TECNICHE DI GESTIONE,CONDUZIONE DI MACCHINE ED IMPIANTI

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Bartolommeo Ferrari
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TECNICHE DI GESTIONE,CONDUZIONE DI MACCHINE ED IMPIANTI APPUNTI - CLASSI QUARTE Gli appunti sono da integrare con gli argomenti e/o esercizi svolti nelle lezioni.

1 TECNICHE DI GESTIONE,CONDUZIONE DI MACCHINE ED IMPIANTI APPUNTI - CLASSI QUARTE Gli appunti sono da integrare con gli argomenti e/o esercizi svolti nelle lezioni. MODULO 4- Elementi di pneumatica e oleodinamica Oltre ai motori elettrici l azionamento ( cioè il movimento) delle macchine utensili usate nell industria avviene anche per mezzo di impianti pneumatici ( utilizzano aria compressa) e oleodinamici (utilizzano olio in pressione). RICHIAMI DI FISICA FORZA La forza F è per definizione uguale all accelerazione per la massa del corpo. L unità di misura della forza è il Newton, N. F=m*a, 1Kgm*(1 m/sec^2 )= 1 N (Newton) m= massa, si misura in Kgm ( chilogrammi massa) a= accelerazione, si misura in m/sec^2 La forza è un vettore che ha un verso ( indicata dalla freccia), una direzione (indicata dalla linea di azione) e un intensità ( lunghezza del vettore). verso direzione F=80N 80N = intensità La forza viene misurata con uno strumento chiamato dinamometro ( misura l allungamento della molla ) 1

2 PRESSIONE La pressione è uguale al rapporto tra una forza F che agisce perpendicolarmente ad una superficie o area A. N F P= l 'unità di misura è il Pascal Pa, 1 Pa=1 A m^2 N m 2 F A altre unità di misura della pressione sono: il bar 1 bar = 10^5 Pa l atmosfera 1 atm =1,013 bar La pressione nei recipienti e tubazioni viene misurata tramite il manometro. VELOCITA LINEARE E il rapporto tra lo spazio percorso ed il tempo impiegato a percorrerlo (spazio percorso) s m V (velocità)= =, U.M. (tempo impiegato a percorrerlo) t sec s m V= t sec altre unità misura della velocità : Km(chilometri)/ h(ora) 2

DIFFERENZA TRA UN GAS E UN LIQUIDO Gli impianti oleodinamici funzionano con olio in pressione. L olio è un fluido incomprimibile ( non può essere compresso, il volume rimane costante).

3 DIFFERENZA TRA UN GAS E UN LIQUIDO Gli impianti oleodinamici funzionano con olio in pressione. L olio è un fluido incomprimibile ( non può essere compresso, il volume rimane costante). Gli impianti pneumatici funzionano con aria compressa.l aria è un fluido comprimibile ( può essere compressa, cioè il volume può essere ridotto) PORTATA La portata volumetrica Q di un fluido incomprimibile è data dal prodotto della sua velocità V per l area S della sezione del condotto si misura in metri cubi al secondo, m^3/sec. m sec m sec 3 2 Q= V*S Q ( ) = V( ) * S(m ) La portata all interno di un condotto con diverse sezioni rimane costante cioè uguale in tutte le sezioni del condotto. Q=V1*S1=V2*S2=cost esempio S1= 4 m^2, V1= 8 m/s, S2=2 m^2 Q= 4*8=32 =2 *S2 quindi V2=16 m/s Dovendo Q rimanere costante dove il condotto si restringe la velocità aumenta, mentre diminuisce se il condotto si allarga. La velocità è quindi inversamente proporzionale all'area della sezione. 3

IMPIANTI OLEODINAMICI IL MARTINETTO OLEODINAMICO O ATTUATORE Il cilindro è la parte

La pressione dell olio all interno del cilindro esercita sul pistone una forza che fa

In base alla direzione di ingresso dell olio si ha lo spostamento dello stelo verso

4 IMPIANTI OLEODINAMICI IL MARTINETTO OLEODINAMICO O ATTUATORE Il cilindro è la parte fissa, il pistone è collegato allo stelo ed è la parte mobile del martinetto. La pressione dell olio all interno del cilindro esercita sul pistone una forza che fa muovere lo stelo. In base alla direzione di ingresso dell olio si ha lo spostamento dello stelo verso destra oppure verso sinistra. Per il principio di Pascal la pressione all interno del cilindro è la stessa in ogni direzione. Forza in spinta sullo stelo-f1 F1 A1 F1=P1*A1 A1 4

A1 = area pistone ( su cui agisce la pressione P1) Forza in tiro sullo stelo- F2 F2 A2 A2 F2=P2*A2 A2 = area pistone ( su cui

in modo da comandare lo spostamento dello stelo del martinetto verso destra o verso sinistra.

Il funzionamento è simile al martinetto è composto da un cilindro fisso e da uno stelo mosso da una elettrovalvola che fa spostare

5 A1 = area pistone ( su cui agisce la pressione P1) Forza in tiro sullo stelo- F2 F2 A2 A2 F2=P2*A2 A2 = area pistone ( su cui agisce la pressione P2) IL DISTRIBUTORE Il distributore serve per dirigere il flusso di olio in ingresso e uscita dal martinetto in modo da comandare lo spostamento dello stelo del martinetto verso destra o verso sinistra. Esistono vari tipi di distributori a più vie in base al tipo di azionamento desiderato. Il funzionamento è simile al martinetto è composto da un cilindro fisso e da uno stelo mosso da una elettrovalvola che fa spostare lo stelo aprendo o chiudendo i condotti A,B,T,P di passaggio dell olio. elettrovalvola stelo simbolo oleodinamico, i versi delle frecce indicano la direzione dell olio all ingresso e uscita del martinetto martinetto 5

LA POMPA La pompa serve per aumentare la pressione dell olio in modo da ottenere una pressione dell olio di mandata (in uscita) maggiore di quella di aspirazione (in ingresso).

6 LA POMPA La pompa serve per aumentare la pressione dell olio in modo da ottenere una pressione dell olio di mandata (in uscita) maggiore di quella di aspirazione (in ingresso). Pompa ad ingranaggi aspirazione mandata CIRCUITO OLEODINAMICO ELEMENTARE Schema di funzionamento elettrovalvola Il circuito elementare è composto da: 1. un serbatoio dell olio 2. una pompa azionata da un motore elettrico 3. una valvola di sicurezza ( o valvola limitatrice di pressione) 4. una elettrovalvola che comanda il distributore 5. un martinetto o attuatore 6

7 Descrizione L olio viene aspirato dal serbatoio dalla pompa passando attraverso un filtro, il motore elettrico fa ruotare la pompa che aumenta la pressione dell olio (la pressione dell olio in uscita dalla pompa è maggiore della pressione in ingresso). La valvola di sicurezza ( o valvola di massima pressione o limitatore di pressione) si trova alla mandata (uscita) della pompa e si apre in caso la pressione superi il valore massimo scaricando l olio nel serbatoio. L elettrovalvola fa muovere il pistone del distributore direzionando l olio agli ingressi del martinetto facendolo spostare a sinistra o a destra. L olio che esce dal martinetto va poi allo scarico e ritorna nel serbatoio di olio ( il circuito è chiuso, la quantità di olio che circola è sempre la stessa salvo piccoli rabbocchi). SCHEMA DEL CIRCUITO OLEODINAMICO ELEMENTARE CON SIMBOLOGIA OLEODINAMICA 1 Motore elettrico.2 Pompa. 3 Serbatoio.4 Filtro.5 Tubazione di mandata. 6 Distributore. 7 Martinetto. 8.Tubazione di ritorno.9 Valvola di massima pressione 7

8 Valvola di sicurezza o di massima pressione manometro valvola di sicurezza La valvola è posta dopo la pompa, la molla apre la valvola quando la pressione ( rilevata dal manometro) supera il valore massimo consentito ( per evitare la rottura dei tubi) scaricando l olio nel serbatoio. Regolatore di portata E una valvola con sezioni di ingresso e uscita regolabili e serve per aumentare o diminuire la velocità dell olio ( stesso principio della portata entro i tubi ) e quindi la velocità di spostamento del pistone del martinetto. regolatore di portata 8

9 IMPIANTI PNEUMATICI SCHEMA PER LA PRODUZIONE DI ARIA COMPRESSA L aria compressa è aria atmosferica aspirata che viene compressa ( aumentandone la pressione) attraverso un compressore per essere immagazzinata in un serbatoio oppure per essere utilizzata immediatamente. L impiego dell aria compressa è ampiamente diffuso nelle industrie e nelle officine, in particolare per il comando e la regolazione di macchine e apparecchiature (macchine utensili, trasporti pneumatici, pistole a spruzzo ecc.). L aria compressa utilizzata dalle macchine deve essere priva di impurità come polveri e umidità. Schema di una stazione di compressione. 1. il filtro di aspirazione serve per trattenere le polveri presenti nell aria atmosferica aspirata 2. il compressore comprime l aria in ingresso 3. a causa della sua compressione l aria viene riscaldata quindi serve un raffreddatore per raffreddarla, inoltre bisogna eliminare l umidità presente attraverso scaricatori di condensa 4. l area compressa trattata viene immagazzinata nel serbatoio di accumulo 5. l aria in uscita dal serbatoio viene filtrata nuovamente eliminando eventuali tracce di olio presenti dovute ai meccanismi 6. l essiccatore riscalda l aria eliminando totalmente l umidità residua 7. l aria viene nuovamente filtrata per rimuovere eventuali polveri Dal filtro 7 l aria compressa arriva alle varie macchine utilizzatrici attraverso tubi flessibili. 9

Circuito pneumatico elementare martinetto pneumatico I circuiti pneumatici funzionano in modo simile a quelli oleodinamici, ma dentro i tubi anzichè olio in pressione passa aria compressa

10 Circuito pneumatico elementare martinetto pneumatico I circuiti pneumatici funzionano in modo simile a quelli oleodinamici, ma dentro i tubi anzichè olio in pressione passa aria compressa che viene prelevata dalla centrale di produzione dell aria compressa. L aria compressa viene scaricata nell ambiente esterno ( mentre nei circuiti oleodinamici ritorna al serbatoio di olio). 10

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