Centralina Idraulica per Pressa: Funzionamento e Manutenzione

Nel campo dell’ingegneria meccanica, la dinamica dei fluidi, e in particolare l’oleodinamica, riveste un ruolo di notevole importanza. L'oleodinamica studia la trasmissione di energia attraverso fluidi in pressione, dove l’olio idraulico funge da "vettore energetico". In un'applicazione idraulica tipica, l'olio viene utilizzato per azionare un martinetto o un motore idraulico. Il flusso generato dalle pompe all’interno dei circuiti può produrre sia forza che coppia, generando effetti meccanici lineari o rotatori.

Le centraline oleodinamiche sono componenti fondamentali nei sistemi idraulici, utilizzabili sia a terra che in applicazioni navali. Un sistema idraulico sfrutta l'energia immagazzinata nei suoi componenti, come motori e cilindri, per movimentare oggetti attraverso la circolazione del fluido.

Componenti di una Centralina Oleodinamica

Le centraline oleodinamiche sono composte da diversi elementi essenziali:

Motori: Possono essere elettrici o a combustione e forniscono l'energia necessaria per ottenere la pressione desiderata nell'olio.
Pompa Sommersa con Misuratore di Pressione: Fornisce l'energia per pressurizzare il liquido nel circuito.

Le centraline oleodinamiche trovano applicazione in vari settori, tra cui siderurgia, energia, alimentare, automobilistico, cantieristica navale ed edile, smaltimento rifiuti, industria tessile, agricoltura e industria plastica con applicazioni alle presse.

Cilindri Oleodinamici

Un tipo di attuatore lineare è il cilindro oleodinamico, composto da un cilindro e un pistone (o stelo). Lo stelo è azionato da un fluido incomprimibile, solitamente olio idraulico, che esercita pressione sul pistone generando il movimento. I cilindri variano in base alla loro funzione e tipologia, potendo essere a semplice effetto, doppio effetto, telescopici o a tiranti.

I cilindri telescopici offrono corse elevate con ingombro ridotto quando non in uso, ma presentano strutture complesse.

Accumulatori: Funzionamento e Tipi

Funzione fondamentale degli accumulatori è mantenere il più possibile regolare nel tempo l’andamento dei valori di pressione e di portata dell’olio che circola nel sistema oleodinamico, rendendone “fluide” e senza picchi le variazioni. Spesso infatti sono detti anche “smorzatori”. Fisicamente questo compito viene svolto da un fluido comprimibile, tenuto separato dall’olio e in grado di comprimersi od espandersi in funzione e sincronia con le fluttuazioni di pressione dell’olio stesso.

Gli accumulatori possono essere impiegati in sostituzione o integrazione delle pompe, anche se ciò è possibile per intervalli di tempo molto brevi. Tipicamente, “punte” di fabbisogno di energia oppure il caso di dispositivi di emergenza che debbano comunque intervenire in caso di blocco dei componenti operatori veri e propri (es. Valvole di intercettazione ad azionamento oleodinamico) oppure l’impiego di accumulatori a scarica comandata preposti a fornire un surplus di energia in fase di avviamento e messa a regime di impianti complessi.

Esistono accumulatori in cui il fluido incomprimibile (olio o altro) è a diretto contatto col gas compresso. Sono i più diffusi sugli impianti oleodinamici. Il punto di installazione ottimale è il più possibile vicino agli attuatori che generano le perturbazioni da controllare.

Tipi di Accumulatori

Accumulatori a Sacca e a Membrana:

I due tipi di accumulatori sono abbastanza simili, somigliando a una piccola bombola ed essendo accomunati dal fatto che olio e gas compresso sono separati da un elemento in elastomero, ma hanno caratteristiche diverse. Quello a membrana infatti è costituito da due metà, saldate di testa dopo il fissaggio della membrana oppure filettate. Anche per sacca e membrana la varietà di elastomeri disponibili è molto ampia, in quanto le condizioni di esercizio sono tra le più diverse.

L’ accumulatore a membrana saldato, in caso di rottura della medesima non è riparabile, mentre quello filettato lo è.

Accumulatori a Pistone:

In questo caso la variazione controllata di volume è affidata allo scorrimento di un pistone flottante, che funge anche da elemento di separazione tra l’olio e l’azoto. Il principio di funzionamento non cambia. La testa del pistone lato olio ( piana o opportunamente sagomata) funge anche da otturatore.

Gli accumulatori a pistone sono utilizzati per impieghi mediamente più gravosi degli altri e richiedono una lavorazione accurata della camicia di scorrimento; pertanto si usano di norma acciaio al Carbonio, acciaio Inox e alluminio.

Volendo abbinare il controllo di posizione alla funzione principale di accumulatore, la tendenza dominante è quella di dotare di appositi sistemi ( senza contatto diretto) il pistone flottante classico con contrasto a gas in pressione. Questo grazie a sensori - trasduttori magnetici, capacitivi etc. che dialogano con centraline esterne.

Monitoraggio degli Accumulatori

Modalità e frequenza di intervento dell’accumulatore risultano monitorabili in continuo, consentendo un controllo in tempo reale della funzionalità dell’accumulatore da parte della Manutenzione e di eventuali scostamenti dal range prefissato. La possibilità di connessione a sistemi di telecontrollo completa il quadro delle potenzialità di diagnostica precoce e remota.

Manutenzione della Centralina Idraulica

Per assicurare il corretto funzionamento di una centralina idraulica, è fondamentale una manutenzione regolare e accurata.

Manutenzione dei Cilindri Idraulici

È fondamentale mantenere i cilindri idraulici in ottima forma affidando la manutenzione regolare a esperti del settore.

Manutenzione dell'Olio Idraulico

Mantenere sempre il livello dell’olio.
L’olio deve essere controllato dopo le prime 100 ore e va verificato che la classe d’olio soddisfi i requisiti della pompa utilizzata.
Utilizzare contenitori, tubi e impianti puliti durante il riempimento del serbatoio.
Controllare sempre la temperatura dell’olio nel serbatoio.

Manutenzione dei Filtri

Cambiare o pulire necessariamente o come indicato sui filtri forniti con indicatore visivo.
Deve essere pulito dopo 10 ore di funzionamento inizialmente e successivamente ogni 100 ore.
La pulizia o sostituzione dei filtri dell'impianto viene effettuata per evitare la grippatura della pompa.
Durante lo smontaggio dei filtri viene valutata la necessità della loro sostituzione oppure la semplice pulizia.

Controllo della Temperatura dell'Olio

L’olio del sistema idraulico è stato progettato per funzionare entro un preciso intervallo di temperatura. Nella maggior parte dei casi, circa 49°C (120°F) al serbatoio è considerata una temperatura operativa ideale. Esistono diversi modi per controllare la temperatura dell’olio. Il metodo migliore e più accurato è per mezzo di un termometro.

Il controllo periodico della temperatura dell’olio è una buona manutenzione preventiva. L’olio che è diventato troppo caldo apparirà più scuro e si sentirà più sottile dell'olio nuovo. Avrà anche odore di bruciato.

Valvole

Se le valvole di controllo del flusso o di scarico sono in funzione, controllare e regolare le loro impostazioni. Una valvola bloccata può causare calore eccessivo. Se una bobina non torna immediatamente nella posizione neutra, il flusso della pompa si scaricherà continuamente. Se una valvola limitatrice è impostata su un valore troppo basso, parte dell’olio verrà scaricato attraverso la valvola stessa ad ogni ciclo. Anche questo è fonte di eccessivo calore.

Altri Controlli

Mantenere l’apparecchiatura pulita. Uno spesso strato di sporco funge da isolante.
Nei giorni e nei climi caldi, controllare e cambiare l’olio più frequentemente.
Sfiato d’aria interrotto.
Viscosità del fluido troppo bassa.

Colpo d'Ariete

Essendo l’olio incomprimibile, repentini incrementi di pressione determinano quello che in idraulica prende il nome di “colpo di ariete”. L’energia in eccesso impatta su tutto il circuito, causando danni o usura precoce. Esiste anche il problema opposto, quello di bruschi cali di pressione, quando ad esempio la richiesta di portata degli attuatori supera la portata della pompa e la mancanza di continuità di pressione crea problemi nell’esecuzione della funzione richiesta (es. allentamento di un bloccaggio, movimenti discontinui, perdita di ciclo etc.).

Per inciso, quanto sopra descritto costituisce anche un segnale per il manutentore. L’intensità del segnale può spaziare tra quella del “sintomo premonitore” , percepibile strumentalmente in sede di Predittiva a quella del malfunzionamento conclamato con effetti sul funzionamento ( con richiesta di intervento).

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