de engrenagem interna tem melhor folga e pode operar em baixa velocidade, o que a torna perfeita para líquidos sensíveis ao cisalhamento, como sabão e tintas. Em contraste com a bomba de óleo de engrenagem externa, as bombas de óleo de engrenagem interna oferecem melhores capacidades de sucção e podem lidar com fluidos mais viscosos. Ela tem vários benefícios, como uma ampla faixa de operação e facilidade de instalação e manutenção.
Figura: Mostrando uma bomba de óleo de engrenagem interna.
Aplicações da bomba de óleo de engrenagem
As bombas de óleo de engrenagem são amplamente utilizadas em vários setores, como químico, petroquímico, sabão, papel, refinarias de petróleo e gás, etc. Elas são componentes vitais dos sistemas de energia hidráulica em equipamentos de plantas móveis, veículos e máquinas de elevação. Também são encontradas em sistemas de transmissão automática, embreagens semiautomáticas, direção hidráulica e sistemas de propulsão. Os usos típicos das bombas de óleo de engrenagem incluem os seguintes:
- As bombas de óleo de engrenagem são usadas como bombas de óleo nos motores para fornecer óleo lubrificante e para fins de resfriamento.
- Eles são usados para transferir petróleo bruto e diesel em indústrias petroquímicas.
- Eles são usados para lubrificar a transmissão automática ou continuamente variável, especialmente ao dar partida ou parar o veículo.
- Eles são usados para bombear produtos de alta viscosidade, como óleo, tintas e resinas.
- Elas são usadas em várias aplicações com fornecimento irregular porque a saída da bomba é apenas ligeiramente afetada pela pressão.
- Eles são usados para transferir óleos, gordura vegetal e manteiga nas indústrias alimentícias.
Vantagens da bomba de óleo de engrenagem
- As bombas de óleo de engrenagem podem produzir alta pressão de descarga (até 5000 Psi)
- Eles fornecem um fluxo suave e sem pulsos proporcional à velocidade de rotação de suas engrenagens.
- Elas têm excelente controle da saída. Portanto, podem ser usadas como uma bomba dosadora.
- As bombas de óleo de engrenagem são leves, compactas e simples devido às poucas peças móveis.
- Elas são autoescorvantes e podem ser levantadas a seco, embora suas características de escorva melhorem se as engrenagens forem molhadas.
- Eles podem superar condições de alta temperatura de até 700 graus Fahrenheit
- Eles têm alta eficiência e baixo consumo de energia.
- Eles são perfeitos para a transferência de fluidos altamente viscosos.
- A bomba de óleo de engrenagem é birrotacional, de modo que a extremidade de descarga pode ser alterada.
- Eles são fáceis de operar, manter e reconstruir.
- Eles proporcionam uma operação sem cavitação
Desvantagens da bomba de óleo de engrenagem
- A bomba de óleo de engrenagem não pode bombear fluido com partículas sólidas suspensas. Os sólidos afetam a rotação da engrenagem.
- Eles devem sempre manter uma folga fixa entre as engrenagens e a carcaça da bomba
- Elas exigem lubrificação regular das engrenagens pelo fluido bombeado; portanto, não podem funcionar a seco por períodos prolongados. A bomba de óleo para engrenagens fornece mais do que o normalmente necessário para a lubrificação adequada, a fim de garantir o fornecimento suficiente de óleo em condições operacionais extremas.
- A bomba de óleo de engrenagem funciona contra a contrapressão, e qualquer bloqueio a jusante pode causar falha na tubulação ou no equipamento.
- As engrenagens exigem uma fabricação precisa e podem ser caras.
- As engrenagens de intertravamento podem ser barulhentas.
Solução de problemas da bomba de óleo de engrenagem
O motor não dá partida
- O cabo de alimentação está quebrado. Consulte um técnico eletricista licenciado para inspecionar e substituir os fios partidos.
- O fusível está queimado ou o disjuntor está disparando. Inspecione a bomba para ver se há um fusível queimado e substitua-o, se necessário. Não se esqueça de reiniciar o disjuntor, se necessário.
- Não há fonte de alimentação para o painel de controle ou a fonte de alimentação é inadequada. Verifique o painel de entrada principal e certifique-se de que as conexões do cabo de alimentação sigam as diretrizes da bomba de óleo de engrenagem.
A bomba não consegue se autoaspirar
- A direção do motor está errada/invertida. Inspecione o sentido de rotação do motor e troque as polaridades, se necessário. Verifique se a rotação do motor corresponde à direção da seta fornecida na placa de identificação pelo fabricante da bomba de óleo de engrenagem.
- A bomba está com ar comprimido. Abra a válvula na linha de liberação de ar.
- A elevação é muito alta para a velocidade da bomba. Certifique-se de entender os requisitos de elevação de sucção antes de selecionar sua bomba.
A bomba apresenta descarga zero
- O sentido de rotação do motor está errado. Verifique se o sentido de rotação do motor está alinhado com a seta na carcaça e na placa de identificação.
- Há uma bolsa de ar na linha de sucção. Encha a linha de sucção com fluido e incline a tubulação para cima. Certifique-se de que a tubulação esteja reta e sem dobras.
- A válvula de alívio falhou. Inspecione e limpe ou substitua a válvula de alívio.
- Há entrada de ar pela vedação. Inspecione as vedações, a tubulação e as juntas conectadas e corrija-as. Substitua a vedação da bomba, se necessário. Inspecione os O-Rings da bomba e substitua-os, se necessário.
A bomba é barulhenta
- A bomba está cavitando. Use tubos com o diâmetro correto de acordo com o fabricante da bomba de óleo de engrenagem. Reduza a cabeça de sucção e limpe os filtros. Além disso, tente reduzir a velocidade da bomba e aumentar o nível de fluido no tanque.
- Vibrações nas válvulas de segurança. Ajuste a configuração de pressão para o nível recomendado pelo fabricante da bomba de óleo de engrenagem ou substitua a válvula de segurança, se necessário.
- As engrenagens estão danificadas. Inspecione a engrenagem e substitua-a, se necessário.
- Há um desalinhamento significativo da bomba. Inspecione a bomba e realinhe os componentes, se necessário.
A bomba insere ar em excesso
- A vedação da porta de sucção está com defeito. Inspecione e conserte a vedação da bomba.
- A velocidade da bomba está baixa. Aumente a velocidade da bomba até o nível recomendado pelo fabricante da bomba de óleo de engrenagem.
- As conexões da tubulação estão muito desgastadas. Inspecione, conserte ou substitua as conexões da tubulação.
Resumo
Uma bomba de óleo com engrenagem é um tipo comum de bomba de deslocamento positivo que usa o engrenamento de engrenagens para transferir fluidos por deslocamento. Os fabricantes de bombas de óleo com engrenagens equipam a bomba com um par de engrenagens intertravadas, que envolvem repetidamente um volume fixo de fluido bombeado e o transferem mecanicamente por meio de uma ação cíclica de bombeamento. As bombas de óleo com engrenagem são usadas para bombear óleo e outros fluidos de alta viscosidade nos setores químico, petroquímico e de papel. Essas bombas de engrenagem de dispositivos de corte de borda estão disponíveis em duas configurações básicas: bomba de óleo de engrenagem interna e bomba de óleo de engrenagem externa. A bomba de óleo de engrenagem interna difere da bomba de óleo de engrenagem externa no arranjo das engrenagens. Entretanto, em termos de operação, a bomba de óleo de engrenagem interna tem melhor capacidade de sucção e é mais adequada para fluidos de alta viscosidade e sensíveis ao cisalhamento. Em geral, as bombas de óleo de engrenagem oferecem os benefícios excepcionais de uma estrutura compacta e simples com poucas peças móveis. Elas também têm baixo consumo de energia e alta eficiência energética e volumétrica.