Progettazione attuatori.

damtul

Utente poco attivo
Professione: studente
Software: CATIA V5, ANSYS
Regione: Abruzzo
#1
Ciao a tutti!!
sono uno studente di ingegneria meccanica e mi sto cimentando nella progettazione di un attuatore idraulico per un mezzo movimento terra (un escavatore) ma sto riscontrando alcuni problemi.
Per prima cosa non riesco a capire se per la progettazione esistono delle norme di riferimento per cilindri ad alte pressioni. Ho trovato la ISO 6020 ma vanno bene per attuatori fino a 160 bar, mentre quello che sto progettando, per le forze che deve generare, deve essere almeno da 550 bar.
Secondo problema, non riesco a trovare i materiali utilizzati per la costruzione di tali attuatori. Le aziende tendono a non divulgare informazioni riguardo i materiali dei cilindri "speciali", quindi non so proprio a cosa riferirmi.
Grazie mille a tutti!!
 

meccanicamg

Utente Senior
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Regione: Lombardia
#2
Son tutti tegnosi però se si parla di cilindri speciali stiano parlando di enerpac piuttosto che roemheld che arriva a 500bar. Che gli escavatori arrivino a quelle pressioni mi sembra un po' strano però potrebbe essere una base dove partire.

I cilindri ISO 6020 lavorano max 160 bar.
I cilindri ISO 6022 lavorano max 250bar.
Tutto il resto non é a norma.
Potrebbero seguire la norma ASME B30.1–2004.

Per la costruzione dei cilindri ci sono le regole base dove si studiano le tensioni sulla camicia e sulle culatte indipendentemente dalla vera pressione di esercizio. Di tubi calibrati con spessori diversi ne trovi un sacco sulla carta anche se poi fornibili dolo quelli più usati e ti tocca fare un lotto da centinaia di metri per averli della misura tua.
Una vasta scelta la trovi qui.

Tieni presente che dove lavoro sono 30 anni che montiamo cilindri speciali su una delle nostre macchine e da 6 anni a questa parte stiamo montando dei cilindri a disegno nostro che lavorano a 300bar nominali e non seguono nessuno standard dichiarato, anche se hanno il CE del costruttore di cilindri oleodinamici, non seguono proporzioni o dimensioni standard, li abbiamo in alesaggio 200/250/300/350mm con steli o da 110 o 140 o 160mm.

Una buona guida la trovi su questo manuale che trovi online sul sito dell'autore
 

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meccanicamg

Utente Senior
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#3
Normalmente per i cilindri appoggiati e che spingono verticalmente adotto queste formule allegate.

Come sigma ammissibile si usa Rm/k con k=1,4~1,8 e la tau ammissibile é 0,58•sigma ammissibile.

Come guarnizioni basta guardare Angst+Pfister che hanno tanta roba che tiene pressioni alte.

Poi puoi usare per verificare bullonature e saldature la UNI EN ISO 1993-1-8 e 1993-1-9.

dA = diametro stelo cilindro
d = alesaggio cilindro
Dv = diametro giroviti flangia anteriore
 

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meccanicamg

Utente Senior
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#4
I materiali più usati per realizzare cilindri sono:
- camicie in E355
- e testate in S355JR
- steli in C45 cromato
- pistoni in 9SMnPb28

Nessuno ti vieta di usare materiali meccanicamente più nobili e con caratteristiche meccaniche più elevate.

Esempio, se devi realizzare un cilindro alesaggio 100mm e stelo 50mm che lavora a 550bar con coefficiente sicurezza superiore a 1,5 sui materiali sopra descritti otterrai:
- spessore camicia sc=32mm quindi un tubo 164/100
- spessore fondello HF=30mm
- spessore testata anteriore HT=50mm
- spessore pistone HP=60mm
- se non saldate, le testate sono imbullonate con 16 viti DIN912-M16x55-12.9
- filetto stelo M48x1
- per rispettare il carico di punta devo verificare le varie condizioni di vincolo e comunque in questo caso le corse sono di poche decine di mm altrimenti Eulero non é verificato con fattore 5.
 
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