Introduzione alla oleodinamica CIRCUITI OLEOIDRAULICI Gli impian ti oleoid ra ul ici sono sistemi di tras missione di energia ne i qu ali il ve tto re è un fl uido a limitata co mpr imibilità. Le funzioni pr inci pa li so no: - conversione dell'energia "meccanica" in energia "idraulica"; - controllo e regolazione dell'energi a; - trasferimento dell'energia; - conversione dell'energia idraulica in energia meccanica.
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Gli impianti oleoidraulici sono sistemi di trasmissione di energianei quali il vettore è un fluido a limitata comprimibilità.Le funzioni principali sono:
- conversione dell'energia "meccanica" in energia "idraulica";- controllo e regolazione dell'energia;
- trasferimento dell'energia;- conversione dell'energia idraulica in energia meccanica.
Le funzioni sono svolte dai seguenti componenti e gruppi:• motore primo• uno o più generatori di portata (pompe, eventualmente incombinazione con accumulatori);
• valvole di controllo della pressione;• dispositivi di controllo del flusso;• valvole direzionali;• cilindri e/o motori idraulici;
Ed inoltre•Trasduttori con sensori•Sistemi di riscaldamento o raffreddamento del fluido•Sistemi di sicurezza
La pompa è di solito di tipo volumetrico: le più usate sono le pompe adingranaggi, sono poi disponibili anche pompe a palette, a vite, a pistoni(radiali o assiali). I parametri caratteristici della pompa sono:
- cilindrata V (commercialmente cm3
/giro)- portata Q (litri/s) [( m3/sec)]- coppia M (Nm)- potenza N (kW)- velocità di rotazione n (commercialmente giri/min)- prevalenza p (Pa=N/m2)- rendimento volumetrico v
•Le valvole di distribuzione (distributori) effettuano la distribuzione delfluido nei rami del circuito. Sono disponibili sul mercato le tipologie più
diverse nelle dimensioni necessarie per le portate usuali.•È molto importante controllare che la pressione di esercizio del distributoresia congruente con quella del circuito.
•Anche per le valvole di regolazione, che controllano il flusso del fluido
nelle connessioni, sono disponibili componenti standard sul mercato a pilotaggi oleoidraulici, pneumatici, elettrici o meccanici.
Gli attuatori si dividono in due categorie:- attuatori lineari (cilindri a semplice e a doppio effetto)- attuatori rotativi (motori oleoidraulici)Per quanto riguarda i cilindri oleoidraulici le grandezze caratteristiche sono:
- velocità di uscita stelo v1 (m/s)- velocità di rientro stelo v2 (m/s) (per cilindri a doppio effetto)- pressione di esercizio p (bar=105 Pa)- diametro stelo d (mm)- alesaggio pistone D (mm)-
spinta F1 (N)- tiro F2 (N) (per cilindri a doppio effetto)
Allo scopo di definire una procedura di progettazione automatica, occorreanalizzare in dettaglio lo schema del metodo di progettazione at-tuale, le
funzioni svolte dai componenti, il modello matematico funzionale di questi edel generico circuito. II lavoro del progettista, in linea di massima, si articolain cinque fasi fondamentali:
A - a) definizione delle funzioni richieste al circuito
- b) definizione delle forze e/o coppie da sviluppare, dei tempi, dei percorsi, delle velocità di lavoro e di ritorno.È assolutamente indispensabile una descrizione completa ed esauriente delciclo funzionale desiderate.
B - scelta della pressione di esercizioLe possibilità di scelta del progettista sono assai ampie in termini tecnici, per cui il fattore determinante è generalmente di natura economica. L'uso di
pressioni elevate permette, a parità di prestazioni, di impiegare attuatori più
piccoli e quindi meno costosi (in relazione alle prestazioni). D'altra parte,esistono limiti che condizionano la scelta della pressione di esercizio:- comprimibilità dell'olio,- necessità di tubazioni flessibili,- accumulatori, etc. etc.
C - definizione delle portate e delle potenze necessarie, tenendo conto deirendimenti, dai punti A e B.
D - stesura dello schema oleoidraulico: si definisce il circuito che soddi-sfale condizioni di progetto individuate in A - a); da esso si ottiene lo schema
dell'impianto oleoidraulico scegliendo ed "assemblando" i componenti conriferimento alle loro caratteristiche e a quanto specificato in A - b).
E - calcolo delle grandezze caratteristiche dell'impianto.Dal confronto di queste ultime con quanto definite in A si ottengono
informazioni sull'opportunità o meno di reiterare lo schema e da quale fase
La durata di una pompa è regolata da formulazioni analoghe aquelle dei cuscinetti per cui, se è nota quella che si realizza incondizioni nominali caratterizzate da pressione e velocitàangolare rispettivamente pn e n, si può ottenere la durata in