1. Partire dalla forza effettivamente richiesta
A = F / pParti dalla forza utile della macchina, non dall'alesaggio del cilindro. Dividi tale forza per la pressione disponibile, quindi aggiungi un margine per attrito, perdite di pressione, accelerazione e variazioni del carico.
L'alesaggio teorico si ricava da D = √(4A/π). La scelta finale viene quindi effettuata in una serie del produttore.
2. Distinguere estensione e retrazione
Durante l'estensione, la pressione agisce sull'intera area del pistone. Durante la retrazione, lo stelo sottrae una parte dell'area efficace; la forza di retrazione è quindi inferiore per un cilindro a stelo singolo.
La contropressione nella camera opposta riduce ulteriormente la forza netta.
3. Collegare portata e velocità
v = Q / AA parità di portata, un'area maggiore si muove più lentamente. Poiché l'area anulare in retrazione è minore, la retrazione è generalmente più rapida.
La portata effettiva al cilindro può essere inferiore alla portata nominale della pompa a causa di trafilamenti, valvole e regolatori di portata.
4. Verificare corsa e tempo di percorrenza
V = A · L ; t = V / QIl volume d'olio richiesto dipende dall'area attiva e dalla corsa. Questo volume determina il tempo minimo di percorrenza per una determinata portata.
Il tempo effettivo può essere maggiore a causa delle rampe di accelerazione, della frenatura di fine corsa e delle perdite.
5. Verifiche essenziali prima della scelta finale
Il solo calcolo della forza non è sufficiente per dichiarare idoneo un cilindro.
- Instabilità dello stelo in compressione.
- Carichi laterali, guida e disallineamento.
- Pressione massima, picchi di pressione e contropressione.
- Velocità ammissibile e frenatura di fine corsa.
- Montaggio, corsa, ambiente e frequenza dei cicli.
Applicazione numerica
Esempio svolto: 20 kN a 100 bar
Una macchina deve spingere con 20 kN. La pressione utile stimata nel cilindro è 100 bar. Le perdite sono inizialmente trascurate per ricavare l'alesaggio teorico.
- Convertire: F = 20.000 N e P = 100 bar = 10.000.000 Pa.
- Calcolare A = F/P = 0,002 m².
- Calcolare D = √(4A/π) = 0,0505 m.
- L'alesaggio teorico è quindi circa 50,5 mm.
- Selezionare poi la misura di catalogo immediatamente superiore e ricalcolare la forza netta con rendimento e contropressione.
Risultato: L'alesaggio teorico di 50,5 mm è il minimo ideale. In pratica, la misura deve essere maggiore e validata rispetto ai dati del produttore e ai requisiti di sicurezza.
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Per verificare e approfondire
Riferimenti diretti
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- ISO 4413:2010 — OleoidraulicaInternational Organization for StandardizationRegole generali e requisiti di sicurezza per sistemi e componenti oleoidraulici.↗
- Il Sistema internazionale di unità, 9ª edizioneUfficio internazionale dei pesi e delle misure (BIPM)Riferimento ufficiale per unità coerenti, simboli e conversioni.↗
- NIST Special Publication 811 — Guida al SINational Institute of Standards and TechnologyRegole pratiche per scrivere e convertire correttamente le grandezze fisiche.↗