Le centraline oleodinamiche, note anche come unità di potenza idraulica, sono componenti fondamentali nei sistemi idraulici, utilizzati in una vasta gamma di applicazioni industriali e mobili. Queste unità sono responsabili della generazione, regolazione e distribuzione della potenza idraulica necessaria per il funzionamento di vari attuatori come cilindri e motori idraulici, per cui, comprenderne il funzionamento è essenziale per sfruttarne al meglio le potenzialità.
Componenti Principali di una Centralina Oleodinamica
Nello schema a blocchi seguente sono elencati gli oggetti che costituiscono un impianto oleodinamico elementare. Nelle altre figure sono rappresentati impianti più o meno funzionali e adatti agli scopi dichiarati.
Serbatoio
È il contenitore in cui viene immagazzinato il fluido idraulico, così che sia sempre disponibile per il sistema e per garantire che ci sia sempre una quantità sufficiente di olio per il funzionamento continuo.
Pompa Idraulica
La pompa idraulica è il cuore della centralina oleodinamica. Essa converte l’energia meccanica fornita da un motore elettrico o a combustione interna in energia idraulica, generando il flusso necessario per il sistema.
Valvole di Controllo
Le valvole di controllo regolano la direzione, la pressione e la portata del fluido idraulico all’interno del sistema. Tra le più comuni troviamo le valvole direzionali, che controllano il flusso del fluido verso i vari attuatori, e le valvole di pressione, che mantengono la pressione del sistema entro i limiti desiderati.
Ciclo Operativo di una Centralina Oleodinamica
Il ciclo operativo di una centralina oleodinamica può essere suddiviso in diverse fasi: inizialmente, la pompa idraulica aspira il fluido dal serbatoio e lo pressurizza, inviandolo attraverso il sistema. Le valvole di pressione giocano un ruolo cruciale nel mantenere la pressione del sistema entro i limiti predefiniti, evitando danni ai componenti e garantendo un funzionamento sicuro. Allo stesso tempo, le valvole di flusso regolano la velocità del fluido, controllando così la velocità di movimento degli attuatori.
Il fluido idraulico può riscaldarsi durante il funzionamento a causa della pressione e del flusso elevati. Pertanto, molte centraline oleodinamiche sono dotate di sistemi di raffreddamento per mantenere il fluido alla temperatura ottimale.
Esempio di un Impianto Semplificato
Nella figura seguente è riportata l'animazione di un impianto semplificato per l'azionamento della pressa vista alla pagina precedente.
- Il dispositivo di sicurezza ha il compito di riversare l'olio nel serbatoio quando la pompa è in funzione ma l'olio non è utilizzato.
- La valvola unidirezionale ha il compito di impedire che il tubo di mandata si vuoti permettendo il passaggio solo verso l'alto.
- La valvola di arresto ha il compito di chiudere il passaggio dell'olio quando l'impianto deve stare a riposo: prima di metterlo in moto manualmente si sposta la valvola verso destra.
- La valvola 4 / 2 ha il compito di far affluire o defluire l'olio dal cilindro di lavoro: il funzionamento è manuale con pulsante e molla di ritorno; quando si spinge il pulsante verso destra, l'olio passa alla sinistra del pistone facendo avanzare il pistone che, attraverso l'elemento attivo, compie il lavoro; rilasciando il pulsante, la valvola ritorna verso sinistra e l'olio passa a destra del pistone, riportandolo nella posizione di riposo.
- Il cilindro rimane sempre pieno a destra in modo che la pressa non si muova accidentalmente.
- I filtri hanno il compito di arrestare le scorie che eventualmente si formano a causa dell'usura.
Esempio di un Impianto con Motori e Cilindro a Doppio Effetto
In questa animazione (pesante e mal riuscita) ci sono due motori con moto rotatorio alternato e un cilindro con pistone doppio effetto. Le tre macchine son servite dalla stessa pompa e dallo stesso motore.
- Dal nodo 11 il fluido giunge alle valvole 1 e 2 che sono del tipo 2 / 2 e quindi hanno funzione di passa - non passa.
- Quando è aperta la 1 possono lavorare i motori 6 e 7; quando è aperta la 2 può lavorare il pistone 8.
- La valvola 3 consente ai motori 6 e 7 di lavorare in successione con il pistone.
- Il tutto è alimentato dalla pompa 9 azionata dal motore 10.
- Quando la valvola 6 è nell'altra posizione può lavorare solo il cilindro doppio effetto 9, comandato dalla valvola 7 pure manuale con maniglia di inserzione e estrazione: in questo modo il pistone può essere fermato in qualunque posizione.
Nel circuito di sicurezza 13 con ritorno automatico nel serbatoio è inserito un manometro 3. Il serbatoio è chiuso ed è munito di tappo 11 e sfogo 12 che ha una valvola a molla che si apre quando la pressione dei gas sviluppati nell'olio supera un dato valore (come nei tappi dei radiatori delle automobili). Un setto separatore, con alcuni piccoli fori nella parte inferiore, consente di passare soltanto all'olio che si trova in superficie lasciando al resto il tempo di decantare.
Il pistone 9 potrebbe anche essere incaricato di azionare un'altra valvola come la 14, cioè a fine corsa, sia a destra che a sinistra, spinge o tira una leva che permette ad un'altra macchina di lavorare. I due motori centrali sono controrotanti e sempre in presa. Quando funzionano diversi gruppi, la velocità di rotazione di ciascuna macchina diminuisce in quanto la pompa può fornire ovviamente solo una ben delimitata quantità di energia.
(1) Per queste figure mi sono servito dei software: FluidSIM-H per la costruzione delle immagini e PSP 7 Paint Shop Professional per la loro cattura.
Sistema Idraulico di un Carrello Elevatore
Il sistema idraulico di un carrello elevatore (in particolare di un muletto), permette lo svolgimento di tutte le operazioni principali, quali sollevamento del carico (salita e discesa), brandeggio del montante (avanti e indietro), traslazione del carico (a destra e sinistra) ed eventuali altre movimentazioni speciali (es. 1. 2.
In particolare, viene fatto fluire o defluire olio idraulico entro il cassetto dell’olio, dal quale lo stesso viaggia attraverso i tubi idraulici che sono collegati ai sistemi di movimentazione. Nel collegamento al pistone di sollevamento (montante) è presente una valvola paracadute , che evita la brusca discesa del carico a seguito di una improvvisa rottura. 3. 4.
Nel cassetto dell’olio è presente una valvola a farfalla che permette al flusso di olio di muoversi in un senso o nell’altro (es. Durante l’operazione di ripristino delle condizioni iniziali (es. dopo la salita del montante), l’olio idraulico passa attraverso lo scarico dell’olio che si trova sulla testa del serbatoio dell’olio, dove viene opportunamente filtrato per evitare l’accumulo di impurezze in forma particellare (es. 5.
A questo punto, l’olio entra nel serbatoio, dove attende di essere nuovamente rimesso in circolo. 6. 7.
TAG: #Idraulica