I pistoncini idraulici, spesso utilizzati nei portelloni delle automobili, sono dispositivi meccanici progettati per facilitare l'apertura e la chiusura, offrendo un supporto controllato e sicuro. Questi sistemi, basati su principi di idraulica e pneumatica, rappresentano un'evoluzione rispetto alle tradizionali molle meccaniche.
Principi di Funzionamento
La molla a gas, nella sua versione più semplice, è composta da un corpo cilindrico (C) e da un'asta in acciaio rettificata (S) denominata stelo, alla cui estremità è ancorato un pistone (P), che compie cicli di compressione ed estensione dal corpo (C) attraverso una guida a tenuta. Il corpo contiene gas azoto in pressione (indicato dalle frecce) e olio (O). Il gas, comprimendosi per l'entrata dello stelo, restituisce una spinta comportandosi come una molla.
Rispetto alle tradizionali molle meccaniche (siano esse elicoidali, a tazza, in gomma), le molle a gas hanno una curva di forza quasi piatta anche per corse molto lunghe. Poiché la variazione avviene a volume costante, l'espansione o la contrazione fa aumentare o diminuire la pressione interna. Negli smorzatori idraulici si sfrutta l'effetto frenante dell'olio per rallentare, ad esempio, un'anta in caduta.
Altre componenti interagiscono con questo dato di base e si rilevano soprattutto nella fase “dinamica” della molla. Ci riferiamo in particolare agli attriti prodotti dalle guarnizioni di tenuta e dalle guide di supporto stelo.
Nel grafico è espressa la forza in chiusura F3 e la forza in apertura F1. Si noti come F3 e F1 siano rispettivamente maggiore e minore alla linea media che identifica la forza di spinta statica FM. Questa differenza è l’attrito che viene indicato con FR.
D: Distanza in mm.
L: Lunghezza in mm.
In questo esempio (tipica applicazione della molla a gas per il sollevamento di ante e sportelli) si consiglia di fissare il punto S arretrandolo di 30/40 mm. In questo caso il risultato F1 è da intendersi come F2 (forza in tutto chiuso). Pertanto il risultato ottenuto va diviso per il fattore di incremento di spinta.
In questo esempio (tipica applicazione su portelloni posteriori automobili) la figura mostra la molla con lo stelo rivolto verso l’alto. Anche in queste applicazioni si deve considerare di posizionare la molla a gas con lo stelo rivolto verso il basso quando è nella posizione di tutto chiuso con lo stelo compresso nel cilindro.
Installazione e Manutenzione
La lunga durata è funzione di una corretta lubrificazione delle guarnizioni di tenuta. La superficie dello stelo è importante per la tenuta della pressione del gas, per tale motivo non deve essere intaccato da corpi contundenti od abrasivi o da eventuali sostanze chimiche corrosive.
La molla a gas deve essere applicata allineando l’attacco superiore ed inferiore per non porre sotto stress la guarnizione. La temperatura di esercizio è -30° +80° C. La molla a gas è concepita e costruita per alleggerire o controbilanciare un peso diversamente oneroso per l’utente o per la struttura in cui viene inserita.
Applicazioni a molla orizzontale, applicazioni nelle quali la molla venga applicata con lo stelo più in alto rispetto al corpo (sconsigliate), applicazioni in cui la molla si ribalta per effetto dei punti di fissaggio (per es. apertura baule automobili) il movimento di apertura della molla a gas potrebbe far ruotare la molla sotto sopra tra la posizione di tutto aperto e tutto chiuso.
Nel caso in cui la molla a gas rimanga inutilizzata per molto tempo possono verificarsi fenomeni di incollaggio dei particolari. Prendere la molla a gas da rottamare ed assicurarsi che lo stelo sia tutto fuori quindi, dopo averla fissata in modo sicuro su una morsa di un trapano, procedere a forare il cilindro facendo uso di una punta di diametro compreso tra 1 e 2 mm. Il cilindro va forato ad una distanza di circa 5 mm. Procedere nella foratura lentamente al fine di evacuare i trucioli e, non appena la parete del cilindro viene forata, il gas contenuto nel cilindro uscirà velocemente.
Presse Oleodinamiche: Un'Analisi Approfondita
Le presse oleodinamiche sono macchine molto importanti, che trovano applicazione in diversi settori industriali. Queste macchine utensili sono in grado di generare elevate forze con lo scopo di tranciare o deformare plasticamente il materiale posto nello stampo.
Come Funzionano le Presse Idrauliche?
Hai mai usato un martinetto idraulico per sollevare un’auto o cambiare una gomma? Le presse oleodinamiche funzionano secondo lo stesso principio, utilizzando il fluido idraulico per creare pressione ed esercitare forza. Nelle presse idrauliche il lavoro è prodotto dall’azione dell’olio idraulico portato in pressione da pompe a ingranaggi. Tale olio in pressione viene convogliato in uno o più pistoni idraulici di notevole diametro che spingono la mazza verso il basso.
Sono costituite da più unità cilindro-pistone, ciascuna riempita di fluido idraulico. Il fluido viene pressurizzato da una pompa, creando una forza che viene trasferita attraverso valvole e canali al pistone. Sul basamento viene posizionata la parte fissa dello stampo, mentre la parte mobile è collegata al piano pressa dell’incastellatura.
I parametri più importanti che caratterizzano una pressa sono: il tonnellaggio (cioè la massima forza che riesce a esercitare), la corsa massima, la dimensione del piano di lavoro e il numero massimo di colpi al minuto.
Vantaggi delle Presse Oleodinamiche
Rispetto alle presse idrauliche tradizionali, le presse oleodinamiche possono applicare livelli di forza molto più elevati e possono essere controllate con maggiore precisione. Inoltre, richiedono meno manutenzione e possono funzionare a velocità più elevate.
Uno dei principali vantaggi è la loro precisione e accuratezza. Queste macchine hanno anche un rapporto potenza-peso più elevato, il che significa che possono esercitare una forza maggiore senza richiedere lo stesso spazio di altri tipi di presse.
Applicazioni Industriali
Sapevi che le presse oleodinamiche sono utilizzate in un’ampia gamma di settori? Queste macchine utilizzano cilindri idraulici per applicare pressione e possono essere impiegate per attività come la pressatura, lo stampaggio e la punzonatura. Tuttavia, un mercato per le presse oleodinamiche è anche quello dell’industria della plastica. In questo settore, le presse sono essenziali per formare prodotti in plastica da fogli o pellet.
Inoltre, nelle presse idrauliche può essere anche adottata la tecnologia a più effetti, in cui, oltre ad avere il movimento principale della mazza verso il basso, sul basamento si possono trovare anche dei piccoli cilindri idraulici che spingono lo stampo verso l’alto.
Presse Meccaniche vs. Presse Idrauliche vs. Servopresse
Esistono diverse tipologie di presse, ognuna adatta a specifiche esigenze:
- Presse a vite e madrevite: usate principalmente per operazioni di estrusione della lamiera, sono dotate di uno slittone mosso da una vite che si impegna nella madrevite fissa nell’incastellatura.
- Presse a biella-manovella: sono utilizzate specialmente nella lavorazione a freddo della lamiera per operazioni di tranciatura e punzonatura, oppure nel caso di forgiatura a caldo. Il motore aziona un grosso volano tramite ingranaggi o cinghie e, dal volano, l’energia è trasmessa, attraverso un innesto a frizione, a un albero a eccentrico o a manovella che, per mezzo di una biella, comanda la corsa dello slittone (detto anche mazza). Un freno meccanico viene poi innestato mantenendo ferma la mazza una volta che il ciclo di discesa è concluso.
- Servopresse: hanno dei vantaggi significativi rispetto alle presse idrauliche e a quelle meccaniche convenzionali, come maggiore produttività e qualità superiore del prodotto finito. Inoltre, offrono all’utente vantaggi in termini di flessibilità sia sulla produttività che sui parametri di pressatura (velocità, corsa, tempi di mantenimento, ecc). Le servopresse non solo rendono possibile la formatura di materiali convenzionalmente considerati difficili da lavorare, ma offrono anche una maggiore precisione di formatura, una maggiore produttività, una notevole riduzione del rumore e un maggiore risparmio energetico.
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