Martinetto Idraulico a Doppio Effetto: Funzionamento e Applicazioni

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.

Funzionamento del Pistone a Doppio Effetto

Nell’esecuzione a doppio effetto il fluido in pressione può alimentare entrambe le camere consentendo in tal modo il controllo dei movimenti del pistone in entrambi i sensi.

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.
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.
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.

Tipologie di Cilindri Oleodinamici a Doppio Effetto

Esistono una serie di costruzioni particolari di cilindri. Grazie a questa costruzione si 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.
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.

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.

Applicazioni dei Cilindri Oleodinamici a Doppio Effetto

I cilindri oleodinamici a doppio effetto trovano vasta applicazione in diversi settori. Di seguito alcuni esempi:

Settore mobile e agricolo: Molti modelli sono particolarmente richiesti in questo settore, come il cilindro oleodinamico doppio effetto serie HM0-M250 con fondello saldato e senza ancoraggi, noto per affidabilità e versatilità.
Applicazioni industriali: Il cilindro oleodinamico doppio effetto serie HMF-M250 con fondello saldato internamente, flangia anteriore e stelo filettato è ideale per queste applicazioni.

Esempi specifici di cilindri a doppio effetto includono:

Cilindro oleodinamico doppio effetto serie HM0LM-C200 con fondello saldato e senza ancoraggi (affidabilità, leggerezza e ridotto interasse totale).
Cilindri oleodinamici doppio effetto serie HFR/HFR2S-M250 con fondello saldato + foro di fissaggio e boccola anteriore.
Cilindro oleodinamico doppio effetto serie HM1-M250 con fondello saldato + snodo sferico tipo agricolo posteriore e anteriore.
Cilindro oleodinamico doppio effetto serie HM2-M250 con fondello saldato + boccola posteriore e anteriore.
Cilindro oleodinamico doppio effetto serie HM5-M250 con fondello saldato + occhio fisso posteriore e forcella anteriore.
Cilindro oleodinamico doppio effetto serie HMB-M250 con fondello saldato + terminale lubrificabile posteriore e anteriore.
Cilindro oleodinamico doppio effetto serie HMC-M250 con fondello saldato + snodo sferico radiale posteriore e anteriore.

Sistemi di Bloccaggio Idraulici a Doppio Effetto

Un primo livello di accesso all’automazione dei bloccaggi può avvenire quindi attraverso cilindri idraulici a semplice effetto: l’olio viene inviato ad un cilindro nel verso del bloccaggio, mentre l’apertura del cilindro viene governata da una molla (i cilindri saranno quindi “normalmente aperti”).

Pur essendo un grande passo avanti rispetto ad una soluzione completamente meccanica, i cilindri a semplice effetto possono non essere la soluzione perfetta in caso di automazioni spinte. Infatti la presenza di una molla non garantisce “certezze” in fase di apertura del cilindro (né in chiusura), soprattutto in presenza di un’eventuale contropressione nella mandata idraulica.

I bloccaggi a semplice effetto sono comunque ideali per molte tipologie di sistemi di serraggio. I componenti a semplice effetto sono più immediati e meno costosi da installare, perché richiedono meno linee idrauliche e hanno controlli più semplici, poichè necessitano di un minor numero di valvole.

Nello specifico, cilindri Roemheld sono progettati molle di ritorno più reattive e affidabili rispetto a quelle di qualsiasi altro produttore, quindi la necessità di dispositivi a doppio effetto non è sempre scontata.

Ci sono alcune situazioni, tuttavia, in cui i sistemi a doppio effetto sono più adatti o addirittura necessari. La maggior parte dei costruttori di attrezzature considerano sempre i cilindri a doppio effetto come un'opzione nelle circostanze ove un sistema a semplice effetto non darebbe elevate garanzie di sicurezza e consistenza del processo produttivo.

Con un po' di esperienza, costruire sistemi a doppio effetto può essere facile quasi quanto costruire sistemi a semplice effetto. La maggiore affidabilità dell'attrezzatura nelle applicazioni di alta produzione vale senza dubbio il costo aggiuntivo.

Vantaggi dei Cilindri a Doppio Effetto

I cilindri a doppio effetto sono più adatti per le applicazioni di lavorazione che utilizzano il fluido refrigerante. Infatti i cilindri a semplice effetto hanno una piccola camera d'aria per la molla su un lato del pistone, mentre nei cilindri a doppio effetto l'olio è presente da entrambe le parti del pistone.

Quest'aria viene scaricata durante la corsa di bloccaggio, mentre nella corsa di sbloccaggio viene nuovamente aspirata. Per questo motivo l'uso di refrigeranti e fluidi da taglio deve essere considerato nella progettazione dell'attrezzatura, al fine di indirizzare opportunamente la scelta dei cilindri.

Anche se tutti i cilindri a semplice effetto hanno filtri dell'aria in metallo sinterizzato per impedire l'ingresso di contaminanti, c'è ancora la possibilità che fluidi aggressivi possano entrare nell'area della molla (specialmente con il refrigerante in pressione), causando malfunzionamenti.

I cilindri a doppio effetto dovrebbero essere utilizzati nei sistemi che hanno un carico/scarico automatico o qualsiasi altro sistema di comunicazione tra macchina e utensile, in modo che tutte le funzioni possano essere facilmente temporizzate e coordinate.

I cilindri a doppio effetto, quando dotati di controlli di posizione elettrici o pneumatici, permettono inoltre di avere maggiori certezze circa la loro posizione: nel caso di carico robotizzato questo diventa fondamentale, in quanto sarebbe disastroso che il robot iniziasse a scaricare un pezzo da un attrezzo ancora chiuso.

L’azione dell’olio, rispetto alla molla, è inoltre molto più vigorosa, in quanto praticamente non risente di eventuali contropressioni.

Componenti Chiave dei Martinetti Idraulici

Diverse sono le specifiche del martinetto da tenere in considerazione per selezionare il modello più appropriato a seconda dell’applicazione:

Spazio libero disponibile: Occorre verificare che il martinetto idraulico passi al di sotto del carico.
Azionamento automatico o manuale: I martinetti idraulici possono essere manuali o automatici. I primi si avvalgono dell’energia manuale, mentre i secondi utilizzano l’aria o l’energia elettrica come sistema di azionamento.
CAPACITA' DI OLIO: la capacità di olio di un martinetto idraulica rappresenta la quantità di olio necessaria per effettuare tutta la corsa del cilindro, è strettamente legata alla scelta della pompa da utilizzare e più precisamente alla capacità del suo serbatoio.
DIAMETRO DEL FORO INTERNO: questo dato riguarda solamente un particolare tipo di martinetto che presenta un foro passante su tutta la lunghezza, nella maggior parte dei casi questi martinetti vengono utilizzati per applicazioni di tensionamento o di scalettamento.

Tipi di Martinetti Idraulici

Offriamo due diversi modelli di martinetti idraulici: i sollevatori e i cric a bottiglia.

Martinetti a bottiglia: Questi martinetti hanno un pistone verticale e sono compatti, rendendoli ideali per spazi ristretti.
Sollevatori: I sollevatori hanno le ruote e, pertanto, sono molto facili da posizionare sotto l’auto o un altro veicolo. Inoltre, questi cric idraulici hanno un’altezza di inserimento ridotta con elevate altezze di sollevamento massime e una portata media adatta all’uso.

I nostri cric idraulici a carrello sono disponibili nella versione più comune oleodinamica o, più semplice con due ruote, nella versione pneumatica. I martinetti idraulici orizzontali sono compatti e leggeri e quindi facilmente utilizzabili in mobilità. Offrono una portata da media a molto alta con piccole altezze di sollevamento.

Tutti i martinetti oleodinamici si distinguono per essere a singolo effetto o a doppio effetto, essi si differenziano per la modalità di rientro dello stelo, nel caso dei cilindri a semplice effetto avviene attraverso una molla interna o a gravità, nel caso invece dei cilindri a doppio effetto il rientro dello stelo avviene oleodinamicamente tramite la pompa.

Applicazioni dei Martinetti Idraulici

I martinetti idraulici vengono usati per sollevare oggetti pesanti, come le automobili; richiedono un liquido per spingere i pistoni che sollevano gli oggetti pesanti dal terreno, e sono strumenti standard nelle concessionarie e nelle officine meccaniche.

I sollevatori vengono utilizzati in officina oppure durante il servizio di assistenza in loco in caso di soccorso stradale. In questo modo è possibile posizionare e sollevare rapidamente le auto o altri veicoli.
I martinetti idraulici orizzontali o i nostri cric idraulici a carrello, con elevata portata massima, sono spesso usati per sollevare veicoli pesanti come camion o macchinari pesanti. Vengono spesso utilizzati in combinazione con i carrelli per la movimentazione industriale come Apollo o Explorer. Grazie all’altezza di solo 15 cm, questi carrelli permettono l’utilizzo di martinetti standard che alzano il carico fino a 18-20 cm.

In ambito ingegneristico ed industriale, il calcolo della forza del martinetto è utile in tutti quei settori in cui è necessario sollevare, posizionare o stabilizzare carichi pesanti.

I martinetti possono essere poi impiegati per stabilizzare ponti ed edifici, mediante applicazione di una forza che si opponga ai carichi o ai movimenti esterni.
I martinetti sono infine utilizzati per regolare l’altezza di piattaforme o palchi, ad esempio nel settore dell’intrattenimento o simili.
I martinetti sono, in genere, classificati in relazione alla capacità massima di sollevamento, ad esempio, in ambito industriale, sono dimensionati per carichi fino ad alcune tonnellate.

Esempi di applicazioni pratiche:

Freni Idraulici in un’Auto: I freni idraulici in un’automobile sfruttano i principi di pressione e flusso idraulico.
Escavatori e Macchine da Cantiere: Escavatori, bulldozer e altre macchine da cantiere utilizzano sistemi idraulici per controllare i bracci, le lame e altre parti mobili.
Sollevamento di Carichi Pesanti con Martinetti Idraulici: I martinetti idraulici sono ampiamente utilizzati in officine meccaniche, garage e cantieri per sollevare carichi pesanti, come veicoli o strutture.
Sistemi di Alimentazione Idraulica in Aerei: Negli aerei, i sistemi idraulici vengono utilizzati per controllare i flaps, i timoni, il carrello d’atterraggio e altre superfici mobili.
Presse Idrauliche in Industria: Nell’industria manifatturiera, le presse idrauliche sono utilizzate per compiere una vasta gamma di operazioni, come la stampa di metalli o la formatura di materiali.
Sistemi di Sollevamento in Ascensori: Gli ascensori moderni spesso utilizzano sistemi idraulici per il sollevamento.
Impianti di Trattamento delle Acque: Negli impianti di trattamento delle acque, i sistemi idraulici vengono utilizzati per spostare l’acqua attraverso filtri, reattori e serbatoi.

Come Scegliere il Martinetto Idraulico Adatto

Scegliere il martinetto idraulico appropriato richiede un’attenta considerazione delle specifiche necessità di sollevamento e delle condizioni operative. In sintesi, la scelta di un martinetto idraulico non dovrebbe essere fatta alla leggera. È un componente critico che, se selezionato correttamente, può aumentare significativamente la produttività e la sicurezza sul posto di lavoro. Prenditi il tempo per analizzare tutte le opzioni disponibili e scegli un modello che sia robusto, affidabile e adeguato alle tue esigenze specifiche.

Quando si seleziona la portata, bisogna tenere presente che non è necessario sollevare l’intero peso del veicolo. Viene sollevata sempre solo una parte del veicolo. Così, con un cric dalla portata di 2 tonnellate, è possibile anche sollevare un veicolo che pesa 3 tonnellate.

Fattori da considerare nella scelta:

Capacità di carico: Determina il peso massimo che il martinetto deve supportare.
Altezza di sollevamento: Valuta l’altezza a cui devi sollevare il carico.
Dimensioni e portabilità: Considera lo spazio disponibile per l’operazione di sollevamento e lo spostamento del martinetto.
Durabilità e manutenzione: Assicurati che il martinetto scelto sia costruito con materiali di alta qualità che possono resistere all’usura dell’uso regolare.

Sicurezza nell'Uso dei Martinetti Idraulici

La sicurezza di attrezzature come i martinetti idraulici è fondamentale. Anche un corretto utilizzo di un martinetto idraulico dipende dall’applicazione specifica. Inserire la leva manuale nell’alloggiamento collegato al pistone di azionamento e sollevare il carico all’altezza desiderata. Non superare il peso massimo di sollevamento, espresso in tonnellate. Un eventuale sovraccarico potrebbe infatti danneggiare le pareti del cilindro o causare perdite di fluido. Il serbatoio deve sempre contenere una quantità sufficiente di fluido. Una perdita nel cilindro durante il funzionamento può provocare situazioni di pericolo rilevante.

Le parti di macchine, macchinari o attrezzi che costituiscano un pericolo, dovranno essere protetti o segregati o provvisti di dispositivi di sicurezza. Tutti gli organi mobili dovranno essere lubrificati, se previsto dal libretto di manutenzione, avendo cura di ripristinare tutte le protezioni asportate, manomesse o danneggiate (schermi di protezione per ingranaggi, carter, ecc.). Deve essere evidenziata la presenza di punti di ossidazione che possa compromettere la funzionalità della macchina e, se necessario bisognerà provvedere alla relativa rimozione e verniciatura.

Prima dell'introduzione di utensili, attrezzature a motore, macchinari e mezzi d'opera, e periodicamente durante le lavorazioni, dovranno essere eseguite accurate verifiche sullo stato manutentivo ad opera di personale qualificato in grado di procedere alle eventuali necessarie riparazioni. L'attrezzatura deve possedere, in relazione alle necessità della sicurezza del lavoro, i necessari requisiti di resistenza e di idoneità ed essere mantenuta in buono stato di conservazione e di efficienza (Art. 70-71 del D.lgs.

Controllare a vista lo stato di efficienza degli utensili e delle attrezzature in dotazione individuale (Art. 20 del D.lgs.
L'attrezzatura deve essere corredata da un libretto d'uso e manutenzione (Art. 70 del D.lgs.
Accertarsi che l'attrezzatura sia marcata "CE" (Art. 70 del D.lgs.
Utilizzare sempre i dispositivi di protezione individuali previsti (Art.75-78 del D.lgs.
Verificare l'uso costante dei DPI da parte di tutto il personale operante (Art. 77 del D.lgs.

Manutenzione dei Martinetti Idraulici

I martinetti idraulici sono dispositivi resistenti che tuttavia non sono indenni da fenomeni di danneggiamento legati, ad esempio, ad un prolungato utilizzo, a fattori ambientali o ad una manutenzione scorretta, cause che ne compromettono il corretto funzionamento. Una regolare manutenzione dei martinetti idraulici si rende quindi essenziale per risolvere e prevenire i potenziali problemi da usura o prolungato utilizzo.

Un martinetto idraulico non riesce a sollevare carichi pesanti quando il suo pistone non funziona correttamente. Ciò accade per molteplici ragioni come presenza di ruggine, scarsa o assente lubrificazione, sovraccarico o ridotti/elevati livelli di fluido nel serbatoio. Rimuovere la ruggine dalle zone interessate o sostituire le parti se necessario.

È situata sul serbatoio del martinetto. Il serbatoio è il cilindro verticale montato sulla base piana del martinetto.
Trova il serbatoio del martinetto idraulico. È il cilindro esterno più grande.
Consulta il manuale di istruzioni per il tuo specifico modello.
Assicurati di eliminare tutta l'aria all'interno del martinetto, dopo averlo riempito di liquido. Nella maggior parte dei martinetti lo si può fare portando lo strumento nella sua posizione più alta e poi rilasciandolo.
Non aprire la valvola di sovraccarico o quella di controllo.
Non riempire il martinetto con qualunque liquido contenente alcool.

Esempi di modelli disponibili:

Martinetti industriali in acciaio a bottiglia SERIE GBJ: Forza 2 - 100 ton, Corsa 62 - 460 mm, Funzione di estensione a vite, Valvola di sicurezza per evitare sovraccarichi.
Martinetti in alluminio e acciaio SERIE JH/JHA: Forza 7 - 150 ton, Corsa 76 - 155 mm, Pressione massima 700 bar.
Sollevatori oleodinamici per macchine SERIE SOH: Forza 8,5 - 20 ton, Corsa 136 - 157 mm, Pressione massima 700 bar.
Sollevatore idraulico verticale a cuneo SERIE LW: Massima forza 16 ton (157 kN), Corsa 21 mm, Pressione massima 700 bar.

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