Distributore Rotante Idraulico: Funzionamento e Tipologie
Il Giunto Rotante è un dispositivo di precisione utilizzato per trasferire fluido sotto pressione o vuoto da una parte stazionaria ad una rotante.
Questo dispositivo garantisce la tenuta tra una alimentazione fissa (come una tubazione) ed una parte rotante (come un rullo, un cilindro, un mandrino) per consentire il flusso di un fluido in entrata e/o uscita dalla parte rotante.
Il giunto rotante è progettato per ruotare attorno ad un asse, per contenere e trasferire fluido senza perdite all’esterno.
Componenti Principali di un Giunto Rotante
Il corpo (generalmente parte statica) è il componente che tiene insieme tutti gli altri elementi del Giunto Rotante, è dotato di una o più porte di ingresso, generalmente filettate, a cui verranno collegati, tramite raccordi, i tubi flessibili di adduzione/scarico del fluido.
L’albero/rotore è il componente che trasporta il fluido attraverso il suo collegamento al cilindro/rullo o macchinario a valle.
Una parte importante del giunto rotante sono i cuscinetti che possono essere di varie tipologie, generalmente sono a sfere: hanno l’importante compito di mantenere in asse il giunto durante la rotazione.
Alcuni Giunti Rotanti hanno cuscinetti “stagni”, ossia pre-lubrificati a vita in fabbrica, altri hanno il corpo dotato di raccordo per lubrificazione (ingrassatore) e periodicamente devono essere re-ingrassati per ripristinare il lubrificante consumato.
Il cuore del Giunto Rotante è la tenuta che ha il compito di impedire al fluido di fuoriuscire dal giunto stesso durante il funzionamento.
Tipologie di Giunti Rotanti
I Giunti Rotanti sono differenziati principalmente in base al numero di passaggi, al tipo di fluido, alle condizioni operative (pressione e temperatura d’esercizio, velocità di rotazione), all’ambiente di lavoro ed alla destinazione d’uso (alimentare e non).
Molte linee di montaggio utilizzano più Giunti Rotanti, perché sono altamente versatili e occupano meno spazio rispetto ad altri dispositivi progettati per uno scopo simile.
I Giunti Rotanti compaiono anche nell’automotive ed in altre macchine operatrici che richiedono forniture costanti di lubrificazione, aria o altri liquidi affinché le parti mobili funzionino senza intoppi.
Pompe Volumetriche: Il Cuore dei Sistemi Idraulici
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.
Tutte le pompe presentate sono pompe volumetriche.
Con il termine cilindrata di una pompa si indica il volume teorico di liquido spostato (aspirato ed espulso) in una rotazione completa dell’albero motore.
Nel ciclo reale si hanno una serie di perdite che vanno ad incrementare l’area del ciclo e quindi la potenza interna richiesta dalla macchina.
Inoltre, a causa delle perdite di tipo meccanico, la potenza assorbita dalla pompa è superiore alla potenza interna: si introduce, a tal fine, il rendimento meccanico ηm pari al rapporto tra la potenza interna e quella assorbita.
Il rendimento globale della pompa ηP è definito come il rapporto tra la potenza idraulica conferita al fluido dalla pompa e la potenza meccanica assorbita attraverso l’albero motore ed è esprimibile come prodotto dei rendimenti volumetrico, idraulico e meccanico prima introdotti.
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.
Tipologie di 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.
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.
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