Análise de viabilidade técnica de uma bomba hidráulica compacta de deslocamento positivo, de pistão axial de dupla ação, acionada por tomada de força de um trator - Leite, Leonardo Geraldo (2020)
As bombas hidráulicas atribuem energia ao fluído para transportá-lo por escoamento de um ponto a outro, transformando trabalho mecânico recebido em energia para o funcionamento, podendo também receber energia do fluido. Dentre os tipos de bombas existentes, as bombas de deslocamento positivo por pistão têm como princípio de trabalho baixas vazões e altas pressões de operação, com o fluído deslocado da sucção até a descarga em volumes definidos e contínuos. A utilização dessas bombas apresenta a possibilidade de trabalho com fluidos viscosos e com particulados em suspensão, seja em serviços de pressurização e/ou atomização. O emprego desse tipo de bomba em locais remotos apresenta restrições devido ao tamanho do equipamento e seus periféricos, o tipo de acionamento e mesmo sua complexidade mecânica quanto à manutenção. O desenvolvimento de um protótipo que possa ser utilizado em situações de escassez de recursos e acionado pelo próprio trator incita a possibilidade de economia de tempo para determinadas tarefas agrícolas e a praticidade do uso de um equipamento de simples manutenção e manuseio. Este trabalho tem como objetivo o estudo de viabilidade técnica de uma bomba hidráulica de deslocamento positivo, de pistão axial de dupla ação, acionada pela tomada de força de tratores de variados tipos. O protótipo em análise tem como diferencial a dimensão reduzida e alta pressão de trabalho, ideal para pulverização em colheitas e/ou transporte de fluidos entre curtas distâncias, sem a utilização de energia elétrica. A carcaça da bomba foi submetida a uma simulação computacional pelo Método de Elementos Finitos (MEF), a qual exibiu pontos concentradores de tensão ao longo do corpo de trabalho e demais aspectos relacionados a fatores de segurança, torção na carcaça e outros. O protótipo foi testado a rotações constantes de 150 e 300 rpm, apresentando nessa última uma pressão de trabalho de aproximadamente 87 bar momentos antes do rompimento. As rachaduras encontradas na carcaça durante a análise de falha corroboraram com a simulação computacional pelo método de elementos finitos, provando ser uma análise aproximada. As equações de operação do protótipo apresentaram valores para a vazão média Q = 0,00029134 m³/s, energia específica fornecida ao líquido Y = 22155,878 J/kg e perda de carga nas válvulas = 0,9822 mca. A comparação entre os resultados teóricos (simulação estrutural e equações) e real, não pode ser realizada devido ao rompimento da carcaça durante o teste inicial para determinação da vazão de operação da bomba. Apesar de não se dispor de uma comparação clara entre valores de projeto e protótipo, o equipamento apresentou funcionamento adequado e pressão de trabalho inicial correspondente ao seu propósito. Com base nas informações analisadas ao longo desse trabalho a partir dos desenhos, cálculos e simulações, o protótipo desenvolvido é tecnicamente viável para aplicações agrícolas uma vez que apresenta dimensões reduzidas, pressão e vazão adequadas e mecânica simples.