Il torchio idraulico è un dispositivo basato sul principio di Pascal che si comporta come un amplificatore di forza. Questa macchina consente di sollevare grandi pesi con forze relativamente piccole ed è usato, ad esempio, nelle officine per sollevare le automobili. Un impianto oleoidraulico si distingue per la sua capacità di generare facilmente movimenti in grado di superare forze resistenti di centinaia di tonnellate, combinata con un'elevata precisione di posizionamento.
Principi di Funzionamento e Componenti Chiave
Il torchio idraulico è costituito da due piatti o superfici posti come stantuffo sopra un cilindro. Pertanto ogni cilindro possiede una superficie di appoggio diversa. Per la legge di Pascal la pressione che si esercita su un punto di un liquido si trasmette pari in ogni altro punto. Se applichiamo una forza alla superficie S1 la pressione si trasmetterà anche alla superficie S2 che pertanto subirà una forza F2. In un sollevatore (o torchio) idraulico la superficie del pistone più piccolo è ⅒ di quella del pistone più grande.
Il principio di Pascal afferma che la pressione esercitata su un qualsiasi elemento di superficie di una massa liquida contenuta in un recipiente viene trasmessa con pari intensità in tutte le direzioni. L'attuatore lineare oleodinamico più comune è il cilindro idraulico, composto da una camicia all'interno della quale scorre un pistone, che a sua volta spinge uno stelo per generare il movimento.
Il Fluido Idraulico
L'olio, sia minerale che sintetico, è il liquido comunemente utilizzato per la trasmissione di energia. Le sue caratteristiche principali sono la viscosità, che influisce sull'attrito durante il passaggio attraverso tubazioni e apparecchiature, il potere lubrificante e la protezione contro la corrosione dei vari componenti.
Moto dei Fluidi
Il movimento dei fluidi all'interno di condotti chiusi o aperti può essere laminare o turbolento. Il numero di Reynolds (Re) viene utilizzato per identificare il tipo di moto:
- Moto laminare: Re < 2000
- Zona critica di instabilità: 2000 < Re < 3500
- Moto turbolento: Re > 3500
Il moto laminare si verifica quando il fluido segue traiettorie rettilinee e parallele, mentre il moto turbolento si ha quando le traiettorie sono irregolari e tortuose, con creazione di moti vorticosi.
Componenti Essenziali del Martinetto Idraulico
In un martinetto idraulico, diversi componenti lavorano insieme per garantire il funzionamento ottimale. Tra questi troviamo:
- Guarnizioni: Essenziali per mantenere la tenuta idraulica, disponibili in gomma, poliuretano e cuoio.
- Aste curve: Componenti meccanici che trasmettono la forza.
- Manometri: Indispensabili per monitorare la pressione del sistema.
- Tappi per serbatoio: Per prevenire contaminazioni e perdite.
- Collarino in gomma per pompa: Ricambio originale per martinetto idraulico tipo David.
- Coperchio del serbatoio: Per martinetto idraulico David.
- Gruppo scarico completo: Gruppo di scarico per martinetto idraulico di tipo david.
- Guarnizione collare in gomma per pistoni: Guarnizione a labbro in gomma è un ricambio originale per martinetto Zambelli e adattabile anche macchine Pillan e Golia.
- Guarnizioni bulloni ferma valvole pompa: Sono utilizzate sulle viti ferma valvole della pompa.
Ricambi e Riparazioni
Per la manutenzione e la riparazione dei martinetti idraulici, è fondamentale utilizzare ricambi originali o compatibili. In particolare, sono disponibili ricambi per il martinetto idraulico di tipo David, tra cui guarnizioni per pistoni e pompa, aste curve, manometri, tappi per serbatoio e set completi di martinetto idraulico.
È anche possibile effettuare riparazioni presso centri specializzati, che offrono servizi di ritiro, riparazione e spedizione, garantendo un intervento completo e senza preoccupazioni.
Calcoli e Prestazioni
Le prestazioni di un cilindro idraulico possono essere calcolate attraverso diverse formule. Ad esempio, la velocità di estensione di un cilindro idraulico azionato con una pompa elettrica dipende dall’area del pistone nel cilindro e dalla portata dell’elettropompa.
Velocità d’estensione
La velocità d’estensione di un cilindro idraulico azionato con una pompa elettrica dipende dall’area del pistone nel cilindro e dalla portata dell’elettropompa. Per le pompe bistadio si deve porre per il movimento del cilindro senza carico la porta-ta a bassa pressione Q BP e per gli spostamenti sotto carico invece la portata ad alta pressione Q AP.
La formula per calcolare la velocità è:
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:
Con quale velocità si estende un cilindro azionato da pompa elettrica. Un cilindro viene azionato con una pompa elettrica.
Esempio di calcolo delle pompate
Un cilindro (corsa H=50 mm) viene azionato con una pompa a mano . Deve essere eseguita una corsa a vuoto L = 30 mm. Quante pompate occorrono per ottenere l’estensione completa del cilindro?
-> A = 132,7 cm² (come nell’esempio 1)
Per la corsa a vuoto vale
S BP (mm) =[V BP (cm³).10] : A (cm²)
Con una portata ad ogni corsa della pompa
-> V BP = 32cm³
-> S BP = (32.10) : 132,7 mm = 2,4 mm
Numero pompate per la corsa a vuoto: si divide la corsa a vuoto per la corsa ad ogni pompata:
PB BP = L (mm) : S BP (mm) = 30 : 2,4 = 13 pompate
Per la corsa sotto carico:
S AP (mm) =é V AP (cm³).10] : A (cm²)
Con una portata ad ogni corsa della pompa
-> V AP = 3 cm³
-> S AP =(3.10) : 132,7 mm = 0,23 mm
Numero delle pompate per la corsa sotto carico: si divide la corsa residua per la corsa compiuta ad ogni pompata:
PB A = [H(mm) - L(mm)] : S AP(mm)= [50-30] : 0,2 =87 pompate
Risultato: In totale = PB BP + PB AP = 13 + 87 = 100 pompate
Pompe Idrauliche: Il Cuore del Sistema
Le pompe idrauliche sono componenti fondamentali nei sistemi oleodinamici. 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.
Un parametro fondamentale per valutare lo stato di salute della pompa è il rendimento, che dovrebbe essere pari o superiore al 90%.
Accessori e Regolazione
Gli accessori svolgono un ruolo determinante per valorizzare al meglio i pregi della trasmissione di potenza oleodinamica. Questi componenti possono essere suddivisi in due gruppi: quelli dedicati alla regolazione del regime di flusso e quelli dedicati al collegamento delle varie parti del circuito.
Gestione della Temperatura dell'Olio
La temperatura dell’olio di un circuito idraulico aumenta per effetto delle perdite dovute all’attrito durante il flusso nei condotti e, soprattutto, a causa delle perdite di rendimento nelle trasformazioni energetiche compiute. Per mantenere la temperatura sotto controllo, si utilizzano scambiatori di calore, che possono essere a fascio tubiero (con acqua) o ad aria (radiatori).
Serbatoi Idraulici: Funzioni e Manutenzione
I serbatoi idraulici svolgono diverse funzioni cruciali:
- Scambio termico: raffreddamento e/o riscaldo dell'olio.
- Purificazione: separazione di particelle solide estranee via decantazione.
- Filtrazione: prima filtrazione in aspirazione.
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