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Portata e pressione necessarie per un cilindro

Dall'invenzione del sistema idraulico sono stati fatti passi da gigante nell'industria e nella produzione. Presente in molte forme, consente di eseguire lavori che richiedono una forza enorme. I cilindri idraulici sono parti essenziali dei sistemi idraulici. Se state leggendo questo articolo, probabilmente vi starete chiedendo: quale portata e quale pressione deve avere un cilindro? Seguite la guida!

Prima di entrare nel vivo della questione, diamo un'occhiata al sistema idraulico.

L'impianto idraulico è un insieme di componenti che utilizzano la pressione esercitata su un fluido per eseguire un lavoro meccanico. La differenza di pressione tra due elementi del sistema crea il movimento. L'industria ricorre spesso a questo tipo di apparecchiature per compiti che non possono essere svolti dalla sola forza umana. Ma da cosa è composto in genere un sistema idraulico? Esistono 4 gruppi principali.

Il primo èl'unità di potenza. È costituita da una pompa, un serbatoio e un motore di azionamento. La combinazione di questi elementi consente al fluido di circolare nel sistema idraulico. La pompa preleva il fluido dal serbatoio e lo invia al motore. Il motore recupera l'energia idraulica creata dalla pompa e la converte in energia meccanica (grazie agli attuatori).

Il controllo, come suggerisce il nome, serve a mantenere una gestione armoniosa dei fluidi controllando la pressione e la portata del sistema. Previene incidenti gravi reindirizzando il fluido in eccesso verso il serbatoio.

Ladistribuzione consente al fluido di passare attraverso il circuito e di controllare la direzione che prende all'interno del sistema. I distributori possono avere diverse portate. Per scegliere la valvola giusta, è ovviamente necessario valutare in anticipo la portata desiderata per il sistema idraulico.

Gliattuatori vengono aggiunti al gruppo elettrogeno per trasformare l'energia idraulica in energia meccanica. Essi consentono di muovere parti pesanti. L'energia viene convertita da movimenti rotatori e lineari. L'attuatore lineare idraulico ha un altro nome: cilindro idraulico!

Come attuatore, il nostro famoso cilindro idraulico riceve energia idraulica e la converte in forza meccanica. I cilindri cilindrici sono divisi in due camere da pistoni. Al centro hanno anche uno stelo.

Portata e pressione necessarie per un cilindro

Per calcolare la portata e la pressione necessarie, occorre verificare il diametro del pistone, il diametro dello stelo e la corsa in millimetri. Da ciò si può calcolare la superficie del pistone, dello stelo e della superficie anulare. Questo dato può essere utilizzato come base per definire la pressione e la portata.

Se Sf rappresenta la superficie del pistone, St la superficie dello stelo e Sa la superficie anulare, possiamo prendere i seguenti riferimenti:

  • Con Sf = 78,54 cm², St = 38,48 cm² e quindi Sa = 78,54 - 38,48 = 40,06 cm²
  • Rapporto superficie cilindro Sf/St di 1,96
  • Tempo di estensione dell'asta 7 s
  • Velocità: V(m/s) = corsa (m) / tempo (s) quindi: 0,5 m / 7 s = 0,071m/s

Calcoliamo la portata con la seguente formula: Q (L/min) = 6*S(cm²)*V(m/s):

  • Flusso in entrata dal fondo = Q(L/min) = 6 x 78,54 (cm²) x 0,071 (m/s) = 33,45 L/min
  • Flusso in uscita dal lato dello stelo = Q(L/min) = 6 x 40,06 (cm2) x 0,071 (m/s) = 17,06 L/min

Calcoliamo la pressione utilizzando la seguente formula: P = F (daN) / S (cm²). Nel nostro caso, la pressione sarà quindi : P = 7000 daN / 78,54cm² = 89 bar.

Queste formule sono un po' complicate all'inizio, ma è come andare in bicicletta, non si dimentica mai!

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