Dimensionamento impianto oleodinamico

Alan91

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#1
Salve gente. Come alcuni di voi (forse) sanno già, sto frequentando le serali di meccatronica con l'obbiettivo di conseguere il diploma da perito meccanico. Fare le serali ha molti vantaggi e svantaggi di cui non sto qua ad elencarvi, ma purtroppo uno di questi svantaggi è la mancanza di tempo, e se sommiamo questo con anche un prof che non ha molta voglia di spiegare o fare lezioni decenti beh, arriviamo al mio caso.
L'argomento in questione, come intuito dal titolo, è il dimensionamento di un impianto oleodinamico. Prima di tutto voglio specificare che su questo argomento ci abbiamo passato DUE lezioni per un totale di nemmeno 3 ore e dopo nemmeno 3 giorni ci ha fatto fare una verifica (che ovviamente è andata male), e a distanza di un mese, senza rispiegarci nulla nel mentre, ci ha dato un esercizio da fare (per casa) che fungerà da "verifica di recupero". Il problema è che l'esercizio è più difficile di quello dato in precedenza e con la scarsa conoscenza in materia non so come affrontarlo.
E quindi eccomi qua a domandare aiuto a voi. Posterò qui il documento con il problema esposto. Quello che chiedo non è che voi me lo facciate al posto mio, ma che mi spiegate nella maniera più semplice possibile (come spiegarlo ad un bimbo di 3 anni) quali sono i passaggi uno ad uno che devo intraprendere per poter risolvere il problema.
L'unica cosa che posso dire è che con tutta probabilità ci sarà da fare un'auto ritenuta poi però non so dove sbattere la testa.
Precisiamo che si tratta di un esercizio da superiori per cui per voi sarà un problema che fa ridere, ed inoltre non si tratta di un argomento universitario per cui il tutto si dovrebbe risolvere con banali formule senza scendere nel filosofico...almeno spero.

Grazie in anticipo a tutti quelli che decideranno di darmi una mano
 

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meccanicamg

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#2
Direi che questo esercizio più che difficile è lungo e va buttato giù uno schema a mano per non perdere le funzioni.
Per prima cosa devi aver chiaro in mente le formule per il calcolo dei cilindri
IMG_20190421_000656.jpg
e delle pompe
IMG_20190421_000753.jpg
Dopo queste cose devi realizzare uno schema
IMG_20190421_001028.jpg
in modo da capire la contemporaneità dei movimenti, al fine di calcolare la portata massima da richiedere alla pompa della centrale.
Per poter partire a 50bar occorre montare una valvola limitatrice di pressione in scarico ... praticamente il contrario di una valvola di sfioro o di massima' che lo puoi realizzare banalmente con una valvola di non ritorno pilotata con riduttore di pressione tarato a 50bar.
Sarebbe bene che tu abbozzassi uno schema così possiamo ragionarci sopra.
comunque ti conviene avere in mano in catalogo di valvole per non impazzire con cose strane.... purché tu abbia in mente la logica giusta di funzionamento.
 

meccanicamg

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#3
Il cilindro B potrebbe essere alesaggio 40 che lavora a 150bar....corsa 300mm con 376800mm³ di volume.
Il cilindro C potrebbe essere alesaggio 80 che lavora a 150bar....corsa 200mm con 1004800mm³ di volume.
Quindi andando assieme ti serve che il volume è la somma dei due ed essendo che lo deve fare in un tempo rapportato con quello del cilindro A....dovrai determinare la portata che sarà di circa 77,4l/min. Otterrai che A ci mette 3,9s e B/C ci mettono 1,1s.
Per fare uscire il cilindro A che non si sa quanto deve spingere va a 50bar con la portata di 77,4l/min e tutto il sistema lavora a 50bar.

C'è da aggiungere come tempi morti quello della valvola unidirezionale pilotata che è di 150/200millisecondi e il fatto che quando tutti i cilindri sono fuori si innesta la pompa da 2l/Min che è quella di alta pressione....che con olio incomprimibile fa il suo lavoro in modo istantaneo....mentre in pratica ci mette il suolo bel secondo tutto.

Per calcolare in modo interattivo puoi usare excel altrimenti ti devi fare le formule inverse e quindi ricavare i volumi, i rapporti e le portate.
 

meccanicamg

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#4
Ancora meglio se usi una limitatrice di pressione collegata con la mandata di A+ che tarata a 50 bar va ad azionare C+D+.
IMG_20190421_204407.jpg
Inoltre quando il finecorsa C1 e D1 saranno attivati devi mandare il comando per mandare in scarico la pompa da 50bar e chiudere il bypass della 150bar.
E comunque non c'è un solo modo per fare il circuito.

Ti allego una buona guida molto utile con esempi.
 

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Alan91

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#5
Ti ringrazio molto. In questi giorni per via di Pasqua non ho avuto modo di guardarci, ma stasera vedo di darci un'occhiata. Solo una domanda ma l'area numero 2 non è "[π *(D²-d²)]/4"?
 

meccanicamg

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#6
Ti ringrazio molto. In questi giorni per via di Pasqua non ho avuto modo di guardarci, ma stasera vedo di darci un'occhiata. Solo una domanda ma l'area numero 2 non è "[π *(D²-d²)]/4"?
Si hai ragione tu. Quella formula era quella dell'area dello stelo che non reagisce.
L'area efficace in ritorno è quella indicata da te come area del pistone meno area stelo.
 

Alan91

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#7
Dunque, riprendo ora la discussione perché a scuola abbiamo preso in mano l'esercizio da poco (un po' per le vacanze, un po' perché dovevamo fare altro) e ci siamo fatti dare qualche dritta da 2 professori: quello che ci ha dato l'esercizio e un altro prof di meccanica.
Quello che ci ha dato l'esercizio ha detto che il cilindro A raggiungerà un massimo di 150 bar, mentre B e C un massimo di 100 bar. Questo perché i cilindri B e C sono preceduti da una valvola sequenziale che farà passare il flusso d'olio solo al raggiungimento di 50 bar di pressione e dato che quei 50 bar servono per far funzionare la valvola, sui cilindri B e C ci saranno solo 100 bar. Il secondo prof ci ha fatto fare i dovuti calcoli dove gli alesaggi dei due cilindri risulterebbero corrispettivamente 50mm e 100mm. Da questi dati poi abbiamo ricavato le cilindrate, le portate e la potenza dei 2 motori.

Volevo domandare, la soluzione sopra riportata e consigliata, è giusta o pensate che ci possa essere stato un'incomprensione da parte dei prof?
 

meccanicamg

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#8
Sono andato a guardare il catalogo qui dove ci sono tutte le cartucce da montare nei masselli degli impianti idraulici e ho guardato le valvole sequenziali.

Se usiamo questa
IMG_20190508_223506.jpg
e tariamo la molla per aprire a 50bar (commutazione valvola da normalmente chiusa ad aperta) abbiamo che l'impianto si avvia e fintanto che il cilindro A fa uscire lo stelo e non ci sono forze resistenti non ottieni 50bar nel tubo della culatta posteriore. Quando il cilindro è tutto fuori, hai il pistone che batte sulla testata anteriore e quindi l'olio esercita la pressione che in pochi millisecondi cresce. Sul tubo di mandata ci mettiamo la valvola di sequenza che apre a 50 bar.....e fa passare olio fintanto che poi escono anche C e D sempre a 50bar. Quando son tutti fuori i cilindri tutto va in pressione massima di esercizio a 150bar.
Mi piacerebbe sapere il ritorno dei cilindri come è previsto perché si può mettere e togliere un po' di valvole e finecorsa.
Secondo me il testo è lacunoso di informazioni perché la forze dei cilindri dichiarata quando le ottieni?
 

Alan91

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#9
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Secondo me il testo è lacunoso di informazioni perché la forze dei cilindri dichiarata quando le ottieni?
Sacrosante parole. Purtroppo anche noi e il secondo prof la pensiamo alla stessa maniera. Purtroppo il prof che ci ha dato l'esercizio è anche un po' permaloso e a farglielo notare ci ha liquidati alla svelta con "c'è tutto siete solo voi che dovete ragionarci" trattandoci un po' come mentecatti ma vabbè....

La soluzione che hai proposto tu sopra era la prima a cui anche noi avevamo pensato e per il ritorno avevamo ipotizzato un'auto ritenuta, dove l'olio presente nel cilindro A si riversa negli altri 2 cilindri accelerando il tutto. Solo che non sappiamo da dove iniziare per realizzarlo.