Macchine come piccoli escavatori, carrelli elevatori, mini-dumper, macchine per l’asfalto, pompe per calcestruzzo e macchine agricole utilizzano trasmissioni idrostatiche per collegare un motore a combustione direttamente a una pompa idrostatica tramite un giunto. Il giunto trasmette la forza necessaria dal motore alla pompa e, di conseguenza, assicura il corretto funzionamento della macchina.
Inoltre, il giunto deve poter essere installato e inserito in spazi minimi sotto la campana, in modo che la pompa idraulica possa essere montata direttamente sul motore.
Tipologie di Giunti
Giunto Idrostatico HYDROFLEX MA-M
HYDROFLEX MA-M di VULKAN è un giunto torsionale per l’accoppiamento motore e pompa composto da due mozzi dentati metallici collegati da un manicotto in poliammide internamente dentato. Il profilo arrotondato della ruota dentata consente all’HYDROFLEX MA-M di compensare gli spostamenti assiali, angolari e radiali.
Pompe Volumetriche
La famiglia delle pompe volumetriche sono impiegate in vari campi dell’industria. Quelle che in genere troviamo nella maggioranza dei circuiti oleodinamici sono divise in due grandi tipologie: pompe rotative e pompe a pistoni alternativi.
Le pompe rotative basano il loro funzionamento grazie al passaggio di un fluido attraverso un meato o gioco, cioè una millimetrica o micrometrica intercapedine, che separa le superfici di due corpi in movimento relativo, riempita di lubrificante che ne evita lo sfregamento. Esso viene realizzato meccanicamente attraverso l’uso di coppie di ingranaggi o di viti oppure sfruttando gli spazi generati da palette mobili. In questo articolo prenderemo in considerazione le più comuni pompe rotative ad ingranaggi esterni.
Funzionamento delle Pompe Rotative ad Ingranaggi Esterni
La ruota dentata primaria (2) ruota nel senso indicato dalla freccia, trascinando la ruota dentata secondaria (3), in senso di rotazione contrario. A seguito della rotazione, si rendono liberi i vani di dentatura: la conseguente depressione che viene generata e l’azione della pressione atmosferica, fanno in modo che il fluido affluisca nella camera di aspirazione E.
Il fluido riempie i vani dei denti e, percorrendo la parte esterna, viene spinto verso l’uscita P, la cosiddetta mandata: per un buon rendimento volumetrico occorre tenere sotto controllo il gioco di accoppiamento laterale (rasamento sui fianchi) tra ingranaggi (5) e gli organi di tenuta, le ralle (6). Inoltre questo tipo di pompe sono dotate di cuscinetti di sostentamento e bilanciamento idrostatico funzionanti tramite i dischi (7), i quali, spinti dalla pressione del sistema, premono sui fianchi degli ingranaggi.
Giunto Idrodinamico
Il giunto idrodinamico non è altro che una trasmissione idrocinetica. Infatti le due giranti si comportano esattamente come una pompa centrifuga e una turbina idraulica. Quando alla pompa del giunto viene fornita una forza motrice (generalmente elettrica o Diesel) una certa energia cinetica viene impressa all’olio contenuto nel giunto, che per forza centrifuga si muove verso l’esterno del circuito, attraversando con andamento centripeto la turbina.
Non essendoci alcun collegamento meccanico tra le due giranti, non vi è praticamente usura. Il rendimento è influenzato solamente dalla differenza di velocità (scorrimento) tra pompa e turbina. Lo scorrimento è essenziale agli effetti del funzionamento del giunto: non ci sarebbe trasmissione di coppia senza scorrimento!
Vantaggi dell'utilizzo del Giunto Idrodinamico
L’utilizzo di un giunto idrodinamico permette al motore di partire praticamente senza carico. L’uso di un giunto idrodinamico riduce i picchi di corrente assorbiti dal motore entro limiti accettabili. La coppia disponibile per accelerare il carico è maggiore di quella di un sistema che non include un giunto idrodinamico.
La figura 3 illustra due curve di avviamento di un giunto idrodinamico e la curva caratteristica di un motore elettrico. Dalla curva di stallo del giunto (scorrimento = 100%) e dalla curva di coppia del motore si evidenzia quanta coppia sia necessaria per accelerare il rotore del motore (area colorata). In un secondo circa, il rotore del motore accelera passando dal punto A al punto B. L’accelerazione del carico è comunque fatta gradualmente per mezzo del giunto idrodinamico, utilizzando il motore in condizioni ottimali, seguendo la parte della curva tra il punto B (100%) e il punto C (2%÷5%).
Manutenzione e Parametri Fondamentali
Come si sottolineato all’inizio di questo articolo, la pompa costituisce il cuore di ogni impianto oleodinamico, per cui è fondamentale conoscerne le modalità di guasto, le possibili cause ed i rimedi più efficaci.
Un ulteriore parametro fondamentale, indicatore dello stato di salute della pompa, è il Rendimento: esso viene considerato normale se pari a 95% o comunque superiore a 90%.
In base agli ingombri delle pompe, complete di tubazioni e raccordi, è possibile stabilire i valori minimi di interasse fra le stesse. Verificare che su ciascuna uscita non venga superato il valore di coppia massima indicata a catalogo per l’accoppiatore selezionato. Nel caso di utilizzazione in impianti industriali fissi di notevole importanza o di applicazioni marine, occorre tenere conto di opportuni fattori di sicurezza.
Verificare inoltre che il regime di rotazione sull’albero di ingresso non sia superiore a quello massimo indicato a catalogo. Si raccomanda di controllare la temperatura dell’olio nelle prime ore di funzionamento, assicurandosi che non vengano superati i 105°C.
N.B. Gli accoppiatori vengono forniti senza olio.
Altri Tipi di Giunti
- Giunto a disco composito Single Flex 6A: Permette di compensare disallineamenti molto elevati dell'albero in direzione assiale e angolare.
- Giunto a disco composito Single Flex 6A-A1C: Consente di compensare disallineamenti molto elevati dell'albero in direzione assiale e angolare.
- Giunto a disco composito Single Flex 6A-C-SS: Inossidabile e senza gioco, offre una protezione ottimale nelle aree di applicazione corrose.
- Giunto elastico MULTI MONT ASTRA (MMA): Un innesto a denti frontali resistente alle perforazioni con elemento elastico per il collegamento a elasticità torsionale di alberi.
- Giunti ad ingranaggi: Il tipo di giunto più importante.
- Giunti a tasselli mozzo - mozzo: Per accoppiamenti di macchine conduttrice e condotta con uscite albero-albero tramite bussole coniche già lavorate di foro cilindrico e cava per chiavetta.
- Giunti a disco Torsiflex-i: Progettati specificamente per le pompe di processo e per le applicazioni industriali in generale.
- Accoppiamenti magnetici a disco: Costituiti da due dischi contrapposti con potenti magneti in terre rare. La coppia applicata ad un disco viene trasferita attraverso un traferro all'altro disco.
Considerazioni aggiuntive
I giunti flessibili "Standard" sono elementi di accoppiamento elastici sviluppati per essere installati nelle più diverse applicazioni di trasmissione. Si tratta di un’alternativa all’uso di giunti flessibili ogni volta che le condizioni ambientali risultano dannose per l’elastomero. Grazie al distanziale è possibile intervenire senza dover intervenire sul motore.