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série 90
SAUER
A bomba de pistão hidráulico variável axial tipo sapata deslizante axial é o componente principal dos sistemas de energia hidráulica industrial e pertence a bombas volumétricas de alta qualidade. Adota o princípio de combinar pistões axiais com palhetas ajustáveis, permitindo a regulação contínua e contínua do fluxo de saída. Sua principal característica reside no fato de que o conjunto do pistão forma um par de atrito de baixo atrito e alta capacidade com a palheta através de uma estrutura de “sapata deslizante”, melhorando significativamente a eficiência e a vida útil sob condições de alta pressão e alta velocidade. Esta bomba foi projetada especificamente para equipamentos industriais que requerem alta densidade de potência, alta velocidade de resposta, economia de energia inteligente e operação contínua confiável. É amplamente utilizado em sistemas hidráulicos de alta pressão de máquinas de moldagem por injeção, prensas, máquinas-ferramentas, máquinas de convés de navios, máquinas de construção e equipamentos metalúrgicos, e é uma fonte de energia ideal para obter um controle eficiente, preciso e com economia de energia do sistema.
Ao alterar o ângulo da placa oscilante, o fluxo de saída pode ser ajustado contínua e proporcionalmente de zero ao deslocamento máximo, alcançando o verdadeiro 'fornecimento de petróleo baseado na demanda'. Quando o sistema está mantendo a pressão ou em modo standby, a bomba pode operar em um estado próximo do deslocamento zero, reduzindo significativamente o consumo de energia em condições sem carga, com notáveis efeitos de economia de energia, especialmente adequada para operações periódicas ou situações com grandes variações de carga.
Na extremidade de cada pistão, uma “sapata deslizante” fabricada com precisão entra em contato com a placa oscilante. A superfície inferior da sapata deslizante é equipada com uma película de óleo de suporte de pressão estática, conseguindo uma lubrificação fluida quase sem atrito sob alta pressão, reduzindo significativamente as perdas por atrito e o aumento de temperatura, que é a chave para a bomba suportar alta pressão contínua (muitas vezes acima de 35 MPa) e alta velocidade de rotação, garantindo uma vida útil extremamente longa e alta confiabilidade.
Servo controle manual: O ângulo da placa oscilante pode ser ajustado mecanicamente por uma alavanca externa, com estrutura simples e confiável.
Controle piloto hidráulico: Utiliza óleo de pressão piloto para acionar o mecanismo variável, permitindo controle remoto ou automático.
Controle proporcional hidráulico-elétrico: Recebe sinais de corrente padrão (como 4-20mA ou 0-10V), controla com precisão e rapidez a vazão, facilitando a integração com PLC para obter regulação de vazão inteligente e automatizada.
Funções inteligentes integradas: Pode incorporar funções de controle como corte de pressão (pressão constante variável), limitação de potência (potência constante) e sensibilidade de carga, adaptando-se automaticamente aos requisitos do sistema e protegendo a bomba e o motor contra sobrecarga.
Ao utilizar materiais de alta resistência e otimizar a estrutura, a pressão nominal de trabalho varia de 21 MPa a 42 MPa ou até mais, e a faixa de deslocamento é ampla (como de várias dezenas de mililitros por revolução a várias centenas de mililitros por revolução). O layout do pistão axial paralelo torna a estrutura muito compacta e pode produzir maior potência por unidade de volume e peso.
O design preciso da placa de distribuição de fluxo (como o uso de ranhuras de amortecimento ou tecnologia de equilíbrio de pressão estática) e a curva de movimento do pistão otimizada reduzem efetivamente a pulsação do fluxo e o choque de pressão do óleo, fazendo com que a bomba opere suavemente e com um nível de ruído muito inferior ao das bombas de engrenagem comuns, melhorando o ambiente de trabalho.
Os principais pares de fricção (par de distribuição de fluxo, sapata deslizante - par de disco inclinado) passam por tratamento superficial especial, com forte resistência ao desgaste. O design modular é adotado, sendo o mecanismo variável, carcaça, tampa traseira, etc. relativamente independentes, facilitando o diagnóstico de falhas, a manutenção no local e a substituição de componentes.
• Estrutura central: Composta principalmente por eixo de transmissão, cilindro (rotor), conjunto êmbolo-deslizante, disco inclinado (mecanismo variável), placa de válvula, carcaça e grupo de válvulas de controle.
O eixo de transmissão faz o cilindro girar e os pistões distribuídos uniformemente ao redor da circunferência do cilindro giram junto com o cilindro. Devido ao ângulo entre o plano inclinado do disco e o eixo do eixo de transmissão, os pistões realizam movimento linear alternativo dentro do furo do cilindro enquanto giram. Quando o pistão muda do ângulo de inclinação mínimo do disco inclinado para o ângulo de inclinação máximo, o volume aumenta e o óleo é sugado para a janela de sucção de óleo da placa de distribuição de fluxo; inversamente, o volume diminui e o óleo é expelido pela janela de descarga de óleo.
Por força de controle externo (sinal manual, hidráulico ou elétrico), o ângulo de inclinação do disco inclinado pode ser alterado. Quanto maior o ângulo de inclinação, maior será o curso do pistão, maior será o volume (deslocamento) do óleo descarregado por revolução e maior será a vazão de saída; quando o ângulo de inclinação é zero, o deslocamento é zero e, teoricamente, não há fluxo de saída.
A sapata deslizante na extremidade do pistão desliza contra o plano inclinado do disco. O óleo de alta pressão passa pelos pequenos orifícios no pistão e na sapata deslizante para entrar na câmara de óleo na parte inferior da sapata deslizante, formando uma almofada de óleo estática, que levanta a sapata deslizante e realiza a lubrificação fluida, reduzindo significativamente o atrito e o desgaste.
Pressão máxima de trabalho e vazão: Com base nos requisitos de carga e velocidade do atuador (cilindro, motor), calcule a pressão máxima de trabalho e vazão exigida pelo sistema.
Modo de controle: Escolha entre controle manual, hidráulico ou eletropneumático com base no grau de automação.
Função variável: Selecione funções adicionais, como corte de pressão e potência constante, de acordo com os requisitos de economia de energia e proteção.
Deslocamento: Calcule com base na vazão máxima necessária e na velocidade nominal do motor: Deslocamento (cm³/rev) ≈ [Vazão máxima (L/min) × 1000] / Velocidade nominal do motor (rpm). Escolha um deslocamento padrão semelhante ou um pouco maior.
Classificação de pressão: A pressão nominal da bomba deve ser superior à pressão máxima de trabalho do sistema e também deve permitir uma margem apropriada.
Potência de acionamento: Calcule a potência necessária do motor: Potência (kW) ≈ [Pressão (MPa) × Vazão (L/min)] / (60 × η), onde η é a eficiência total estimada (normalmente 0,8 - 0,85). Selecione um motor com correspondência de potência.
Método de conexão: Certifique-se de que a extensão do eixo da bomba corresponda à extensão do eixo do motor e use um acoplamento apropriado para garantir a precisão do alinhamento.
Temperatura do meio e do óleo: Certifique-se de que o material da bomba seja compatível com o meio do sistema e que a temperatura operacional esteja dentro da faixa permitida.
Espaço de instalação e refrigeração: Certifique-se de que haja espaço suficiente para instalação e manutenção e considere a capacidade de refrigeração do sistema.
Máquinas plásticas: A principal fonte de energia hidráulica para máquinas de moldagem por injeção e máquinas de extrusão, permitindo controle preciso do fluxo para rápida abertura e fechamento do molde, injeção e retenção de pressão.
Conformação de metais: Controle de pressão e velocidade de prensas hidráulicas, dobradeiras e puncionadeiras.
Indústria de máquinas-ferramenta: Estações hidráulicas para máquinas CNC e centros de usinagem, gabinetes de acionamento de ferramentas, mecanismos de troca de ferramentas, acessórios, etc.
Máquinas de construção: Como bomba principal ou bomba piloto do sistema hidráulico de máquinas móveis (como escavadeiras e guindastes).
Engenharia naval: leme, guincho de âncora, guincho, sistema de abertura e fechamento de escotilha.
Equipamento metalúrgico: Máquina de lingotamento contínuo, sistema de prensagem do laminador, sistema hidráulico auxiliar.
Equipamento de teste: Sistemas de carregamento para máquinas de teste de materiais e máquinas de teste de fadiga.
Instalação, uso e manutenção
Certifique-se de que a base de instalação esteja colocada de forma firme e nivelada e que a bomba e o eixo de transmissão estejam precisamente alinhados (acoplamentos flexíveis são recomendados).
A tubulação de sucção de óleo deve ser curta e reta, com um diâmetro de tubo suficiente para garantir uma sucção de óleo suave e evitar absolutamente falhas de sucção. O grau de vácuo na porta de sucção de óleo não deve exceder o valor permitido (geralmente -0,03 MPa).
Antes da partida inicial, é necessário encher o corpo da bomba com óleo limpo através da porta de drenagem ou da porta de injeção.
Ao dar partida, o motor deve ser acionado várias vezes primeiro para garantir a direção correta e a ausência de sons anormais. Em seguida, deverá ser operado sem carga por alguns minutos.
Aumente lentamente a pressão até a pressão de trabalho e verifique se há vazamentos em todas as conexões.
Para a bomba proporcional eletro-hidráulica, o circuito de controle deve estar conectado corretamente e os parâmetros devem ser ajustados e depurados de acordo com o manual do controlador.
Inspeção diária: Monitore a temperatura do óleo, ruído, vibração e condições de vazamento. Verifique regularmente a limpeza do óleo (recomenda-se atingir ISO 4406 18/16/13 ou melhor).
Substitua regularmente o óleo e os elementos filtrantes: Siga com precisão os ciclos de substituição especificados para o óleo e os filtros.
Diagnóstico de falhas: Falhas comuns, como fluxo de saída insuficiente, pressão instável, ruído excessivo, etc., estão principalmente relacionadas à contaminação do óleo, falha de sucção, mecanismo variável preso ou desgaste interno. É necessária uma investigação abrangente do sistema.
Manutenção profissional: A estrutura interna da bomba é altamente sofisticada. Os não profissionais estão estritamente proibidos de desmontá-lo sem autorização. Em caso de mau funcionamento grave, deve ser devolvido a um centro de reparos profissional ou manuseado por técnicos profissionais.

| projeto | Bomba variável de pistão axial tipo swashplate |
| sentido de rotação | Sentido horário, anti-horário |
| Porto petrolífero | Porta de óleo de pressão principal: Porta de óleo de flange tipo split ISO |
| Outras portas de óleo: portas de óleo seladas com anel de vedação de rosca reta SAE | |
| Local de instalação recomendado | A bomba pode ser instalada em qualquer posição. Contudo, recomenda-se que a válvula de controle esteja localizada na parte superior ou lateral da bomba, sendo preferível a posição superior. O eixo de entrada pode ser instalado verticalmente. Se o eixo de entrada estiver voltado para cima, uma pressão na carcaça de 1 bar deverá ser mantida durante a operação. Em qualquer condição de operação, o corpo da bomba deve ser abastecido com óleo hidráulico; inclusive após um longo desligamento. Antes de operar a máquina, certifique-se de que não haja ar na carcaça da bomba e na tubulação de drenagem da carcaça. Ao instalar múltiplas unidades de bomba conectadas, recomenda-se usar a bomba com maior potência como bomba frontal. |
| Instalação auxiliar de pressão dentro da cavidade do flange | Quando a bomba de reabastecimento de óleo integrada é usada, é a pressão da porta de sucção. Consulte os parâmetros de trabalho. Quando a bomba externa de reabastecimento de óleo é usada, é a pressão da carcaça. Confirme a capacidade de vedação da vedação do eixo da bomba conectada. |
A1: Esta é uma bomba hidráulica de alta pressão que regula o fluxo de saída continuamente, alterando o ângulo da placa oscilante. O núcleo fica na “sapata deslizante” na extremidade do pistão formando um par de fricção lubrificado por fluido com a placa oscilante, obtendo baixo desgaste e alta eficiência sob alta pressão. As principais vantagens são a economia eficiente de energia (fornecimento de petróleo baseado na demanda), alta pressão e grande capacidade de fluxo, longa vida útil e alta confiabilidade, bem como controle flexível (suportando vários métodos de controle).
A2: A principal diferença é se o fluxo de saída pode ser ajustado. Em uma bomba de fluxo constante, o volume de óleo descarregado por rotação é fixo e a vazão só pode ser regulada estrangulando a válvula ou contornando o transbordamento. Isso resulta em perda significativa de energia e geração de calor. Uma bomba variável, no entanto, ajusta o seu volume de descarga por si só para corresponder aos requisitos do sistema. Isto elimina a necessidade de estrangulamento e transbordamento, evitando assim perdas de energia na fonte e sendo particularmente adequado para aplicações com grandes variações de carga. O efeito de economia de energia é muito significativo e também pode reduzir o aumento de temperatura do sistema.
A3: A sapata deslizante é um componente de conexão crucial entre o êmbolo e o swashplate. Seu fundo é formado por uma fina “película de óleo de pressão estática” através do óleo de pressão, permitindo que a sapata deslizante “flutue” no swashplate e deslize. Este design transforma o atrito deslizante em atrito fluido com desgaste quase zero, reduzindo significativamente o consumo de energia friccional e o aumento da temperatura. É a razão fundamental pela qual a bomba pode suportar alta pressão contínua (como acima de 35 MPa) e alta velocidade de rotação, além de ter uma vida útil extremamente longa.
2. Recursos de projeto e métodos de controle
A4: Os principais métodos de controle incluem:
• Servocontrole manual/mecânico: Ajustado diretamente através de alavancas, simples e confiável, de baixo custo, adequado para cenários de ajuste manual.
Controle piloto hidráulico: Ao utilizar o óleo pressurizado do próprio sistema para acionar o mecanismo variável, é possível obter controle automático remoto ou com outros sinais hidráulicos.
• Controle proporcional eletro-hidráulico: Ao inserir sinais de corrente (como 4-20mA), o deslocamento pode ser controlado com precisão e rapidez. Este é o método preferido para obter controle automatizado e inteligente e é conveniente para integração com PLC.
A escolha depende do grau de automação do sistema, dos requisitos de precisão do controle e do orçamento.
A5: Estas são duas funções variáveis inteligentes integradas comuns:
• Corte de pressão: Quando a pressão do sistema atinge o valor definido, a bomba reduz automaticamente o seu deslocamento e produz apenas uma pequena quantidade de óleo para manter esta pressão, reduzindo significativamente o consumo de energia e a geração de calor durante o estágio de pressão de retenção.
• Limitação de potência: A bomba ajustará automaticamente o produto do deslocamento e da pressão (ou seja, potência) para garantir que não exceda o valor de potência máxima predefinido, protegendo assim o motor de acionamento contra sobrecarga.
Estas funções podem melhorar significativamente a eficiência energética e a segurança do sistema.
A6: Graças ao design preciso do distribuidor de fluxo (como o uso de ranhuras de amortecimento de pré-impulso) e à curva de movimento otimizada do pistão, as pulsações de fluxo e pressão deste tipo de bomba são muito mais baixas do que as das bombas de engrenagens e bombas de palhetas. Portanto, ele opera de forma mais suave e tem níveis de ruído significativamente mais baixos. Condições operacionais favoráveis (como óleo limpo, altura correta de sucção de óleo) podem garantir ainda mais uma operação com baixo ruído.
3. Seleção, Instalação e Aplicação
A7: A seleção depende principalmente de três parâmetros principais:
1. A vazão máxima necessária: Calcule a vazão máxima (L/min) exigida pelo sistema com base na velocidade e no tamanho do atuador.
2. A pressão máxima de trabalho do sistema: Determine a pressão mais alta (MPa) que o atuador precisa para empurrar a carga.
3. A velocidade de rotação do motor de acionamento: Geralmente 1500 ou 1800 rpm.
Fórmula de cálculo: O deslocamento teórico da bomba (cm³/rot) ≈ [Vazão máxima (L/min) × 1000] / Velocidade nominal do motor (rpm). Escolha um modelo de deslocamento padrão semelhante ou um pouco maior com base no resultado do cálculo e certifique-se de que a pressão nominal da bomba seja superior à pressão máxima do sistema.
A8: Sim, muitos modelos são projetados com uma interface de eixo de acionamento, permitindo a conexão direta em série de uma bomba de engrenagens na extremidade traseira (extremidade sem acionamento) como uma bomba auxiliar (como uma bomba piloto ou bomba de lubrificação), compartilhando um motor principal, o que economiza espaço e custos. Ao selecionar o modelo, é necessário confirmar se este modelo suporta a transmissão do eixo de transmissão e a potência permitida do eixo de transmissão.
A9: É amplamente compatível com óleos hidráulicos de base mineral que atendem aos padrões ISO (como VG32, VG46, VG68), bem como vários fluidos sintéticos e fluidos biodegradáveis. O segredo é garantir a compatibilidade entre o fluido e os materiais de vedação interna da bomba (como borracha nitrílica NBR, borracha de flúor FKM). Nota especial é necessária ao usar fluidos com alto teor de água ou retardadores de chama.
A10: Os dois pontos mais importantes são:
1. Alinhamento preciso dos eixos: O eixo da bomba e o eixo do motor devem estar alinhados com precisão. Recomenda-se utilizar um acoplamento elástico e controlar rigorosamente as tolerâncias de instalação. Caso contrário, causará vibração anormal, ruído e danos prematuros à vedação do eixo.
2. Boas condições de sucção de óleo: A tubulação de sucção de óleo deve ser curta, reta e ter um diâmetro suficientemente grande. É necessário garantir que haja pressão positiva suficiente na porta de sucção da bomba (para evitar falha na sucção), e o grau de vácuo na porta de sucção geralmente não deve exceder -0,03 MPa (aproximadamente -0,3 bar). Antes da primeira partida, certifique-se de encher a carcaça da bomba com óleo limpo.
4. Manutenção e solução de problemas
Q11: O que deve ser observado durante a manutenção diária?
A11:
• A limpeza do óleo é a salvação: Filtros de alta precisão (recomendados 3-10μm) devem ser usados para manter a limpeza do óleo pelo menos no grau ISO 4406 18/16/13. A contaminação é a principal causa do desgaste e da falha da bomba.
• Monitore a temperatura do óleo: Mantenha a temperatura do óleo do sistema dentro da faixa recomendada (normalmente 30-60°C). A temperatura excessiva do óleo acelerará o envelhecimento do óleo e a falha das vedações.
• Inspeção regular: Preste atenção ao ouvir ruídos de funcionamento, observar vibrações e verificar se há vazamentos.
Q12: Se a bomba apresentar fluxo insuficiente ou não gerar pressão suficiente, quais poderiam ser as possíveis causas?
A12: Existem vários motivos possíveis:
• Problemas no lado da sucção: O filtro de sucção está entupido, há vazamento de ar na tubulação ou a temperatura do óleo está muito baixa e a viscosidade é muito alta, o que faz com que a bomba aspire ar.
• Problemas relacionados à bomba: O mecanismo variável fica preso na posição de deslocamento mínimo, a pressão de controle é insuficiente e o desgaste interno da bomba (como desgaste do distribuidor de fluxo ou do par de sapatas deslizantes do êmbolo) leva a vazamento interno excessivo.
• Problema no sistema: O valor definido da válvula de alívio é muito baixo ou está com defeito, ou há vazamento grave dentro do atuador ou bloco de válvulas.
Precisamos começar pelas condições de absorção do óleo e conduzir gradualmente a investigação.
Q13: O ruído durante a operação aumentou significativamente. Quais poderiam ser as possíveis causas?
A13: O ruído anormal está normalmente associado às seguintes situações:
1. Vazio de sucção: Esta é a causa mais comum. Verifique o filtro de óleo de sucção, as vedações da tubulação e o nível de óleo.
2. Cavitação: A pressão do óleo de sucção está muito baixa e bolhas de ar são liberadas no óleo e estouram na área de alta pressão, causando um som de estalo.
3. Problemas mecânicos: Rolamentos danificados, alinhamento incorreto do acoplamento, parafusos de instalação soltos.
4. Contaminação por óleo: Os contaminantes causam desgaste anormal ou emperramento das superfícies de fricção.
Q14: Se o mecanismo variável responder lentamente ou não funcionar, como solucionar o problema?
A14:
• Para controle proporcional eletro-hidráulico: Primeiramente verifique se o sinal elétrico chega normalmente ao eletroímã e se a resistência da bobina está normal. Em seguida, verifique se o circuito do óleo de controle está desobstruído e se o filtro piloto está obstruído.
• Em relação ao controle hidráulico: Verifique se o óleo de pressão de controle é fornecido normalmente e se o núcleo da válvula de controle está preso.
• Para todos os tipos: Verifique se o pistão variável ou o mecanismo de giro do disco inclinado estão presos devido à contaminação por óleo.
Q15: Qual é a vida útil esperada da bomba?
A15: Sob condições de seleção, instalação e manutenção corretas (especialmente manutenção de óleo extremamente limpo), a vida útil projetada deste tipo de bomba de êmbolo de alta pressão pode normalmente atingir vários milhares ou até dezenas de milhares de horas. A vida útil real depende em grande parte das condições de trabalho (pressão, velocidade, temperatura do óleo) e do nível de manutenção. A análise regular do óleo é um método eficaz para prever o estado de saúde da bomba.