Questo articolo esplora il dimensionamento di un cilindro idraulico, fornendo formule ed esempi per calcolare la velocità di estensione, il numero di pompate necessarie per completare una corsa e la distanza percorsa ad ogni pompata.
Calcolo del Numero di Pompate per un Cilindro Azionato a Mano
Consideriamo un cilindro azionato con una pompa a mano. Per calcolare il numero di pompate necessarie per l'estensione completa, dobbiamo considerare sia la corsa a vuoto che la corsa sotto carico.
Esempio Pratico
Un cilindro con una corsa totale H = 50 mm deve eseguire una corsa a vuoto L = 30 mm. L'area del pistone è A = 132,7 cm².
Corsa a Vuoto
La corsa a vuoto (S BP) si calcola con la formula:
S BP (mm) =[V BP (cm³).10] : A (cm²)
Con una portata ad ogni corsa della pompa V BP = 32cm³, otteniamo:
S BP = (32.10) : 132,7 mm = 2,4 mm
Il numero di pompate per la corsa a vuoto (PB BP) è quindi:
PB BP = L (mm) : S BP (mm) = 30 : 2,4 = 13 pompate
Corsa Sotto Carico
La corsa sotto carico (S AP) si calcola con la formula:
S AP (mm) = [V AP (cm³).10] : A (cm²)
Con una portata ad ogni corsa della pompa V AP = 3 cm³, otteniamo:
S AP =(3.10) : 132,7 mm = 0,23 mm
Il numero di pompate per la corsa sotto carico (PB A) è:
PB A = [H(mm) - L(mm)] : S AP(mm)= [50-30] : 0,23 =87 pompate
Risultato Finale
In totale, il numero di pompate necessarie è:
PB BP + PB AP = 13 + 87 = 100 pompate.
Calcolo della Velocità di Estensione di un Cilindro Idraulico
La velocità di estensione di un cilindro idraulico azionato con una pompa elettrica dipende dall’area del pistone e dalla portata della pompa.
Per le pompe bistadio, si considera la portata a bassa pressione (Q BP) per il movimento senza carico e la portata ad alta pressione (Q AP) per gli spostamenti sotto carico.
Formula
La velocità (v) si calcola con la seguente formula:
v(mm/s) = [Q(l / min).166,67] : A (cm²)
Dove:
- v = velocità del cilindro in mm / s
- Q = portata della pompa in l / min
- A = area del pistone nel cilindro in cm²
Esempio
Consideriamo un cilindro azionato da una pompa elettrica.
Calcolo della Corsa ad Ogni Pompata
Per calcolare la corsa ad ogni pompata, possiamo usare la seguente formula:
S AP (mm) = [V AP (cm³).10] : A (cm²)
Dove:
- S AP = corsa ad ogni pompata in mm
- V AP = portata della pompa ad ogni corsa in cm³
- A = area del pistone in cm²
Esempio
Con una portata ad ogni corsa della pompa V = 3,5 cm³ e un'area A = 15,9 cm², la corsa ad ogni pompata è:
S =( 3,5 .10) : 15,9 mm = 2,2 mm
Quindi, ad ogni pompata il carico si sposta di 2,2 mm.
Considerazioni sulla Frenatura
È importante considerare il tipo di frenatura utilizzato nel cilindro. Una frenatura con "nasino" potrebbe essere preferibile rispetto a un pistone che passa davanti al foro e strozza il flusso.
Inoltre, è fondamentale conoscere la massa da frenare per dimensionare correttamente il cilindro. I cataloghi dei produttori, come Atos, forniscono formule relative alle decelerazioni e all'energia cinetica da dissipare.
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