Meccanismi e Trasmissioni

MECCANISMI E TRASMISSIONI

OLEODINAMICA (strumenti idraulici)Interesse principale: Trasmissione del moto

Forza coinvolta nella spostamento che utilizza un liquido(misure dei materiali) e lo si può considerare incomprimibile.

F_c: caricoV_c: velocità con cui vogliamo muovere il caricoQ_P: portata e pressioneA: sezione del attuatore

Regolazione portata: valvola di strozzamentotrasmissione dissipativa (solo circuitale)

• Q_p: portata volumetrica in ingresso (erogata dalla pompa)

Valvola di sicurezza (valv. max pressione)

Q_p = portata volumetrica erogata dalla pompaVa portata allo strozzatore.

Finché la valvola di sicurezza non si apre la portata rimane semprela stessa (Q_p = Q_c) e non è possibileregolarla a seconda delle esigenze → non è possibileregolare la velocità.

Q_p si può aumentare aumentando lo strozzamento:

Q_p cost. (ipotesi dal carico) → P aumenta, il bracciodel salto di pressione e quindi F_p

Regolazione portata - resistenza: portata (all'aument. di P_p,ma portata sempre maggiore) è verso lo scarico (Q_n)

Una volta trovata regolaz. corretta di portata velocitànon è detto che il moto avvenga come desideratovarietà di carico improvvise possono richiedere una regolazione diversa

Q_n = portata (valv. max pressione):

Portata: dipende da come è fatta la valvola.

Curva caratteristica forza-velocità

Ogni forza può essere associata ad una particolare velocità (curva C) e a numero di velocità accoppiamenti (V₊ avanti)

Ogni punto dà già lo salto di pressione che dà dissipazione di potenza → passaggi stadi idraulici e di potere esercitate forze potenziali con impianti di strumenti costante rendamento globale dissipazione

• Potenza idraulica offerta: W_f = P_fQ
• Potenza utilizzata (richiesta dal carico): W = Fv = ρg/2 = ρgQ

Potenze dissipate: W_v = PvQ_a (valvola non presente)

W_d: (P_f-P_t)Q = (valvola di strozzamento)

Pressioni sono sempre riportate in termini relativi

• ⇒ W_d = (P_r-Q_a)Q_a

b) Impianto idrostatico ⇒ è efficiente da pt. vista dissipazione potenze utilizzate e macchine non teorica (frizioni opp.: X presse)

F_e, v_e rappresentano azione della pompa

Non ci sono strozzamenti. Velocità richiesta dal carico viene regolata direttamente dalla pompa

Rapporto di trasmissione: c_=- = v/_vf = A_f/A

Potenza V = PQ_ρ = Fa - non ci sono potrenze perdute (valvola di sicurezza non ha funzioni aggiuntive)

richiusra delle pale (funziona in tutte le posizioni) --> no incl.

Le n di pistoni devono var.

- alternato X var interr./inclinar. piastre

si comune corso pistoni (e portata di flrlto)

ACCOMULATORE

Funzioni:

• “Riserva” di flusso (e di energia idraulica) posto a valle della pompa
• Dispo di sicurezza
• Smorzatore oscillaz. di pressione

Tipicamente: Si usano accumulatore a gas (esistono anche accum. a

peso e a molla)

, t

Qa

Re-> portata pompa (costante)

t

------> Definito “impianto” (variabile)

1) pompa non bonta

CHARUMELA VALV. PILOTATA

Transettore serve X creare un ΔP che apre cursore pilota.

Flusso nel condotto con appiuto porta cursore principale di flusso attivato.

Il condotto principale finisce attraverso cartuccia segnato in rosso. Transettereaumentare la pressione sulla faccia superiore del cursore principale nel momento in cuiun brusco calo appena il condotto principale.

Condotto raccordo all'interno del curs. principale

VALV. RIDUTTRICI DI PRESSIONE

• Si boscono su Stostanno. Condotto e generato di un ΔP
• Oltre in questo caso possono essere estr. dir.⁺ oppure pilotate

P e alle non deve superare un certo limite. Se avulse l'ammuottatroppo il cursore si sposta ausento non idraulico e generichio cartucciadi pressione che ruporta alle cond. equiblistro.

P_pull →

oz diretto

Pilottato

Valv. regolatrici di portata

• Con compensazione gestione velocità (di carico)
• Senza compensazione

• A 2 bocche senza compenso.
• Via regole una strozzura (quasi prodotta concentrata)

+ di flusso valv. di strozzamento ← valv. loro taraturio *

Anologia elettrica

• P → V (tensione)
• Q → I (corrente)

Per intuizione e retr elettrica hummo stenso significato

Prestazioni pompe

• alimentata fissa → Q_p = cost.

Q_L

• alimentata variabile (con lim. pressione)

Q_A

lim. pressione fa sì che Q_P = Q_L

dissipaz. enorme!

dissipaz. contenuta

Compensatore "load sensing" → Regola: portata compensata

P_L P_S P

non ho più portata scarico Q_T

• Compensatore mantiene cost. ΔP = P_C - P_L → portata Q_L viene generata alla press. P_C (anziché P_S)

Dissip. enorme

+ piccola

Motori Idraulici

Attuatori che convertono energia idraulica in energia meccanica (inverso delle pompe).

• Motore stellare (lento → 1 ÷ 300 rpm) → convertitore in movimento rotativo.
• Motori a pistoni assiali (veloci → 30 ÷ 3000 rpm) → molto usato in trazione "idrostatiche", davanti pompa a pist. assiali.

Pistoni linee convertito in moto rotatorio albero. Esistono anche a cilindri variabile.

Cilindri idraulici (aperti di velocità)

• Config. a doppio stelo (le 2 parti sx e dx hanno stessa area)

• Config. attuatore amp. da tipo applicaz.

Forza esercitata:F_m = P_m A = (P₁ - P₂) A

Velocità:Ẋ_m = Q_m / A = (Q₁ - Q₂) / A

Pot. mecc. erogata (≈ pot. idraulica assorbita → caso ideale)W_mi = F_m Ẋ_m = P_m Q_mi = W_o

Motori idraulici

Velocità (angolare): Ω̇_m = Q_m / DCilindrata ("D" = Displacement)

Pot. mecc. erogata (= idraulica assorbita): W_mi = F_m Ω̇_m = P_m Q_mi = W_o

(Coppia dei mot. è in grado di erogare). Non dipende dalla velocità Ω̇_m!

Modello distrib. proporzionale (4 vie)

• non claebro con effetto "compressib. (fluido)

• P₁ = P_p1 - P₂

L0 - Analogia con schema a PONTE DI WHEATSTONE:

_s

1. Q₁ = Q₁ - Q₄
2. Q_L = Q₃ - Q₂
3. P_L = P₁ - P₂

_L (da Bernoulli)

Coeff. Attrito (tiene conto di forma condotto):

4. Q₁ = C_d A₁ √2 / (P₈ - P₁)
5. Q₂ = C_d A₂ √2 / (P_s - P₂)
6. Q₃ = C_d A₃ √2 / P₂
7. Q₄ = C_d A₄ √2 / P₁

Altro modo di scrivere ΔP = RQ²

Area di passaggio dip da pos. X_v cervere:

8. A₁ = A₁(X₁)
9. A₂ = A₂(-X_v)
10. A₃ = A₃(X_v)
11. A₄ = A₄(-X_v)

(al carico Q_L)

potatua del dato X_v e da P_L: Q_L = Q_L(X_v, P_L)

incognita (si ricava risolvendo il sist. delle m equationi scritte sopra)