Accoppiamento Motore-Pompa Idraulica: Funzionamento e Aspetti Fondamentali
L'accoppiamento motore-pompa idraulica viene utilizzato per collegare una pompa idraulica a un motore elettrico, permettendo l'uso di una pompa idraulica anziché un motore meccanico. Il giunto è stato progettato per fornire un'alternativa leggera ai motori e alle pompe tradizionali.
È opportuno precisare subito che una pompa volumetrica, di qualunque tipo essa sia, eroga semplicemente una portata che può essere considerata circa costante, mentre il livello di pressione alla mandata non dipende dalla pompa ma soltanto dal circuito a valle della stessa.
Tipologie di Pompe Idrauliche
Tutte le pompe che qui di seguito verranno presentate, hanno una caratteristica in comune, ossia sono tutte pompe volumetriche.
Pompe ad Ingranaggi Esterni
Le pompe ad ingranaggi esterni hanno cilindrate comprese tra 0.2 e 200 cm3, con una pressione massima di esercizio di circa 300 bar e una velocità di rotazione compresa fra i 500 e i 6000 RPM.
Pompe ad Ingranaggi Interni
La caratteristica più rilevante delle pompe ad ingranaggi interni è la bassa rumorosità. Mettendo in rotazione il rotore dentato accoppiato al motore di azionamento il volume fra i fianchi dei denti aumenta e la pompa aspira. L'aumento di volume interessa un angolo di rotazione di circa 120°, per cui il vano si riempie in un tempo relativamente lungo. Nella zona delimitata dall'elemento di riempimento a forma di falce il fluido viene trasportato senza variazione di volume.
Pompe a Viti
Le pompe a viti, così come le pompe ad ingranaggi interni, presentano una notevole silenziosità di funzionamento. L’albero ad elica destra, viene accoppiato al motore dal quale riceve la coppia e trasmette il movimento rotatorio all’altro albero, munito di elica sinistra. Dal punto a minor distanza tra le due circonferenze, procedendo in senso orario si ha dapprima un progressivo aumento del volume delle camere, per poi subire una diminuzione progressiva.
Pompe a Pistoni Radiali
Nelle pompe a pistoni radiali con albero eccentrico, l’albero rotante eccentrico genera movimenti radiali dei pistoni inseriti nel corpo esterno fisso. Le pompe a pistoni radiali vengono generalmente progettate con un numero di pompanti dispari, poiché un numero di pompanti pari - anche se maggiore - presenta una pulsazione di portata superiore.
Pompe a Pistoni Assiali
In questo tipo di macchina il movimento rotatorio dell’albero si trasforma in un moto oscillatorio dei pistoncini (pompanti) nella direzione parallela a quella dell’asse di rotazione. Mettendo in rotazione l’albero il blocco cilindri viene trascinato dall’accoppiamento scanalato.
Pompe a Pistoni Assiali a Blocco Cilindri Inclinato
L' unità a pistoni assiali a blocco cilindri inclinato (detta anche ad asse inclinato) è una macchina volumetrica i cui pistoni, insieme al blocco cilindri in cui scorrono, sono montati in posizione inclinata rispetto all'asse dell’albero. Ad ogni giro completo dell'albero i pistoni compiono nei rispettivi alloggiamenti ricavati nel blocco una corsa di andata e ritorno, la cui entità è proporzionale all'angolo d'inclinazione.
Motori Idraulici
Il motore idraulico riceve energia idraulica e la trasforma in meccanica, è quindi fondamentale per il funzionamento di molti macchinari pesanti. Ci sono diversi fattori da considerare quando si sceglie un motore idraulico, tra cui la cilindrata del motore che deve essere scelta considerando anche il riduttore. Il motore idraulico deve essere in grado di fornire la potenza necessaria per il vostro macchinario. Se il motore idraulico è troppo debole, il macchinario non funzionerà in modo ottimale.
Componenti Aggiuntivi e Funzionamento
La pompa ad alta pressione si trova all’interno del motore, viene attivata attraverso una camma di aspirazione. Gli iniettori dosano e trasformano in vapore la miscela all’interno della camera di combustione.
Azionando la pompa a pistoni applicando una coppia all’albero mediante un motore elettrico, endotermico, idraulico, pulegge, è possibile pompare il fluido verso l’uscita della pompa. Se l’albero ruota alla velocità di targa, si avrà un flusso in uscita pari alla portata di targa della pompa. Variando il numero di giri, varia la portata in proporzione. Siccome fintanto che la pompa è in moto, vi è sempre una portata in uscita è opportuno installare una valvola con by-pass che manda la portata all’ugello se la pistola è aperta o in scarico se chiusa.
Per tarare la pressione di esercizio del sistema è opportuno dimensionare l’ugello in base alla portata disponibile ed è consigliabile l’istallazione di un manometro per monitorare tale pressione. In certi circuiti è opportuno installare uno smorzatore di pressione allo scopo di regolarizzare la pressione all’ugello. Di norma uno smorzatore può essere impiegato maggiormente, dove vi sono pompe di tipo duplex o nel caso del fenomeno dell’effetto martello dovuto a tubazioni di mandata lunghe. Per evitare pericolose sovra pressioni del circuito dovute ad anomalie imprevedibili, è necessario installare una valvola di sicurezza che in caso d’intervento apre il circuito in pressione e scarica tramite la tubazione.
Considerazioni Importanti
- Non azionare la pompa a secco.
- Alimentare sempre la pompa con una pressione positiva, facendo attenzione alla temperatura di funzionamento della pompa e dell’acqua in ingresso.
- Verificare che i componenti sopportino la temperatura del liquido.
Manutenzione e Precauzioni
Si raccomanda di controllare la temperatura dell’olio nelle prime ore di funzionamento, assicurandosi che non vengano superati i 105°C. Gli accoppiatori vengono forniti senza olio.
All’avviamento della pompa, nei vani viene trasportata, dall’attacco di aspirazione a quello di mandata, solo l’aria presente nelle tubazioni dall’aspirazione al serbatoio. Affinché il funzionamento della pompa sia corretto, è necessario che i vani siano a tenuta pressoché perfetta, in modo da garantire un trasporto del fluido senza perdite rilevanti.
L’olio è uno dei componenti essenziali affinché la pompa funzioni nel modo corretto, quindi è indispensabile un piano di manutenzione in funzione del tipo di lavoro a cui è sottoposta la pompa.
È indispensabile collegare la pompa a pistoni a un serbatoio o alla rete idrica tramite una condotta. Una valvola a sfera può essere utile in fase di manutenzione. È consigliabile installare un filtro adeguatamente dimensionato per evitare che impurità siano fatte passare all’interno della pompa e possano causare il bloccaggio delle valvole automatiche, intasamento dell’ugello, graffi dei pistoni o comunque usurare precocemente il sistema.
Per evitare che vi siano pressioni negative in ingresso alla pompa, può essere necessario installare una pompa ausiliaria. La pompa può essere alimentata in pressione direttamente dalla rete idrica con una pressione max di 10 bar. Nel caso la pompa aspiri da un serbatoio, il livello dell’acqua dovrà preferibilmente essere al di sopra della pompa (pompa sotto battente) o allo stesso livello. Per monitorare la pressione di alimentazione è consigliabile installare sulla condotta di alimentazione un manometro.
Oli e Viscosità
Il valore di viscosità è molto importante per poter determinare se l'olio è adatto alle condizioni di lavoro: oli con un elevato valore di viscosità sono adatti per l'uso estivo, mentre oli con ridotti valori di viscosità sono adatti a un uso invernale. Gli oli multigradi hanno la capacità di autoregolarsi e il loro arco d'utilizzo viene descritto da due numeri: la viscosità a freddo e quella a caldo. Il codice degli oli multigrado è costituito da due numeri con un'interposizione di un "W", dove il primo numero determina il valore in condizione di temperature rigide, mentre il secondo determina il valore in condizione di temperature elevate. Come massima temperatura a caldo si fa riferimento a 100°C.
Tabella di Conversione e Formule Utili (HAWK)
Per utilizzare al meglio le pompe HAWK e sfruttare tutto il loro potenziale, utilizza le formule d’aiuto per calcolare il numero di giri per ottenere la portata l/min., per calcolare la potenza assorbita, convertire la portata, per calcolare la pressione massima del sistema data la portata e l’ugello e molte altre formule. HAWK fornisce anche una tabella completa di conversione da sistema metrico a sistema imperiale dei principali valori di valutazione sulle pompe come lunghezza, pressione, potenza, peso.