Il mantenimento della temperatura all’interno di un intervallo prestabilito è cruciale per garantire il corretto funzionamento e la longevità di un sistema idraulico e, in particolare, delle guarnizioni di tenuta. Un circuito oleodinamico è un sistema chiuso in cui l’olio idraulico scorre attraverso vari componenti che lavorano insieme per trasmettere energia.
La temperatura del fluido in un circuito idraulico aumenta durante il funzionamento a causa delle perdite di attrito nei condotti e delle inefficienze nelle trasformazioni energetiche. Se la temperatura supera i limiti consentiti, può compromettere le caratteristiche del fluido e danneggiare il sistema e le guarnizioni di tenuta. Pertanto, è essenziale mantenere l’olio idraulico alla temperatura definita dal progettista.
Importanza della Viscosità e della Temperatura dell'Olio Idraulico
La viscosità è la caratteristica più importante in un olio idraulico lubrificante. La viscosità di un olio idraulico dipende fortemente dalla sua temperatura. L’incremento di temperatura dell’olio idraulico compromette la resa del fluido lubrificante, danneggiando componenti e parti meccaniche.
L’olio motore svolge le funzioni di fluido lubrificante e protettivo, a prevenzione dell’usura dei componenti meccanici, proteggendoli da ruggine e corrosione inibendo l’ossidazione alle alte temperature di lavorazione. L’olio motore crea una pellicola tra le parti in movimento che provvede a lubrificarle e a raffreddarle, minimizzando i contatti e le frizioni che usurano e rovinano i componenti, scongiurando danni alle macchine e la loro rottura, incrementandone servizio e durata.
Il movimento dei componenti meccanici tra loro ad ogni modo produce delle frizioni che convertono l’energia generata in calore, assorbito dall’olio che diminuisce così il suo potere lubrificante. L’olio idraulico ha però anche il compito di raffreddare le parti meccaniche in movimento dissipando calore dai componenti.
Scambiatori di Calore: Componenti Fondamentali
Gli scambiatori di calore sono dispositivi che permettono il trasferimento di calore tra fluidi a temperature diverse. Gli scambiatori di calore, pur essendo componenti ben collaudati, rimangono elementi nevralgici nei sistemi idraulici. Le diverse soluzioni costruttive fornite dall’industria consentono la massima libertà progettuale, rispondendo alle esigenze operative più varie.
Esistono diverse tipologie di scambiatori di calore:
- Scambiatori Aria-Olio: Utilizzano l’aria per raffreddare l’olio.
- Scambiatori Acqua-Olio: Utilizzano l’acqua per raffreddare l’olio.
Soluzioni per il Raffreddamento dell'Olio Idraulico
Gli scambiatori di calore a piastre saldobrasate della serie Tempco T Plate sono la perfetta soluzione per il raffreddamento dell’olio idraulico, che dovrebbe impiegare un dispositivo leggero, compatto, duraturo e a prova di perdite, con veloce ed elevato potere di dissipazione del calore. Gli scambiatori di calore di Tempco della gamma T Plate e T Plate B sono macchinari di termoregolazione industriale che rappresentano la migliore soluzione per il raffreddamento dell’olio idraulico in impianti industriali e applicazioni che generano energia. Un raffreddatore d’olio è un sottosistema fondamentale che potenzia e allunga la vita e le prestazioni di un macchinario meccanico, inserito all’interno del ciclo produttivo per rimuovere l’eccesso di energia termica prodotto da questo genere di macchine e assorbito per contatto diretto con i componenti surriscaldati.
Gli scambiatori a piastre di Tempco applicati al raffreddamento dell’olio idraulico mantengono la temperatura ottimale e la perfetta viscosità dell’olio, disperdendo il calore che questo assorbe nel processo di lubrificazione. In particolare, gli scambiatori di calore saldobrasati assicurano massime prestazioni e affidabilità, un trasferimento del calore veloce ed efficiente grazie alla elevata superficie delle piastre, hanno un design leggero e compatto e, grazie alla mancanza di guarnizioni, non richiedono quasi manutenzione, consentendo inoltre installazione e assemblaggio facili, con un’eccellente resistenza ad alte temperature e pressioni, 200+300°C.
Applicazioni degli Scambiatori di Calore
I macchinari industriali impiegati nella generazione di energia hanno bisogno di olio lubrificante per proteggere i componenti in movimento, aumentando le performance e assicurando le giuste condizioni di lavoro delle parti meccaniche interne, richiedendo quindi applicazioni per il raffreddamento dell’olio per turbine, motori endotermici, alternatori, centraline idrauliche e oleodinamiche.
Gli scambiatori di calore trovano impiego in diversi settori:
- Settore Edile: Le macchine da costruzione, come autogrù, gru su camion, autobetoniere e pompe calcestruzzo, utilizzano impianti oleodinamici per la movimentazione delle parti mobili.
- Macchine Utensili: Includono tutte le macchine che trasformano il materiale per deformazione o per asportazione di truciolo, come torni, rettificatrici e presse idrauliche.
Anche le pompe di calore quando utilizzate in un circuito idrostatico sono normalmente di tipo volumetrico, in quanto vengono richiesti, nel caso di tali circuiti, elevati salti di pressione, nell’ordine di centinaia di bar.
Radiatori per Macchine Agricole e Movimento Terra
Il trattore è un mezzo di trasporto pesante e come tale richiede di essere costanti nei controlli e nella manutenzione. I trattori, rispetto ad altri veicoli, hanno la necessità di raffreddare i fluidi di servizio degli impianti presenti, specie durante il periodo estivo con le alte temperature.
La lavorazione del terreno agricolo è un contesto in cui la quantità di polvere è elevata. Le macchine agricole sono sottoposte a molte vibrazioni durante la lavorazione del terreno e questo rappresenta un problema per il radiatore. I modelli per le macchine movimento terra devono anche rispettare alcune norme e per questo si possono definire omologati.
In più, a causa della limitata velocità massima di costruzione, sul trattore non è possibile sfruttare con risultati tangibili il naturale flusso d’aria che si crea nei trasferimenti a velocità elevate, per cui la progettazione e il dimensionamento degli impianti di raffreddamento deve necessariamente tener conto di questa basilare indicazione.
Manutenzione degli Scambiatori di Calore
Una manutenzione preventiva e regolare degli scambiatori di calore è fondamentale per mantenerne l’efficienza e prolungarne la vita operativa. Le operazioni di manutenzione includono la pulizia delle superfici di scambio termico da impurità come grasso, polvere e foglie, che possono ridurre la resa del radiatore e portare al surriscaldamento del sistema.
Alcune lavorazioni, come quelle secondarie del terreno (erpicatura, zappatura, vangatura), nonché la fienagione e la raccolta dei cereali (specie a causa della movimentazione di materiale essiccato), comportano un rischio elevato di intasamento per i radiatori, poiché il materiale sollevato in aria si può accumulare tra le alette della loro struttura, riducendo grandemente l’efficienza della scambio termico. Una pulizia periodica con aria compressa è indispensabile.
Nella pratica comune gli scambiatori di calore hanno il compito di mantenere l’olio e i fluidi idraulici in genere entro un range prestabilito di temperatura. In caso di perdite d’olio, l’acqua di raffreddamento potrebbe risultarne contaminata: pertanto è obbligatorio usare circuiti chiusi.
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Cos’è l’oleodinamica?
L’oleodinamica è una branca della fluidodinamica che trova applicazione in ingegneria meccanica la quale si occupa dello studio della trasmissione dell’energia tramite fluidi in pressione, in particolare l’olio idraulico. L’esempio più classico è quello del cilindro, formato da una camicia in cui scorre un pistone, il quale spinge uno stelo che esplica il moto. Per il moto rotatorio basti pensare alle ruote delle macchine movimento terra come gli escavatori o grandi trattori agricoli, oppure pensare agli argani per issare le reti dei pescherecci dove servono coppie elevate e solitamente velocità angolari modeste.
Perchè il settore oleodinamico è in forte espansione mondiale?
Il settore oleodinamico è in forte espansione a livello mondiale grazie alla sua grande capacità di gestire notevoli potenze tramite componentistica di dimensioni e pesi ridotti rispetto a tecnologie alternative. Anche l’Italia è produttore mondiale di componenti oleodinamici, occupando un ruolo di punta nel mercato europeo ed è tra i primi 5 produttori mondiali.
Quali sono i componenti di un sistema oleodinamico?
Un sistema oleodinamico presenta:
- Un gruppo generatore in cui si ha la trasformazione di energia meccanica in energia idraulica;
- Un gruppo di controllo in cui il fluido viene condizionato facendo assumere ad esso determinati valori di pressione e portata e distribuendolo dove necessario;
- Un gruppo di utilizzo formato da attuatori di diverso tipo.
La centralina oleodinamica è composta da: un motore asincrono elettrico trifase; una pompa immersa; una lanterna per proteggere il giunto; un giunto elastico; un filtro in aspirazione; una valvola limitatrice di pressione; un manometro; un rubinetto per escludere il manometro; un filtro allo scarico; uno scambiatore di calore; un tappo di carico; un indicatore per il livello dell’olio; degli anelli per il sollevamento; un tappo di scarico serbatoio; un coperchio.
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