Macchine volumetriche rotative e speciali

Macchine volumetriche - rotative

Le macchine volumetriche rotative vengono utilizzate in applicazioni come circuiti di lubrificazione, linee di trasmissione dei combustibili e le trasmissioni idrauliche. Una caratteristica comune a tutte queste macchine è la semplicità costruttiva accompagnata da un basso costo. La portata può arrivare fino a 0,3 m³/s e la loro velocità di rotazione è sufficientemente elevata da permettere sempre l'accoppiamento diretto con i motori elettrici che le azionano.

Volume variabile

La rotazione permette di distribuire il fluido per mezzo di:

• Condotto di immissione, le cui linee variano, all'aumentare del volume;
• Condotto di mandata, le cui linee a volume variabile causano la diminuzione del suo volume.

Problemi

Usura → Il cilindro non è collegato alle cave.
Individuazione delle cilindrate.
Sono relativamente rumorose a 60 dB.

Formule

V=cost
Q = ∫(α, b, D, m, L)
a V variabile
Q = ∫(α, b, D, m, L, l)
a diametro min
b diametro max ellisso
La regolazione della portata avviene facendo variare l'eccentricità.

Macchine volumetriche - rotative

Le macchine volumetriche rotative vengono utilizzate in applicazioni come circuiti di lubrificazione, linee di trasmissione dei combustibili e le trasmissioni idrauliche. Una caratteristica comune a tutte queste macchine è la semplicità costruttiva accompagnata da un basso costo. La portata può arrivare fino a 0,3 m³/s. Le loro velocità di rotazione è sufficientemente elevata da permettere sempre l’accoppiamento diretto col motore elettrico che le aziona.

Volume variabile

La rotazione permette di distribuire il fluido per mezzo dei due condotti negli istanti voluti:

• Condotto di aspirazione: lavora aumentando il volume;
• Condotto di mandata: lavora a volume variabile, diminuendo il suo volume.

Problemi

Usura → il cilindro non è collegato alla base.
Inclusione delle cilindrate.
Sono relativamente silenziose a 60 dB.

Formule

V = COST
Q = ƒ(α, b₀, D, m, L)
V _VARIABILE Q = ƒ(α, b, D, m, L, l)
a diametro min → b diametro max ellisse
La regolazione della portata avviene facendo variare l’eccentricità.

Macchine a ingranaggi - speciali

Le macchine ad ingranaggi sono costituite dalle corse, entro le quali ruota una coppia di ruote dentate: il pignone che prende il moto da un albero collegato con il motore, e la ruota dentata condotta dal pignone. Gli ingranaggi possono essere tutti e due esterni, oppure si può avere un ingranaggio interno e l'altro esterno.

Le macchine con entrambi gli ingranaggi esterni sono di più facile costruzione e sono quindi le più diffuse. In queste macchine il liquido è trasportato dal condotto di aspirazione a quello di mandata dalla rotazione degli ingranaggi. È possibile far funzionare in modo continuo queste macchine fino a pressioni pari a 20 M R con punte fino a 25 ÷ 28 M R.

Nelle pompe a ingranaggi interni le cavità e volume variabile sono generate dalle pareti dei denti appositari e due ruote situate una internamente all'altra. Il pignone ingrana con la corona e dentatura interne: il primo ha N denti, mentre le seconde ha molti denti.

È meno rumorosa delle precedenti. Ingranaggi interni sono ben adatti per una vasta gamma di fluidi viscosi per la loro relativamente basse velocità (propano, ammoniaca). Possono ruotare in senso orario e antiorario e offrire un flusso regolare e non pulsante quelle ne richiedono una velocità moderata.

Sono auto-adesivi e possono funzionare a secco, senza lubrificazione; sono di semplice costruzione e facile manutenzione nelle lavore soltanto due pezzi mobili.

Alcuni vantaggi sono relativi al lavoro ulteriore che è generato nell'albero e nei cuscinetti. Uno dei due rotori ha numero pari dei denti e l'altro ha numero dispari per permettere l'ingranamento

Formula

Q = ηv = (Vmax - Vmin) b.m
τ = _Zd/_Zc → Rapporto di trasmissione
Se τ = 1 non avrei variazione di volume

Ingranaggi esterni

Ha solitamente due ingranaggi con un numero uguale di denti sulla parte esterna di ogni ingranaggio. È più semplice da realizzare rispetto a quello di ingranaggi interni. Vengono utilizzate come pompe dell'olio nei motori.

Caratteristiche

• Possono sopportare alte pressioni, 30 MPa
• Prezzo basso
• Ampio range di velocità
• Sono però molto rumorose

Macchine a lobi (Roots) - speciali

Può essere considerata una particolare macchina ad ingranaggi, dotata soltanto di 2 oppure 3 denti per ruota, trainanti in rotazionali da ingranaggi dentati esterni di ercog delle pompe e calettati sugli assi delle due ruote.

Perde la funzionalità può essere impegnata anche con liquidi non lubrificati. Sono caratterizzate da una semplicità costruttiva e da un movimento del fluido piuttosto lento. Risultano un po' rumorose. Per evitare l'usura dei lobi viene messa una guarnizione chiamata occhiello.

Formula

Q = 10/50 Kg/s      P = 10/15 MPa

Q = 2mVi

Macchina a vite

È dotata di 2 o più viti disposte in un corpo e adatte per fluidi di elevata densità e viscosità, come paste e polimeri. Nelle pompe a vite, la vite conduttrice è azionata tramite un albero e trasmette il movimento di rotazione delle viti esterne, purele trasmette dotate di spire contrapposte.

Caratteristiche

• Pressione max → 300 MPa
• Velocità 10 → 5000 rpm

Vantaggi

• Portata costante
• Lavoro non pulsante

Formula

α → f(D,d)
Q → f(D,d,z)