Il dimensionamento di un cilindro idraulico richiede la valutazione di diversi parametri per garantire prestazioni ottimali e sicurezza. Di seguito sono elencati alcuni aspetti fondamentali e formule utili per il calcolo.
Parametri Chiave per il Dimensionamento
- Potenza in spinta resa in kg e Quintali alla pressione massima di lavoro.
- Potenza in spinta resa in kg e Quintali alla pressione di sicurezza.
- Potenza in trazione (ritorno) resa in kg e Quintali alla pressione massima di lavoro.
- Rapporto fra superficie posteriore e lato stelo (rapporto avanti/indietro).
- Diametro stelo adeguato alla spinta in relazione alla lunghezza.
- Velocità di avanzamento in m/min e m/sec.
- Tempo impiegato per la corsa totale.
- Portata di fluido necessaria per l'andata.
- Portata di fluido necessaria per il ritorno.
- Volume interno cilindro lato posteriore.
- Volume interno cilindro lato anteriore (lato stelo).
- Diametro tiranti o bulloni di fissaggio se di tipo imbullonato.
- Spessore minimo del cilindro in relazione alla pressione.
- Spessore minimo del fondello in relazione alla pressione.
- Diametro delle luci di passaggio olio.
Calcolo del Numero di Pompate Necessarie
Un cilindro (corsa H=50 mm) viene azionato con una pompa a mano e deve essere eseguita una corsa a vuoto L = 30 mm. Quante pompate occorrono per ottenere l’estensione completa del cilindro? Considerando un'area A = 132,7 cm²:
Corsa a Vuoto
Per la corsa a vuoto vale la formula:
SBP (mm) = [VBP (cm³) . 10] : A (cm²)
Con una portata ad ogni corsa della pompa VBP = 32 cm³:
SBP = (32 . 10) : 132,7 mm = 2,4 mm
Numero pompate per la corsa a vuoto:
PBBP = L (mm) : SBP (mm) = 30 : 2,4 = 13 pompate
Corsa Sotto Carico
Per la corsa sotto carico:
SAP (mm) = [VAP (cm³) . 10] : A (cm²)
Con una portata ad ogni corsa della pompa VAP = 3 cm³:
SAP = (3 . 10) : 132,7 mm = 0,23 mm
Numero delle pompate per la corsa sotto carico:
PBA = [H(mm) - L(mm)] : SAP(mm) = [50 - 30] : 0,23 = 87 pompate
In totale, il numero di pompate necessarie è:
Totale = PBBP + PBAP = 13 + 87 = 100 pompate
Velocità di Estensione
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. Per le pompe bistadio si deve porre per il movimento del cilindro senza carico la portata a bassa pressione QBP e per gli spostamenti sotto carico invece la portata ad alta pressione QAP.
Formula:
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 di Calcolo della Velocità
Per calcolare con quale velocità si estende un cilindro azionato da una pompa elettrica, è necessario conoscere la portata della pompa e l'area del pistone.
Considerazioni sul Dimensionamento dello Stelo
Durante la preparazione per l'esame di costruzione di macchine, possono sorgere problemi nel dimensionamento del cilindro e dello stelo. In particolare, è importante considerare la pressione e la spinta per calcolare l'area (A=F/P), aumentandola del 20% per sicurezza. Successivamente, si calcola il diametro e si approssima alla prima cifra multipla di 10, come spesso richiesto. Infine, si ricalcola la spinta effettiva data dal nuovo diametro e dalla stessa pressione.
Software e Strumenti Utili
Per facilitare il dimensionamento e la selezione dei componenti idraulici, esistono diversi strumenti software. Ad esempio, MyWorkspace di Emerson consente di progettare soluzioni in un ambiente collaborativo, condividendo soluzioni con colleghi o esperti per ottimizzare l'efficienza.
MyEmerson offre agli utenti registrati su Emerson.com un modo più semplice, veloce ed efficiente per utilizzare strumenti di ingegneria per dimensionare, selezionare e configurare prodotti e soluzioni Emerson.
TAG: #Idraulici