L'oleodinamica è una tecnologia di movimentazione basata sull'uso di fluidi, in particolare olio, per trasmettere forza e movimento. Ma come funziona l'oleodinamica? Il cuore di un sistema oleodinamico è la pompa, che trasforma l'energia meccanica in energia fluida.
La pompa agisce da generatore di pressione, facendo in modo che il fluido venga spinto attraverso il sistema. Il fluido utilizzato nell'oleodinamica ha delle proprietà particolari che lo rendono adatto a questo tipo di applicazioni. In primo luogo, l'olio è incompressibile, il che significa che la pressione generata dalla pompa viene trasmessa senza perdite di energia.
Gli elementi principali di un sistema oleodinamico sono la pompa, i tubi, le valvole e il cilindro o pistone. Il cilindro o pistone è il componente che converte la pressione del fluido in movimento meccanico. L'oleodinamica offre diversi vantaggi rispetto ad altre tecnologie di movimentazione. In primo luogo, i sistemi oleodinamici possono generare una grande quantità di forza, grazie alla pressione generata dal fluido. In secondo luogo, gli oleodinamici sono molto precisi e possono essere facilmente controllati grazie alle valvole e ai dispositivi di regolazione della pressione.
Il Motore Oleodinamico: Trasformazione dell'Energia Idraulica
Il motore oleodinamico è un componente che trasforma l’energia idraulica in energia meccanica (al contrario della pompa oleodinamica che, invece, trasforma l’energia meccanica in energia idraulica). Il primo passo per scegliere il componente più adatto è individuare il tipo di motore migliore per il tuo progetto, in base alla modalità di funzionamento. Infatti, i componenti di questo tipo si suddividono in due tipologie principali: motori unidirezionali e motori reversibili (detti anche bidirezionali o bisenso).
Una volta inseriti nell’applicazione, i motori unidirezionali possono ruotare solo in un senso: verso destra (orario) o verso sinistra (antiorario). Sono la tipologia più standard. Una volta installati nell’applicazione, i motori reversibili possono ruotare in due direzioni - sia in senso orario che in senso antiorario - senza dover fare alcuna modifica.
Il Ruolo Cruciale del Paraolio
Il paraolio è una guarnizione posizionata vicino all’albero. Quando la pressione sullo scarico è eccessiva o quando l’alimentazione del motore è nel verso sbagliato o la pressione del drenaggio supera la massima consentita, questa guarnizione può rompersi o staccarsi. Per risolvere il problema, basta sostituire il paraolio danneggiato con uno nuovo.
Nel caso in cui il motore lavori a pressioni eccessive o con carichi ciclici importanti si può arrivare alla rottura del corpo. Anche nel caso in cui si voglia utilizzare un motore reversibile come motore unidirezionale. Questo perché, nella versione unidirezionale del coperchio posteriore, è presente un foro che serve a collegare la parte posteriore del paraolio con l’uscita (ovvero una zona a pressione nulla o molto bassa).
Hai notato una fuoriuscita di olio da una pompa o da un motore oleodinamico installato nel tuo macchinario? In questi casi la perdita deriva da un problema nelle guarnizioni che garantiscono la tenuta tra i vari elementi che compongono le pompe e i motori. Esistono però anche altri motivi alla base della perdita, per esempio, a volte, il difetto è all’origine. In questo caso la fuoriuscita si verifica quando il sistema di tenuta non è stato montato correttamente. In altri casi il problema è la temperatura eccessiva.
Funzionamento e Tipologie di Paraoli
Il funzionamento del paraolio si basa sul principio che il labbro scivola sulla superficie rotante dell’albero. Il labbro di tenuta è pressato in direzione radiale contro la superficie dell’albero per il fatto che il diametro interno del labbro a riposo è più piccolo del diametro dell’albero. Tale differenza viene definita pre-carico. Quando l’albero è fermo l’azione di tenuta si basa sulla pressione radiale esercitata dal labbro sulla superficie dell’albero; la deformazione subita dal labbro di tenuta fa si che lo stesso si adatti perfettamente alla superficie dell’albero. Si genera così una forza radiale che agisce sull’albero. La pressione di contatto è il risultato del precarico e dell’azione della molla.
Quando l’albero ruota si crea un effetto idrodinamico che fa sì che il labbro di tenuta galleggi sulla pellicola di lubrificante formata dal fluido da ritenere. Questo impedisce un’usura precoce e la distruzione termica del labbro di tenuta. Da un lato la pellicola lubrificante, utile a prevenire l’usura, deve essere mantenuta nella zona di contatto e dall’altro lato si deve impedire che il fluido da ritenere fuoriesca verso il lato aria con conseguenti perdite.
I paraoli per auto sono fondamentali per il corretto funzionamento dei veicoli, poiché garantiscono la tenuta dei fluidi all’interno dei vari sistemi meccanici, evitando perdite e contaminazioni. Noti anche come guarnizioni di tenuta, i paraoli sono dispositivi progettati per impedire la fuoriuscita di fluidi (olio, grasso, liquidi idraulici) e per proteggere le parti meccaniche da polvere, sporco e umidità.
Tipi di Paraoli
- Paraoli radiali (TC, SC, VC, VB, SL, ecc.): utilizzati negli alberi motore, trasmissioni e cambi.
- Paraoli con protezione antipolvere (TC, TB, DC, ecc.): integrano una barriera aggiuntiva per proteggere da detriti e agenti esterni.
- Paraoli in PTFE (Teflon): più resistenti a temperature e pressioni elevate, indicati con sigle speciali come “BPT”.
- Paraoli con senso di rotazione specifico: alcuni paraoli sono progettati per ruotare in senso orario o antiorario, mentre altri sono neutri e possono funzionare in entrambi i sensi.
Alcuni paraoli inoltre presentano delle micro-scanalature a forma elicoidale sulla superficie del labbro di tenuta. Queste scanalature sfruttano il movimento rotatorio dell’albero per creare un effetto pompante che spinge il lubrificante verso l’interno, riducendo il rischio di perdite.
Le misure sono generalmente espresse in millimetri e seguono la notazione “ID × OD × W”. Ad esempio, un paraolio 40×55×7 indica un diametro interno di 40 mm, un diametro esterno di 55 mm e uno spessore di 7 mm.
Manutenzione e Sostituzione
Nel corso del tempo, i paraoli possono subire usura e deterioramento. I paraoli sono componenti essenziali per il corretto funzionamento del veicolo e la loro efficienza influisce sulla durata e sulle prestazioni del motore e della trasmissione. Effettuare controlli regolari e sostituire i paraoli usurati è fondamentale per prevenire danni più gravi e costose riparazioni.
Tra i principali produttori di paraoli di alta qualità troviamo marchi come Corteco, Elring, SKF, e Victor Reinz.
Pompe Rotative ad Ingranaggi Esterni
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.
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.
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%.
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