Attacchi per cilindri idraulici: tipi e dimensioni

Il cilindro, come il motore idraulico, è un attuatore che converte energia idraulica in energia meccanica. A differenza del motore che ha un moto rotatorio e trasmette una coppia, il cilindro ha un moto rettilineo e trasmette una forza.

Tipi di cilindri idraulici

Esistono diverse tipologie di cilindri idraulici, classificabili in base al loro funzionamento e alla loro struttura:

• Cilindro a semplice effetto: Caratterizzato da un cilindro collegato alla centrale idraulica da un solo tubo. Nei cilindri a semplice effetto, l’olio in pressione entra in una sola camera e può quindi comandare movimenti solo in una direzione. Questo tipo di cilindro può effettuare solo un’azione di spinta e a seconda delle necessità, può essere dotato o meno di pistone di guida interno. Questo tipo di cilindro viene utilizzato quando l’esistenza di una forza di contrasto di direzione certa garantisce il movimento di rientro nella posizione iniziale. In questo caso l'operatore può muovere il pistone nelle due direzioni, quindi attraverso una pompa potrà farlo andare avanti ed indietro a piacimento. Questa tipologia di pistone garantisce all'operatore il massimo controllo sul mezzo meccanico che deve governare.
• Cilindro a doppio effetto: Il cilindro a doppio effetto possiede due superfici utili contrapposte di area uguale o diversa ed è munito di due attacchi di alimentazione, che in maniera alternativa funzionano uno da alimentazione vera e propria e l’altro da scarico.
• Cilindro a doppio effetto differenziale: Il cilindro a doppio effetto differenziale possiede due superfici utili contrapposte di sezione diversa ed è munito di due attacchi di alimentazione. Il cilindro si dice differenziale perché le due sezioni utili sono diverse.
• Cilindro a due steli: Il cilindro a due steli è ottenuto collegando al pistone due steli di diametro uguale o diverso, comunque inferiore a quello del pistone. Se i diametri dei due steli sono uguali, lo sono anche le aree anulari sui due lati del pistone, per cui a parità di pressione sono uguali le forze sviluppate nei due sensi.
• Cilindri con costruzioni particolari: Esistono una serie di costruzioni particolari di cilindri. Grazie a questa costruzione di ottiene, per un dato diametro del pistone e per una data pressione, il raddoppio della superficie utile e quindi della forza sviluppata. Questi cilindri trovano impiego soprattutto nella costruzione delle presse. Finché non è richiesta la forza massima di pressata, la pressione agisce su una sezione ridotta, corrispondete al cosiddetto pistone veloce o pistone di avvicinamento. Nel momento in cui è richiesta la forza massima, la pressione, per intervento di una valvola di sequenza o di un finecorsa va ad agire sulla sezione totale.
• Cilindro telescopico: Il cilindro telescopico si distingue dal cilindro normale perché a parità di corsa presenta una lunghezza in posizione rientrata nettamente inferiore. Grazie al rientro telescopico dei pistoni, l’ingombro è uguale alla corsa divisa per il numero di elementi più una quota morta (spessore del fondello, lunghezza della guida, elementi di fissaggio). Per una data corsa totale i cilindri telescopici possono essere costituiti a 2- 3-4-5 elementi a seconda dei limiti di ingombro prefissati. Per lo stesso motivo, per un valore prefissato di pressione e portata, il movimento di uscita di un cilindro telescopico, inizia con la massima forza e la minima velocità e si conclude con la minima forza e la massima velocità.

Esecuzione costruttiva

L’esecuzione costruttiva di un cilindro oleodinamico dipende innanzitutto dalla particolare applicazione alla quale è destinato: in funzione dell’impiego previsto, che può spaziare dalle macchine utensili alle macchine per movimento terra, dalle centrali elettriche agli impianti siderurgici e alle acciaierie, occorre valutare quali siano le caratteristiche costruttive più idonee.

• Nei cilindri a tiranti, la testata, il mantello cilindrico ed il fondello sono tenuti insieme da tiranti.
• Nei cilindri a profilo circolare, la testata, il corpo e il fondello sono congiunti strettamente tra di loro con viti o per saldatura o mediante anelli di bloccaggio.

Tutti i componenti sono dimensionati per garantire un elevato grado di sicurezza anche alla pressione massima. I pistoni dei cilindri oleodinamici sono soggetti a carico di punta.

Supporti dei cilindri idraulici

I supporti dei cilindri idraulici sono dei piccoli esercizi di meccanica razionale. Il dettaglio, in piena filosofia Liebherr, consiste nello stacco geometrico che intercorre fra la zona di attacco del cilindro e la carpenteria del braccio. Cosa significa, nella sostanza, tutto questo? Prima di tutto, l'andamento dei vettori delle forze applicate ai bracci sono geometricamente ottimizzati. Sfruttano infatti linee quasi sempre parallele all'asse longitudinale del primo braccio. La sezione circolare è, infatti, quella che, meglio di tutte, assorbe la torsione. A prima vista possono sembrare dettagli ininfluenti ma così non è. Se questo è vero con i cilindri di sollevamento, è ancora più vero ed efficace fra il primo e il secondo braccio. Ma oltre ai supporti c'è di più. Queste hanno il compito di irrigidire ulteriormente la sezione e renderla più stabile alla flessione. Nel passato il secondo braccio era più lungo rispetto al primo obbligando al suo smontaggio in fase di trasporto. Ora non è più così.

Esempi di cilindri oleodinamici e loro dimensioni

Di seguito sono riportati alcuni esempi di cilindri oleodinamici con le relative dimensioni:

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