I sistemi di bloccaggio idraulico rappresentano una soluzione potente e versatile per numerosi processi di produzione. Grazie alla loro capacità di automatizzare il ciclo di bloccaggio e sbloccaggio, questi sistemi riducono il carico di lavoro dell'operatore e i tempi di carico e scarico.
Vantaggi dei Sistemi di Bloccaggio Idraulico
- Aumento della velocità di serraggio: L'attivazione centralizzata del sistema riduce drasticamente i tempi necessari per serrare e allentare i morsetti.
- Miglioramento della qualità dei pezzi: Forze di serraggio costanti e controllabili minimizzano le non conformità e gli scarti.
- Sequenziamento automatico: La capacità di azionare pinze e altri dispositivi in un ordine specifico ottimizza il processo di bloccaggio e riduce il rischio di deformazioni.
Altri vantaggi includono:
- Azionamento remoto delle morse
- Riduzione dell'affaticamento dell'operatore
- Compattezza dell'attrezzatura
- Aumento della capacità della macchina utensile
Componenti Chiave e Funzionamento
Il fluido idraulico, pressurizzato da una centralina, applica una forza a un pistone all'interno del cilindro di serraggio. La portata del fluido fa avanzare il pistone, trasmettendo la forza al pezzo. I cilindri a semplice effetto utilizzano la pressione idraulica per applicare la forza e una molla per sbloccare il pezzo.
Il serraggio tramite l’idraulica provoca alcuni effetti particolari che non si verificano con i morsetti manuali. Uno di questi è lo spostamento del fluido tra morsetti contrapposti di uguale alesaggio, quindi capaci di esercitare la stessa forza. Un altro effetto degno di nota è la variazione della pressione dovuta alla temperatura quando l’olio si trovi confinato in un volume chiuso. In linea generale, a volume costante la pressione varia di circa 10 bar per ogni grado Celsius di aumento di temperatura!
Tecnologie Avanzate di Bloccaggio Idraulico
Tecnologia Collet-Lok® di Enerpac
La tecnologia Collet-Lok® di Enerpac è una combinazione esclusiva di bloccaggio oleodinamico e meccanico che serve a mantenere la forza applicata. Un cuneo azionato dalla pressione oleodinamica blocca il pistone in posizione di lavoro e al rilascio della pressione mantiene la forza di bloccaggio al 100%. Così si elimina il rischio di una riduzione della medesima forza dovuta a perdite o cali di pressione. La tecnologia Collet-Lok® si basa sul principio del “bloccaggio positivo”.
Il principio comporta nel bloccare il pistone del cilindro dopo che questo abbia svolto la sua azione, sia nel caso si tratti di: cilindro di posizionamento, supporto o di bloccaggio pezzo, garantendo meccanicamente e in modo irreversibile la sua posizione e la forza di bloccaggio impressa.
Sono diversi i motivi per il quale il sistema Collet-Lok viene ritenuto interessante ed unico, un esempio: I particolari da lavorare possono essere bloccati sull’attrezzatura porta pezzo molto tempo prima di andare in lavorazione, poiché, una volta azionato il sistema di bloccaggio del pistone, questo non richiede il mantenimento della pressione oleodinamica, evitando così di dover controllare se l’impianto è pressurizzato prima della fase di lavoro.
I cilindri Collet-Lok® sono unici in quanto dopo il completamento del ciclo di bloccaggio e l’azionamento del Collet-Lok® è possibile annullare la pressione e mantenere il 100% della forza di bloccaggio. La tecnologia Collet-Lok® è stata sviluppata soprattutto per i centri e i sistemi flessibili di lavoro (FMS).
Tutti i cilindri Collet-Lok®, sia la serie con staffa rotante che quella con corsa lineare sono a doppia azione. I cilindri a staffa rotante possono essere equipaggiati da un dispositivo di protezione contro i sovraccarichi causati da alte portate o da erronea applicazione.
Il funzionamento è semplice e i componenti oleodinamici necessari per l’attivazione ed il controllo sono limitati evitando così studio e realizzazione di impianti sofisticati. L’utilizzo di valvole di sequenza permette di limitare a due il numero di utenze oleodinamiche necessarie per l’alimentazione del cilindro.
Enerpac produce un ampia gamma di cilindri di bloccaggio a staffa rotante, cilindri lineari e cilindri di supporto Collet-Lok® assortiti con forze comprese tra gli 4,4 e i 38 kN.
Sistema di Bloccaggio Idraulico Ratio-Clamp® di Hänchen
Il sistema di bloccaggio idraulico Ratio-Clamp® Hänchen offre sicurezza, permettendo nel contempo anche di risparmiare costi energetici. Infatti grazie all’ingegnoso principio di funzionamento, il sistema di bloccaggio offre enormi vantaggi rispetto ad altre possibilità di fissaggio.
Il sistema di bloccaggio idraulico Ratio-Clamp® funziona meccanicamente mediante chiusura per attrito: molle trasmettono forza a un manicotto di bloccaggio che mantiene lo stelo mediante attrito radiale. Il fissaggio è resistente in tutte le direzioni. Il pistone di bloccaggio, grazie alla pressione di sbloccaggio idraulica, viene mosso in senso opposto a quello della forza della molla sbloccando il bloccaggio: lo stelo può quindi muoversi in entrambe le direzioni.
Se la pressione di rilascio diminuisce, la forza accumulata nelle molle viene rilasciata e causa il bloccaggio dell'asta. Il carico è possibile subito dopo il serraggio. Non è richiesto alcun movimento assiale dell'asta.
Ogni unità di chiusura Ratio-Clamp® è certificata come elemento di sicurezza con un esame del tipo da parte del TÜV SÜD. Questa unità di serraggio è dotata del certificato del DGUV Test (sistema di prova e certificazione dell'assicurazione sociale tedesca contro gli infortuni). Per l'impiego come componente di sicurezza ridondante è disponibile un valore B10D secondo EN ISO 13849-1 per il Ratio-Clamp®.
Nella versione base, la testa di serraggio Ratio-Clamp® lavora con il sistema di tenuta ad attrito ottimizzato Servocop®. Per applicazioni molto sensibili, si consiglia la versione con tenuta a pistone in pressione, dove nessuna guarnizione pressurizzata tocca lo stelo. Di conseguenza, l'attrito di scorrimento è estremamente basso e costante indipendentemente dalla pressione di rilascio.
La testa di serraggio Ratio-Clamp® può essere combinata con i cilindri idraulici Hänchen e i cilindri standard, nonché con tutte le altre marche. L'attacco ai cilindri idraulici di Hänchen o secondo ISO 6020-1, ISO 6020-2 e di altre marche avviene tramite una flangia fissa.
Quando si utilizza un'unità di bloccaggio insieme ad un cilindro idraulico, questo può essere fatto con un controllo di sequenza idraulico o con un monitoraggio elettronico. In questo modo, i sensori di un sistema di controllo elettronico possono misurare il carico su cilindri installati verticalmente per accumulare contropressione.
Campi di Impiego
Sono molte le situazioni nelle quali occorre mantenere gli steli in una determinata posizione: ad esempio per proteggere uomo, macchina e arnesi in caso di guasti energetici o spegnimento dell’impianto. Oppure nel corso della produzione, per fissare assi durante un processo. Nonché per tutte le applicazioni ultra dinamiche e le procedure di controllo.
Esempi specifici includono:
- Produzione di traverse ferroviarie ICE
- Sovrastrutture per le prove sui velivoli
- Manutenzione dei treni
- Produzione di profili metallici
Confronto del Consumo Energetico
Un cilindro idraulico con alesaggio pari a 80 mm viene mosso a 150 bar a una velocità di 0,5 m/s. La potenza motrice necessaria è di 38 kW. Nel caso della regolazione elettronica con pompa a portata variabile, la potenza dissipata dalla pompa è di ca. 1,25 kW. Sono inoltre da prevedere perdite a livello di valvola di regolazione pari a ca. 1,25 kW. Quindi, nel presente esempio, la potenza dissipata totale dell’azionamento controllato si eleva a 2,5 kW.
Tabella Riepilogativa delle Tecnologie
| Caratteristica | Collet-Lok® (Enerpac) | Ratio-Clamp® (Hänchen) |
|---|---|---|
| Tipo di bloccaggio | Oleodinamico e meccanico | Meccanico (attrito) |
| Mantenimento della forza | 100% anche senza pressione | Tramite molle (senza energia) |
| Applicazioni | Centri di lavoro FMS | Protezione, fissaggio, manutenzione |
| Certificazioni | N/A | TÜV SÜD, DGUV Test |
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