Oleodinamica-2[1]

LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA MECCANICA

Progettazione (Metodi, Strumenti, Applicazioni)

OLEODINAMICA OLEODINAMICA –– parte 2 parte 2

Carlo GORLACarlo GORLA

2

Carlo GORLA Carlo GORLA –– Oleodinamica Oleodinamica –– Parte 2 Parte 2

POLITECNICO DI MILANO

Parte 2 – Circuiti idraulici e trasmissioni idrostatiche

Trasmissione idrostatica: componenti base

Resistenze idrauliche

Legame fra grandezze meccaniche e idrauliche

Rendimento

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TRASMISSIONE IDROSTATICA: componenti base

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RESISTENZE IDRAULICHE

Due tipi di resistenze nei circuiti idraulici:

• localizzate (curve, variazioni di sezione, diramazioni)

• distribuite (flusso del fluido nelle tubazioni)

Limitazione della velocità dell’olio per limitare le perdite nei tubi: 3/6 m/s.

Analogia fra circuiti elettrici e idraulici

eh R elettrica resist. R idraulica resist.

I corrente intensità Q portata

V tensione p ressionep

!

!

!

5



Resistenze idrauliche - 2

Esempi di analogia fra circuiti elettrici e idraulici

11 NNQppQN +!=+!=con ΔN perdita distribuita

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Fluidi idraulici

Tipi di fluidi utilizzati nei circuiti idraulici e temp. max.

funzionamento continuo

Oli di origine petrolifera (130 °C)

Esteri siliconici (200 °C)

Esteri (260 °C)

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Legame grandezze idrauliche – grandezze meccaniche

Potenza idraulica N = p Q

Legame fra coppia sull’albero C

e parametri idraulici

Con V = cilindrata, ω = vel. rotaz. in rad/s, ω/2π = vel. rotaz. in giri/s

Quindi

inoltre

!="

!== C

2pVpQN

!=2

pVC

V

Q2 ;

2

VQ

!="

!

"=

8



V

Q2 ;

2

VQ

!="

!

"=

Ne consegue che:• aumentando la pressione p aumenta la coppia C a cilindrata V costante• aumentando la portata Q aumenta la velocità ω a cilindrata V costante• diminuendo la cilindrata V aumenta la velocità ω a portata costante

Tutto questo nell’ipotesi di rendimento η unitario.

Ma il rendimento di pompe, motori, attuatori lineari e in generale componentiidraulici è ben inferiore all’unità, per effetto delle inevitabili perdite.

!=2

pVC

Legame grandezze idrauliche – grandezze meccaniche

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Rendimento (pompe)

Le perdite nelle pompe sono principalmente di due tipi:• volumetriche• meccaniche e di pressione

Perdite volumetriche: trafilamenti di olio, portata effettiva minore di quellateorica.

Perdite meccaniche e di pressione: attriti delle parti meccaniche in movimento,e dell’olio nelle tubazioni.

Posto:Nm = potenza “meccanica” del motoreNi = potenza idraulica della pompaNp = potenza perduta

Nm = Ni + Np

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Rendimento (pompe)

Portata teorica di una pompa Qt è somma di portata effettiva Qi e perduta Qp:

Qt = Qi + Qp

Da qui la definizione di rendimento volumetrico:

Pressione teorica pt è somma di pressione effettiva pi e pressione perduta pp:

pt = pi + pp

Da cui il rendimento meccanico e di pressione (idromeccanico)

e il rendimento totale η = ηQηc

pi

i

t

iQ

QQ

Q

Q

Q

+==!

pi

i

t

ic

pp

p

p

p

+==!

11



Rendimento (motori)

Il motore riceve potenza idraulica e eroga potenza meccanica:

Nm = Ni – Np

Qt = Qi – Qp

pt = pi – pp

pt

t

i

tQ

QQ

Q

Q

Q

+==!

cQ

pt

t

i

tc

pp

p

p

p

!!=!

+==!

Nm = potenza “meccanica” del motoreNi = potenza idraulica della pompaNp = potenza perdutaQt = portata teoricaQi = portata effettivaQp = portata perduta

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Rendimento (complesso pompa e motore idraulico)

Nel complesso pompa-motore si ha:

2i

2m

2

1m

1i

1

1m

2m

N

N ;

N

N

N

N

=!=!

=!

1m

2m

21

N

N=!!=!

Trascurando le perdite del circuito e quindi ponendo Ni1 = Ni2

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Rendimento (7)

Rendimenti di pompa e di motore idraulico in funzione di ω.

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Rendimento (8)

Mappa del rendimento di pompa/motore idraulico in funzione di ω e p.

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Rendimento (9)

Mappa del rendimentototale di una pompaidraulica in funzione di ωe p: rilevi sperimentali(Casappa)

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