Principi di calcolo per l'idraulica
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Gli esempi di calcolo riportati qui a lato sono di importanza basilare per l’impiego di sistemi idraulici.

1. Forza sollevamento di un cilindro idraulico
La forza di sollevamento di un cilindro idraulico deriva dalla pressione p esercitata nel cilindro idraulico sul suo pistone.

Formula:

F(kg) = p(bar) . A(cm2 )
[per g = (10 N.m) / s2]
dove:
F = forza agente sul cilindro in kg
p = pressione d’esercizio in bar
A = area del pistone nel cilindro in cm2 risultante dal diametro del pistone:
A(cm2 ) = (d(mm)2.π) / 400
π( = 3,1416)

Esempio di calcolo 1:
Con un cilindro CGG100P50 si deve sollevare un carico di 72 t. Quale pressione d’esercizio è necessaria?

A (cm²) = [d (mm)².3,1416] / 400
con un diametro del pistone CGG100P50
-> d = 130 mm
-> A = (130².3,1416) / 400 cm²=132,7 cm²
Per F(kg) = p(bar) . A(cm 2 ) si ottiene previa conversione
p(bar) = F (kg) / A (cm²) dove F = 72 t = 72.000 kg
-> p = 72.000 : 132.7 bar = 542 bar.

La pressione d’esercizio necessaria è di 542 bar.

Esempio di calcolo 2:
Con un cilindro CMI10N100 viene sollevato un certo carico. Il manometro indica una pressione d’esercizio di 520 bar. Quanto pesa il carico sollevato?

A (cm²) = [d (mm)² . 3,1416] / 400
con un diametro pistone CMI10N100 -> d = 45 mm
A = (45² . 3,1416) / 400 = 15,9 cm²
F (kg) = p(bar) . A(cm² )
F = (520 . 15,9) kg = 8270 kg

Il carico sollevato pesa 8270 kg.

2. Azionamento della pompa
Azionando un cilindro idraulico con una pompa a mano, il cilindro compie ad ogni pompata una certa corsa che dipende dall’area del pistone e dalla portata della pompa ad ogni pompata. Per le pompe bistadio si deve porre per il movimento del cilindro senza carico la portata a bassa pressione BP e per gli spostamenti sotto carico la portata ad alta pressione AP.


Formula: S(mm) = [V (cm³).10.] / A (cm²)

dove:
v = velocità del cilindro in mm/s
Q = portata della pompa in l/min
A = area del pistone nel cilindro in cm 2

Esempio di calcolo 3:
Un cilindro CMI10N100 viene azionato con una pompa a mano PL131. Quale spostamento compie il carico sostenuto ad ogni pompata della pompa?
-> A= 15,9 cm² (come nell’esempio 2)
S(mm) = [V(cm³).10] / A (cm²)
Con una portata ad ogni corsa della PL131
-> V = 3,5 cm³
-> S =( 3,5 .10) / 15,9 mm = 2,2 mm

Ad ogni pompata il carico si sposta di 2,2 mm

Esempio di calcolo 4:
Un cilindro CGG100P50 (corsa H=50 mm) viene azionato con una pompa a mano PL162. Deve essere eseguita una corsa a vuoto L = 30 mm. Quante pompate PB occorrono per ottenere l’estensione completa del cilindro?

-> A = 132,7 cm² (come nell’esempio 1)
Per la corsa a vuoto vale
SBP (mm) =[VBP (cm³).10] / A (cm²)

Con una portata ad ogni corsa della PL162
-> VBP = 32cm³
-> SBP = (32.10) / 132,7 mm = 2,4 mm
Numero pompate per la corsa a vuoto: si divide la corsa a vuoto per la corsa ad ogni pompata:
PBBP = L (mm) / S BP (mm) = 30 /: 2,4 = 13 pompate

Per la corsa sotto carico:
SAP (mm) =é VAP (cm³).10] / A (cm²)

Con una portata ad ogni corsa della PL162
-> VAP = 3 cm³
-> SAP =(3.10) / 132,7 mm = 0,23 mm

Numero delle pompate per la corsa sotto carico: si divide la corsa residua per la corsa compiuta ad ogni pompata:
PBAP = [H(mm) - L(mm)] / SAP(mm)= [50-30] / 0,2 =87 pompate

In totale = PBBP + PBAP = 13 + 87 = 100 pompate.

3. Velocità d’estensione
La velocità d’estensione di un cilindro idraulico azionato con una pompa elettrica dipende dall’area del pistone nel cilindro e dalla portata dell’elettropompa. Per le pompe bistadio si deve porre per il movimento del cilindro senza carico la portata a bassa pressione QBP e per gli spostamenti sotto carico invece la portata ad alta pressione QAP .
Formula:
v(mm/s) =
[Q(l / min).166,67] / A (cm²)
dove:
v= velocità del cilindro in mm / s
Q= portata della pompa in l / min
A= area del pistone nel cilindro in cm²

Esempio di calcolo 5:
Un cilindro CGG100P50 viene azionato con una pompa elettrica MEF10M31. Con quale velocità il cilindro compie la sua estensione?
-> A = 132,7 cm² (come nell’esempio 1)
v(mm/s) = [Q(l / min).166,67] / A (cm²)
per la portata della MEF10M31 -> Q = 1,8 l/min
V= 1,8.166,67 / 132,7 mm/s= 2,2 mm/s

La velocità d’estensione del cilindro è di 2,2 mm/s.

 
 
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