Oleodinamica: Vantaggi, Principi di Funzionamento e Tipologie di Pompe Idrauliche

Vantaggi dei Sistemi Oleodinamici

I sistemi oleodinamici offrono numerosi benefici operativi, derivanti principalmente dall'uso di fluidi incomprimibili:

• Facile regolazione della velocità: L'olio è un fluido incomprimibile, permettendo una regolazione della velocità accurata e semplice negli attuatori idraulici o oleodinamici.

• Trasmissione di grandi potenze: Questi sistemi consentono la trasmissione di grandi potenze per unità di volume, ottenendo un elevato rendimento di trasmissione.

• Controllo della posizione: Grazie all'incompressibilità del fluido, un attuatore può fermarsi in qualsiasi posizione con un alto grado di precisione.

• Reversibilità delle unità: L'inversione del senso di rotazione o del movimento può essere effettuata istantaneamente attraverso una valvola o una pompa adatta.

• Protezione del sistema: Un sistema di trasmissione meccanica in caso di sovraccarico può causare la rottura dei suoi elementi. Al contrario, una valvola di sicurezza oleodinamica o idraulica evita il sovraccarico che potrebbe causare sovrapressioni.

• Possibilità di caricamento all'avvio e spegnimento: Consente il blocco dei movimenti bruschi e l'avvio sotto carico.

Caratteristiche Operative (Comparazione Implicita)

La seguente tabella riassume le caratteristiche operative, probabilmente in comparazione tra due diverse tecnologie (es. idraulica vs. pneumatica):

Risposta:

Veloce / Lento

Resistenza:

Piccola / Grande

Massa/Peso:

Leggero / Pesante

Controllo di posizione:

Difficile / Possibile

Velocità:

Insufficiente / Sufficiente

Pressione di alimentazione:

Bassa / Alta

Rigidità di posizione intermedia:

Bassa / Alta

Complessità del sistema:

Semplice / Complesso

Prezzo:

Basso / Alto

Principi Fondamentali dell'Idraulica

Principio di Pascal e Principio di Equilibrio

Il Principio di Pascal afferma che la pressione esercitata su un punto di un fluido incomprimibile in quiete viene trasmessa in tutte le direzioni della massa liquida.

Il Principio di Equilibrio stabilisce che, in assenza di perdite, questa pressione viene trasmessa lungo la tubazione. Matematicamente, questo si esprime come:

$$P_1 = P_2 \implies \frac{F_1}{A_1} = \frac{F_2}{A_2}$$

Quindi, si può concludere che una piccola forza applicata su una piccola area può generare una forza molto più grande su un'area maggiore.

Caratteristiche delle Pompe Idrauliche

Le pompe idrauliche sono definite da tre caratteristiche principali:

Pressione:

È il valore nominale di pressione massima di esercizio continuo per una data velocità.

Portata (Spostamento Geometrico):

È il volume di liquido pompato per ciclo o per unità di tempo.

Rendimento:

Il Rendimento Volumetrico è il rapporto tra la portata volumetrica reale e quella teorica, generalmente compreso tra 0,89 e 0,99, a seconda delle caratteristiche costruttive.

Il Rendimento Totale è il prodotto dei rendimenti volumetrici e meccanici, ed è generalmente compreso tra 0,5 e 0,9.

Tipologie di Pompe Idrostatiche

Queste pompe sono utilizzate per aumentare la pressione del fluido nel sistema. Si distinguono tre tipi principali:

Pompe a Ingranaggi Esterni Rotanti

• Il flusso si genera tramite il trasporto del fluido tra i denti di due ingranaggi completamente accoppiati.
• Un ingranaggio è azionato dal motore e fa ruotare l'altro.
• Sono un tipo di pompa molto utilizzato nella maggior parte delle strutture oleoidrauliche.
• Sono meno sensibili ai contaminanti.

Pompe Rotative a Palette

• Possono essere a portata fissa o variabile.
• Lavorano tipicamente a bassa pressione.
• Si basano su un rotore che ospita palette mobili che ruotano all'interno di un anello.
• La camera di pompaggio è formata tra il rotore e l'alloggiamento.

Pompe a Pistoni Rotanti

• Sono costituite da molti set pistone-cilindro.
• Il meccanismo ruota attorno a un albero motore.
• Esistono due tipi principali: a pistoni assiali e a pistoni radiali.
• Queste pompe forniscono le più alte pressioni di lavoro e una serie di flussi maggiori rispetto alle pompe a ingranaggi o a palette.
• Garantiscono il massimo rendimento.

Componenti di Regolazione e Distribuzione

I sistemi idraulici utilizzano diverse valvole per il controllo del flusso e della pressione:

• Valvola distributrice 4/3
• Valvola distributrice 4/2
• Valvola Antiretorno
• Valvola regolatrice della pressione (di sicurezza)
• Valvola distributrice 2/2