I cilindri idraulici sono elementi fondamentali nei sistemi meccanici dove è richiesta una forza notevole. Questi vengono utilizzati in varie applicazioni, dalla costruzione all’ingegneria pesante. Tali dispositivi trasformano l’energia del fluido idraulico in forza meccanica. Ma come avviene esattamente questo processo?
Funzionamento di un Cilindro Idraulico
Il ciclo di lavoro di un cilindro idraulico inizia con l’immissione del fluido idraulico attraverso una valvola. Quando il fluido entra nel cilindro genera pressione che sposta il pistone lungo il cilindro stesso. Questo movimento sposta a sua volta lo stelo del pistone che è connesso all’attrezzatura o al carico da muovere.
Valvole di Blocco Pilotate
Le valvole di blocco pilotate vengono impiegate per fare blocco in posizione di un carico. Non hanno regolazioni e ne esistono principalmente di 2 tipi: a semplice o doppio effetto, in base se si va a bloccare un solo ramo o entrambi di un attuatore a doppio effetto. Il funzionamento è molto semplice: il carico, anche per effetto della gravità, resta fermo fino a quando non riceve una pressione di movimentazione che in contemporanea sblocca la valvola di ritegno montata sul ramo opposto.
Un esempio della loro applicazione è sui trattori, su quello che è chiamato il terzo punto. In sostanza, un terzo punto di ancoraggio del macchinario agricolo connesso che ha la possibilità di essere alzato o abbassato per regolare, per esempio, l'inclinazione nel caso di un aratro o l'altezza di taglio dell'erba. Ovviamente, essendo una regolazione "fissa", non occorre che vi sia un movimento fluido.
Non è il sistema indicato per ottenere movimenti fluidi e costanti; da quel che ho letto, il fluire on/off dell'olio rende il tutto molto a scatti, anche se piccoli scatti vengono poi amplificati sul carico, specie se grava come spesso accade su leve svantaggiose.
Valvole Overcenter
Le valvole overcenter, invece, pur svolgendo la stessa azione di controllo e stabilizzazione di posizione di un carico, forse anche in maniera più affidabile e precisa, riescono a garantire la fluidità di movimento. Grazie alla regolazione di viti che comprimono delle molle, si va a definire con che valore di sicurezza si decide di far bloccare il carico.
Ovunque ho trovato scritto di impostare una pressione di taratura del 30% superiore alla pressione massima dovuta al carico applicato. Ciò implica che:
- La pompa dovrà sviluppare una pressione maggiore del 30% rispetto a quella che richiederebbe il sistema solo per poter far circolare olio all'interno della valvola.
- Il carico resta assicurato in posizione anche a fronte di un aumento improvviso fino a un 30%.
- Questo significa anche che quel 30% è la soglia di sovrapressione massima a cui il mio attuatore è in grado di lavorare. Con sforzi che fanno raggiungere pressioni maggiori di quel 30% comportano lo scarico d'olio e il rilivellarsi della pressione attorno al valore di taratura. Questo lo si fa proprio perché l'intento a quel punto non è più garantire la posizione del carico ma il preservare l'integrità del cilindro o il braccio meccanico, ecc.
Le viti di regolazione ai lati servono per stabilirne la soglia minima di operatività, un valore al di sotto del quale la valvola resta chiusa e al di sopra del quale incomincia ad aprire. Al contrario, fungerebbero un po' da valvole di sovrapressione.
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