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I cilindri idraulici, chiamati anche "arieti idraulici", ricevono energia dal fluido idraulico pressurizzato, solitamente olio idraulico. Sono costituiti da una canna del cilindro, all'interno della quale si muove avanti e indietro un pistone collegato ad uno stelo. La canna è chiusa su entrambe le estremità: un'estremità è il fondo del cilindro (noto anche come estremità del cappuccio), e l'altra è la testata del cilindro, da dove esce lo stelo del pistone. Il pistone è dotato di anelli scorrevoli e guarnizioni e divide l'interno del cilindro in due camere: la camera inferiore (estremità del cappuccio) e la camera laterale dello stelo del pistone (estremità dello stelo). La pressione idraulica agisce sul pistone per produrre lavoro e movimento lineari.
Flange, perni e/o forcelle sono fissati al corpo del cilindro. L'asta del pistone è inoltre dotata di parti di montaggio per collegare il cilindro idraulico all'oggetto o al componente della macchina che spinge.
Un cilindro idraulico è l'attuatore, o "motore", parte di un sistema idraulico, a volte chiamato "muscoli", che facilita il sollevamento, l'abbassamento, lo spostamento o il "blocco" di carichi pesanti. La parte "generatore" del sistema è la pompa idraulica, che invia un flusso di olio fisso o regolato al lato inferiore del cilindro per spostare l'asta del pistone verso l'alto. Il pistone spinge l'olio idraulico nell'altra camera verso il serbatoio. Se assumiamo che la pressione dell'olio nella camera dello stelo sia quasi zero, la forza sullo stelo è uguale alla pressione nel cilindro idraulico moltiplicata per l'area del pistone (F=PA).
Il pistone si sposta verso il basso quando l'olio viene pompato nella camera laterale dello stelo e l'olio idraulico proveniente dall'area del pistone rifluisce nel serbatoio senza pressione. La pressione nella camera dell'area dello stelo è (forza di trazione) divisa per (area del pistone – area dello stelo).
Noti anche come “martinetti idraulici” o “attuatori”, i cilindri idraulici trasformano la potenza dei fluidi in energia meccanica. A differenza dei motori idraulici, che producono movimento rotatorio, i cilindri idraulici eseguono un movimento lineare (traslatorio), per questo sono anche chiamati “motori lineari”.
Utilizzati ad alte pressioni, i cilindri idraulici generano grandi forze e movimenti precisi. Ecco perché sono realizzati con materiali resistenti come l’acciaio, in grado di resistere alle grandi forze coinvolte.
Esistono due tipi principali di costruzione di cilindri idraulici utilizzati nell'industria: cilindri con tirante e cilindri con corpo saldato. Altri modelli di cilindri comuni includono cilindri idraulici telescopici, tuffanti, differenziali, rifasati, a semplice e doppio effetto.
La maggior parte dei cilindri idraulici sono a doppio effetto: l'olio pressurizzato può essere applicato su entrambi i lati del pistone per consentire il movimento in entrambe le direzioni. I cilindri a semplice effetto vengono talvolta utilizzati quando il peso del carico viene utilizzato per riportare il cilindro in posizione chiusa.
I cilindri idraulici offrono maggiore flessibilità nel design e nella struttura quando si trasferisce la forza tra due punti diversi. Cilindri di diverse dimensioni permettono di creare un sistema in grado di tirare, spingere e sollevare pesi. Piegature e angoli possono essere inclusi nella progettazione del sistema, il che è utile se ci sono vincoli di spazio.
Tuttavia, i cilindri idraulici dovrebbero essere utilizzati solo per la spinta e la trazione lineare. Nessun momento flettente o carico laterale deve essere trasferito allo stelo o al cilindro. Per questo motivo, l'ideale sarebbe collegare un cilindro tramite una forcella singola con un cuscinetto a sfera sferico. Ciò consente al cilindro di muoversi e adattarsi a qualsiasi disallineamento tra se stesso e il carico che sta spingendo.
La lunghezza totale di un cilindro idraulico è la somma della corsa, dello spessore del pistone, dello spessore del fondo e della testa e della lunghezza dei collegamenti. Spesso questa lunghezza non è adatta alla macchina. In questi casi l'asta del pistone viene utilizzata anche come canna del pistone e viene aggiunta una seconda asta del pistone.
Questi sono chiamati cilindri idraulici telescopici. Se un normale cilindro a stelo è monostadio, i cilindri telescopici sono unità multistadio a 2, 3, 4, 5 o anche 6 stadi. In generale, i cilindri idraulici telescopici sono molto più costosi dei cilindri normali. La maggior parte dei cilindri telescopici sono a semplice effetto (solo spinta). I cilindri telescopici a doppio effetto devono essere appositamente progettati e realizzati. Puoi trovare maggiori informazioni tecniche nella sezione “COME FUNZIONANO I CILINDRI” qui sotto.
I cilindri idraulici a tirante utilizzano aste in acciaio filettate ad alta resistenza per fissare i due cappucci terminali alla canna del cilindro. Questo metodo di costruzione è più comunemente visto nelle applicazioni degli stabilimenti industriali. I cilindri di piccolo diametro solitamente hanno 4 tiranti, mentre i cilindri di grande diametro possono necessitare fino a 16 o 20 tiranti per mantenere i cappucci terminali in posizione sotto le enormi forze prodotte.
La National Fluid Power Association (NFPA) ha standardizzato le dimensioni dei cilindri a tiranti idraulici. Ciò significa che cilindri di diversi produttori possono essere scambiati negli stessi supporti. I cilindri a tirante possono essere completamente smontati per la manutenzione e la riparazione.
Possiamo fornirvi cilindri idraulici standard e su misura, compresi cilindri idraulici a tiranti, per soddisfare la vostra specifica applicazione, requisiti e parametri operativi. Basta compilare il nostro modulo di progettazione del cilindro su misura e uno dei nostri ingegneri idraulici ti risponderà rapidamente.
I cilindri idraulici con corpo saldato non hanno tiranti. La canna è saldata direttamente ai fondelli; le porte sono saldate alla canna; e il premistoppa dell'asta anteriore è solitamente filettato o imbullonato alla canna del cilindro. Ciò consente di rimuovere il gruppo stelo del pistone e le relative guarnizioni per la manutenzione.
I cilindri con corpo saldato presentano numerosi vantaggi rispetto ai cilindri a tirante: hanno un corpo più stretto e spesso una lunghezza complessiva inferiore, che li rende più adatti agli spazi ristretti dei macchinari. I cilindri saldati non si rompono a causa dell'allungamento dei tiranti ad alte pressioni e corse lunghe. Il design saldato semplifica anche la personalizzazione. Caratteristiche speciali, come porte speciali, supporti personalizzati e collettori di valvole, possono essere facilmente aggiunte al corpo del cilindro. Il corpo esterno liscio dei cilindri saldati consente anche di progettare cilindri telescopici a più stadi.
I cilindri idraulici con corpo saldato sono ampiamente utilizzati nel mercato delle attrezzature idrauliche mobili, come le macchine edili (compresi escavatori e bulldozer) e le attrezzature per la movimentazione dei materiali (carrelli elevatori a forche e sponde montacarichi). Sono utilizzati anche nell'industria pesante, come gru, piattaforme petrolifere e grandi veicoli fuoristrada nelle miniere in superficie.
