Scopri i motori idraulici

Introduzione

Lo scopo di questo articolo è di approfondire l'argomento motori idraulici, il loro funzionamento, i diversi tipi che esistono, nonché i loro principali vantaggi e svantaggi.

Cos'è un motore idraulico?

A differenza della pompa idraulica, il motore idraulico è un componente meccanico che converte l'energia idraulica (flusso e pressione) in energia rotazionale meccanica (torque e velocità). È l'attuatore idraulico responsabile per coppia generatrice a una certa velocità di rotazione.

Simbolo del motore idraulico nei circuiti idraulica.

A cosa serve un motore idraulico?

È il componente idraulico che fornisce la coppia ad una certa velocità di rotazione, che può essere utilizzato per sostituire il lavoro manuale o in luoghi in cui un motore elettrico non è realizzabile a causa della mancanza di potenza elettrica disponibile o perché sono aree di lavoro bagnate.

Sono utilizzati in una moltitudine di applicazioni diverse: argani, tosaerba, spazzole, miscelatori, perforatrici, agitatori, martelli idraulici, macchinari per l'iniezione di plastica, e molte altre applicazioni agricole, industriali, nautiche, di pesca, ecc.

Funzionamento del motore idraulico.

Per un motore idraulico a funzione, deve ricevere un flusso di fluido idraulico che spinge contro gli ingranaggi, pistoni o furgoni del motore per far muovere l'albero di uscita del motore.

La coppia generata dal motore dipenderà dallo spostamento del motore e dalla caduta della pressione del motore. Più grande è lo spostamento, più coppia. Maggiore è la pressione del motore (con lo stesso spostamento), maggiore è la coppia di rotazione generata.

La velocità del motore dipenderà dal flusso e dallo spostamento del motore. Maggiore è il flusso, maggiore è la velocità. Maggiore è lo spostamento (con lo stesso flusso), minore è la velocità.

Come scegliere un motore idraulico?

La selezione del motore idraulico dipenderà da una serie di variabili importanti:

• Coppia richiesta dall'applicazione.
• Velocità di rotazione richiesta dalla macchina.
• Stress radiali / assiali che saranno sull'albero motore.
• Flusso e pressione disponibili.

In base a tutte queste variabili di base, verrà calcolato lo spostamento del motore richiesto e il tipo di motore. Una volta scelto il modello motore, si deve verificare che il flusso dell'olio che raggiungerà il motore e la pressione disponibile sarà sufficiente per ottenere la velocità di rotazione e la coppia necessaria.

Tipi di motori idraulici.

I motori idraulici possono essere classificati in base alle loro caratteristiche costruttive:

• Motori idraulici orbitali.
• Motori idraulici a ingranaggi esterni.
• Motori idraulici con ingranaggi interni.
• Motori idraulici a pistone (assiale o radiale).

Motori idraulici orbitali.

I motori idraulici di tipo orbitale sono caratterizzati da un spostamento fisso e da un progettazione preparata per fornire una coppia alta. Per un determinato spostamento motore, la sua velocità di rotazione sarà determinata, tra le altre variabili, dal flusso di olio idraulico che raggiunge il motore. Maggiore è il flusso, più veloce l'albero del motore idraulico ruota.

Immagine di motori idraulici orbitali. Sono utilizzati in tutti i tipi di macchine mobili e industriali.

The design costruttivo di motori orbitali si basa sul tipo di ingranaggi interni. Si compone di un paio di ingranaggi dove c'è un ingranaggio esterno fisso e l'ingranaggio rotante è quello interno (chiamato anche "star" o "orbitrol") che ruota all'interno dell'ingranaggio fisso.

Per quanto riguarda la progettazione dell'ingranaggio esterno (fisso) ci sono fondamentalmente 2 tipi:

• Tipo "Gerotor": l'ingranaggio è piatto.

In Sauer Danfoss (ora bianca per la piccola gamma di motori e Danfoss per la più grande gamma di motori), il motore tipo gerotor è nella sua OML, OMM, OMP (OMPX), e DH gamme.


• Tipo "Geroller": l'ingranaggio ha dei rulli.

In Sauer Danfoss, il motore di tipo geroller è nel suo OMR (OMRX), DS, OMH, OMEW, OMS, OMT, OMV e TMT gamme.

Per soddisfare tutte le esigenze del mercato, ci sono numerose varianti e opzioni in questo tipo di motori:

• Motori con parti resistenti alla corrosione (per, ad esempio, applicazioni vicino al mare).
• Motori con tenuta di polvere sul loro albero (sweepers).
• Motori tipo ruota.
• Motori con cuscinetto dell'ago (applicazioni in cui ci sono partenze/arresto ad alta frequenza, esistenza di vibrazioni nell'albero, alto carico radiale statico, ecc.
• Versione speciale per perdite interne molto basse.
• Versione di tipo motore breve speciale per ingranaggi o riduttori che hanno già i loro cuscinetti per assorbire forze assiali e radiali.
• Motori con freno integrato.
• Motori con tachimetro.
• Motori con sensore di velocità integrato.

Motori idraulici a ingranaggi esterni.

La progettazione di motori idraulici con ingranaggi esterni consiste in 2 ingranaggi rettilinei identici (o elicoidali) che ruotano interconnessi all'interno di un corpo.

Sono anche chiamati motori idraulici a pignone o ingranaggi. Questo tipo di componente idraulico, grazie al suo design compatto, robustezza e prezzo economico, viene utilizzato in tutti i tipi di macchinari idraulici.

La gamma di opzioni all'interno di questo tipo di motori è molto ampia:

• Motori a ingranaggi con corpo in alluminio o ferro/acciaio (cast) corpo.
• Motori idraulici unidirezionali (rotazione destra o sinistra guardando l'albero) o motori reversibili/bidirezionali (disponibili con drenaggio esterno interno o posteriore, laterale o frontale) che possono ruotare il loro albero in entrambe le direzioni.
• Diversi tipi di albero (conico, splined, cilindrico, ecc.).
• Disponibile con tutti i tipi di supporti anteriori: flangia europea ( flangia italiana), flangia SAE-A, flangia SAE-AA, flangia SAE-B, flangia SAE-C, tipo Bosch, ecc.
• Collegamenti idraulici al motore tramite filetto BSPP (GAS), filetto UNF-SAE, per flangia tipo Dowty, flangia tipo SAE, ecc.
• A seconda della compatibilità del fluido idraulico da utilizzare nel sistema o della temperatura di lavoro massima/minimo, il motore idraulico pinion può essere configurato anche in base al tipo di materiale nelle guarnizioni interne e nella tenuta dell'albero: NBR, FKM, Viton, ecc.
• Valvole integrate nel motore: il motore può essere configurato con o senza valvola di scarico integrata, con valvola anti-cavitazione, con valvola di rilevamento carico LS, con valvola di by-pass elettrica, con valvola di regolazione del flusso, ecc.

Motori idraulici a ingranaggi esterni e corpo in alluminio.

A seconda dello spostamento e della dimensione del motore, sono divisi in base alla seguente nomenclatura:

• Gruppo 0.
• Gruppo 1.
• Gruppo 2.
• Gruppo 3.
• Gruppo 3.5.
• Gruppo 4.

Motori idraulici a ingranaggi esterni e corpo in ghisa.

Sono utilizzati in situazioni in cui i motori in alluminio sono al limite del loro design sia a causa del tipo di applicazione, il ciclo di lavoro, o le dure condizioni richieste durante il ciclo.

Come i motori con un corpo in alluminio, quelli con un corpo in ghisa sono disponibili in numerose configurazioni e dimensioni secondo il loro spostamento, il loro tipo di albero di trasmissione, fissaggi e porte, valvole integrate, guarnizioni Buna o Viton, drenaggio interno/esterno, ecc.

Motori per furgoni idraulici.

I motori a vane idrauliche sono costituiti da un rotore contenente furgoni, che ruota all'interno di una cavità a forma di cicloidale. Nella maggior parte dei modelli di motori a vane idrauliche, le camere di ingresso/uscita sono diametralmente opposte, quindi il rotore è bilanciato idraulicamente.

Immagini di motori a vane idraulici, utilizzati in macchinari agricoli e in macchine mobili o industriali.

Motori a pistone idraulici.

A seconda della configurazione e del design, i motori a pistone idraulici possono essere suddivisi in 2 tipi:

Possono anche essere suddivisi in motori con spostamento fisso o variabile.

Motori idraulici a pistone assiale.

Sono generalmente composti da un certo numero di cilindri che spostano un certo tratto in un modo reciproco a seconda dell'inclinazione del piatto contenente le teste del pistone, lo spostamento sarà maggiore o minore. Se l'inclinazione è ad un angolo di 0 gradi, il colpo si muoverà anche 0, quindi il flusso sarà pari a 0.

In costante spostamento motori a pistone, questo l'inclinazione è già definita a un certo angolo che non può essere variato. Tuttavia, nei motori con un flusso variabile sistema, questo inclinazione può essere variata a seconda del tipo di controllo o comando che la pompa contiene.

Motori idraulici a pistone assiale sono caratterizzati dal loro robustezza e resistenza e da un'ampia gamma di opzioni disponibili per il loro controllo di spostamento. Pertanto, sono utilizzati in applicazioni di media/alta pressione che richiedono un ciclo di lavoro impegnativo e controllato, sia per macchine mobili che per applicazioni idrauliche industriali.

Motori idraulici a pistone radiale.

I motori a pistoni radiali hanno pistoni posizionati simmetricamente intorno all'asse in direzione radiale, e ogni pistone si muove reciprocamente all'interno del cilindro corrispondente.

I motori idraulici a pistone radiale sono disponibili sia a flusso fisso che variabile e sono specificamente progettati per applicazioni industriali o mobili dove, ad un certo punto del ciclo, è richiesta una coppia molto alta ad una velocità relativamente bassa.

Guida finale.

Unità finali, anche chiamate motori di viaggio, sono fondamentalmente composti da motore idraulico accoppiato a un sistema di ingranaggi planetari che agisce come un riduttore.

L'azionamento finale consente la trasmissione della potenza idraulica della macchina sotto forma di coppia direttamente alla ruote motrici il motore idraulico riceve il flusso di olio generato dalla pompa idraulica, e il suo albero ruota ad una certa velocità con la sua coppia corrispondente.

Quando la coppia viene trasmessa meccanicamente al riduttore, riduce la velocità di uscita e aumenta la coppia che raggiunge la ruota. rapporto di trasmissione del riduttore nel suo sistema di ingranaggi.

Nelle unità finali, il motore idraulico è di solito del pistone orbitale o assiale/radiale Tipo.

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