L’oleodinamica è una tecnica che utilizza i fluidi per generare pressione e convertirla in energia meccanica. In virtù del loro semplice funzionamento, gli impianti oleodinamici vengono utilizzati in un’ampia gamma di aree di lavoro. Di solito tali impianti vengono azionati con l’aiuto di un olio speciale (olio idraulico).
La parola oleodinamica è composta da due parole greche: “élaion”, riferito a sostanze dotate di untuosità, e “dynamikós” riferito alla forza e al movimento. Da ciò si può dedurre in cosa consiste un sistema oleodinamico: un fluido viscoso viene immesso in un sistema chiuso dove successivamente viene creata o aumentata una certa pressione per azione meccanica o statica. In entrambi i processi, la pressione che si crea viene trasmessa attraverso tubi o sistemi di tubature fino a innescare la reazione (meccanica) desiderata in un punto specifico.
I sistemi oleodinamici possono movimentare grandi carichi con una forza facile da gestire. Grazie alle sue proprietà, l’olio è perfettamente idoneo a garantire un funzionamento delicato all’interno della meccanica di precisione di macchine e motori. Come oli oleodinamici si possono utilizzare, a seconda del settore di applicazione, oli minerali, oli vegetali, emulsioni acqua-olio o fluidi sintetici.
Principi di Base dell'Oleodinamica
In tale processo sono coinvolti diversi componenti all’interno del circuito oleodinamico. La seguente panoramica passo dopo passo spiega in maniera semplice come funziona l’oleodinamica:
- Aumento della pressione: La pompa idraulica viene azionata manualmente (ad esempio azionando una leva o un pedale) o tramite un motore. Il movimento del pistone riduce lo spazio per l’olio idraulico. La pressione continua a salire.
- Distribuzione del volume o del flusso: Il fluido in pressione è chiamato anche volume o flusso. Questo viene distribuito attraverso i tubi idraulici del sistema. Nei sistemi oleodinamici complessi è possibile utilizzare delle valvole per controllare la direzione del flusso volumetrico.
- Conversione in energia meccanica: Una volta che il fluido si è diffuso attraverso i tubi e ha accumulato una pressione sufficiente, attiva un secondo cilindro o motore idraulico (cilindro idraulico doppio effetto) che è responsabile del processo corrispondente (ad esempio, il sollevamento di una piattaforma o l’attivazione del freno).
- Ritorno del fluido idraulico: Infine, per abbassare nuovamente la pressione nel caso di sistemi manuali a molla (in un sistema frenante, ad esempio), è sufficiente riposizionare la leva nella sua collocazione iniziale. Sulle macchine edili più grandi o su elevatori idraulici potenti è presente di solito un secondo interruttore che abbassa il pistone e, se necessario, apre una valvola di ritorno in modo che il fluido idraulico venga nuovamente distribuito in maniera uniforme all’interno del sistema.
Nota bene: Il funzionamento della centralina oleodinamica è essenziale per gestire la distribuzione del fluido e il controllo delle valvole, inclusa la valvola di massima pressione. Anche se le modalità di funzionamento sono molto simili, l’oleodinamica presenta alcuni vantaggi rispetto alla pneumatica. I sistemi e gli azionamenti oleodinamici sono estremamente potenti.
Perché è Importante Considerare il Funzionamento di una Centralina Oleodinamica?
La centralina oleodinamica è fondamentale per il corretto funzionamento del sistema. Regola la pressione e il flusso del fluido idraulico, garantendo l’efficienza e la sicurezza dell’intero circuito.
Tipi di Deviatori e Loro Funzionamento
- Rubinetto a sfera due vie: Utilizzato per aprire o chiudere il flusso dell’olio, anche alla massima pressione. Con la leva in posizione aperta, il flusso passa liberamente; in posizione chiusa, il flusso è completamente bloccato.
- Rubinetto a sfera tre vie: Utilizzato per deviare il flusso da una sola entrata a due uscite alterne.
- Valvole a quattro vie: Utilizzate per deviare il flusso da due entrate a quattro uscite, alternando due uscite per volta.
- Valvole formate da due deviatori a tre vie accoppiati: Ogni sezione devia il flusso da una alimentazione a due uscite, con un'unica leva che aziona entrambe le sezioni simultaneamente.
Distributore Idraulico: Dinamica del Ritorno in Posizione Neutra
Il funzionamento di un distributore idraulico, specialmente quelli con azionamento a pedale, solleva spesso interrogativi sulla dinamica del ritorno in posizione neutra. Un distributore standard a leva presenta tre posizioni (1, 0, 2), ma un sistema a pedale potrebbe utilizzarne solo due (1 e 2).
Principi di Base del Distributore Idraulico
In un distributore idraulico, la posizione zero corrisponde allo scarico dell'olio, senza alcun movimento del cilindro. Le posizioni 1 e 2, invece, determinano l'entrata o l'uscita dello stelo. Nel caso di distributori a leva standard, una molla riporta il distributore in posizione zero quando viene rilasciato.
Se il pedale attiva il cilindro in apertura (posizione 1), al rilascio del pedale, la molla fa rientrare il distributore in scarico (posizione 0). Ma allora che cos'è, che a fine ciclo, fa rientrare il distributore in posizione neutra?
Distributori 4/3 e Applicazioni Specifiche
Comunemente, per applicazioni specifiche come spaccalegna, vengono impiegati distributori 4/3. Un esempio è un distributore che, pur avendo una portata limitata a 20 l/min, illustra bene il concetto.
Questo significa che, senza intervento sulla leva, il distributore rimane in posizione 1. Quando la leva viene spostata in posizione 2, il cilindro si allunga. Rilasciando la leva, il distributore ritorna in posizione 1, causando la retrazione del cilindro. È fondamentale prevedere un tirante che, al completamento della retrazione del cilindro, spinga meccanicamente la leva in posizione 0, prevenendo l'intervento della valvola limitatrice di pressione.
Installazione e Collegamenti
Per prima cosa è necessario collegare il tubo di mandata della pompa P del distributore. La valvola di massima è regolabile da 30 a 210 bar, per regolare la pressione è consigliabile di montare un manometro che abbia una scala che possa arrivare almeno fino a 250 sulla connessione supplementare P.
E' possibile a questo punto regolare la valvola di massima del distributore agendo sul grano posto sulla valvola stessa.
Esempio Pratico: Utilizzo in Agricoltura
Nell'agricoltura attuale, anche nei trattori di medio bassa potenza le utenze idrauliche non sono mai troppe, e molte volte se l'utente ha bisogno della tirateria idraulica (terzo punto e braccetto laterale), e non sono presenti di serie dei deviatori, le utenze per le attrezzature non sono mai sufficienti.
Un esempio di applicazione riguarda l'installazione di un deviatore su un trattore per gestire le utenze idrauliche di una botte da diserbo. In questo caso, il dispositivo è stato collegato in serie tra la pompa e i distributori originali, assicurandosi che la portata d'olio fosse adeguata per evitare surriscaldamenti.
L'aspetto più complicato è stato trovare una posizione adeguata per evitare interferenze della varie tubazioni sotto la cabina, un'errata disposizione avrebbe portato a sfregamenti, interferenze e rotture indesiderate.
Quali sono i settori che impiegano l’oleodinamica?
- Macchine agricole e da costruzione: accessori per escavatori, gru, trattori e benne ad alto ribaltamento
- Officina meccanica: piattaforme di sollevamento, utensili, sollevatori idraulici
- Ingegneria automobilistica: frizione, freni, servosterzo, telaio
- Ingegneria logistica: carrelli elevatori, transpallet manuali
- Impianti di sollevamento
- Produzione: presse idrauliche, banchi prova, nastri trasportatori
Quali sono i vantaggi di un sistema oleodinamico?
- Elevata trasmissione di potenza
- Ingombro relativamente ridotto
- Buona adattabilità alle contingenti condizioni di spazio grazie a tubi e collegamenti flessibili
- Idoneità anche per macchine di precisione grazie a sequenze di movimento lente e regolabili separatamente
- Lunga durata e bassa usura (se mantenuti e utilizzati seguendo le istruzioni)
- L’olio idraulico previene l’attrito e allo stesso tempo svolge una funzione refrigerante, aumentando così la durata del sistema
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