Dimensionamento e Calcolo di un Cilindro Idraulico
Questo articolo fornisce una guida dettagliata sul dimensionamento e il calcolo dei cilindri idraulici, con esempi pratici per illustrare i concetti chiave.
Calcolo delle Pompate Necessarie per l'Estensione di un Cilindro
Consideriamo un cilindro con una corsa (H) di 50 mm, azionato da una pompa a mano. Supponiamo che sia necessaria una corsa a vuoto (L) di 30 mm. Vogliamo determinare quante pompate sono necessarie per estendere completamente il cilindro.
Innanzitutto, assumiamo che l'area del pistone (A) sia di 132,7 cm² (come nell'esempio 1). Per la corsa a vuoto, utilizziamo la formula:
SBP (mm) = [VBP (cm³) . 10] : A (cm²)
Dove:
- SBP è la corsa per pompata durante la corsa a vuoto.
- VBP è la portata della pompa per corsa durante la corsa a vuoto.
- A è l'area del pistone.
Supponendo una portata per corsa della pompa di VBP = 32 cm³, otteniamo:
SBP = (32 . 10) : 132,7 mm = 2,4 mm
Il numero di pompate necessarie per la corsa a vuoto si calcola dividendo la corsa a vuoto per la corsa per pompata:
PBBP = L (mm) : SBP (mm) = 30 : 2,4 = 13 pompate
Per la corsa sotto carico, utilizziamo la formula:
SAP (mm) = [VAP (cm³) . 10] : A (cm²)
Dove:
- SAP è la corsa per pompata durante la corsa sotto carico.
- VAP è la portata della pompa per corsa durante la corsa sotto carico.
- A è l'area del pistone.
Supponendo una portata per corsa della pompa di VAP = 3 cm³, otteniamo:
SAP = (3 . 10) : 132,7 mm = 0,23 mm
Il numero di pompate necessarie per la corsa sotto carico si calcola dividendo la corsa residua per la corsa per pompata:
PBA = [H(mm) - L(mm)] : SAP(mm) = [50 - 30] : 0,23 = 87 pompate
In totale, il numero di pompate necessarie per estendere completamente il cilindro è:
Totale = PBBP + PBAP = 13 + 87 = 100 pompate
Calcolo della Velocità di Estensione
La velocità di estensione di un cilindro idraulico azionato da una pompa elettrica dipende dall'area del pistone nel cilindro e dalla portata dell'elettropompa. Per le pompe a due stadi, si considera la portata a bassa pressione (QBP) per il movimento del cilindro senza carico e la portata ad alta pressione (QAP) per gli spostamenti sotto carico.
La formula per calcolare la velocità è:
v (mm/s) = [Q (l / min) . 166,67] : A (cm²)
Dove:
- v = velocità del cilindro in mm/s
- Q = portata della pompa in l/min
- A = area del pistone nel cilindro in cm²
Esempio di Calcolo della Velocità
Consideriamo un cilindro azionato da una pompa elettrica. Vogliamo calcolare la velocità con cui si estende il cilindro.
Esempio di Calcolo della Corsa per Pompata
Con una portata ad ogni corsa della pompa V = 3,5 cm³ e area del pistone A = 15,9 cm², la corsa per pompata si calcola come:
S =( 3,5 .10) : 15,9 mm = 2,2 mm
Ad ogni pompata il carico si sposta di 2,2 mm.
Tabella Riassuntiva delle Formule
| Parametro | Formula | Unità di Misura |
|---|---|---|
| Corsa per Pompata (Corsa a Vuoto) | SBP = [VBP (cm³) . 10] : A (cm²) | mm |
| Numero Pompate (Corsa a Vuoto) | PBBP = L (mm) : SBP (mm) | pompate |
| Corsa per Pompata (Sotto Carico) | SAP = [VAP (cm³) . 10] : A (cm²) | mm |
| Numero Pompate (Sotto Carico) | PBA = [H(mm) - L(mm)] : SAP(mm) | pompate |
| Velocità di Estensione | v (mm/s) = [Q (l / min) . 166,67] : A (cm²) | mm/s |
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