Cilindro Idraulico azionato da un grano di tenuta

[dan75ele]

Caro onorino, non mi riferivo a te ma se in una risposta mi si fa la domanda "cos'è un grano?" lascio a te l'interpretazione.
Il manometro ovviamente è funzionale per leggere una pressione mai io devo dimensionare un sistema di bloccaggio pezzi e devo in qualche modo valutare a priori un dimensionamento.
Il mio problema è solamente capire quanto devo comprimere l'olio tramite questo ipotetico grano per poter raggiungere una pressione di esercizio sui 15 bar e avere una forza lato pistone di 188Kg.
Ho anche ipotizzato di avere una superficie utile lato grano di Ø16mm, come fosse un pistoncino di alesaggio 16.
Ho bisogno di sapere una formula di calcolo per valutare la corsa di questo "grano" che dovrà ovviamente contenere il volume di olio necessario al sistema e l'extra corsa per comprimere l'olio e creare una pressione di esercizio fino a 15/20 bar.

[mgd966]

per me e' leggermente fuorviante l'indicazione dei bar.
In realta' quello che tu vorresti fare e' una applicazione del principio di Pascal dove agendo sul pistone piccolo ( il grano) vuoi muovere il pistone grande con una forza di 188 Kg.
Mancherebbe di sapere :
-dimensione del pistone grande
-corsa che desideri,in quanto per avere una corsa piu' o meno lunga del pistone grande,dovrai comunque con il pistone piccolo muovere piu' o meno olio idraulico.
Grazie all'intervento dell' UCCS che ha notoriamente ottime relazioni con la NASA fornisco qui di seguito indirizzo di una pagina web che tratta in modo esaustivo l'argomento dandoti anche tutte le formule ed esempi necessari.
https://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/WindT ... ciple.html

[CARLINO]

"Il mio problema è solamente capire quanto devo comprimere l'olio tramite questo ipotetico grano per poter raggiungere una pressione di esercizio sui 15 bar e avere una forza lato pistone di 188Kg." Il valore che cerchi è funzione del rapporto tra le due superfici, quella spingente e quella che riceve la pressione : poi è da capire se con "quanto devo comprimere l'olio " ti riferisci al volume o alla pressione. Sei molto impreciso ed approssimativo.

[Davide Resca]

Aggiungo anche io la mia caxxata
occorre conoscere anche il passo del filetto del grano ... così ad esempio un giro del grano corrisponde ad una riduzione di volume X e quindi ad un aumento di pressione Y che agisce sul pistone che moltiplicato per la superficie dovrebbe dare la forza di "tenuta" ... salvo errori od omissioni perchè l'olio è incomprimibile in quanto "liquido" quindi non so se potrebbe funzionare alla stessa maniera ...

Ma poi l'olio attraverso il grano non trafila ? boh forse non ho capito una mazza

[leo s.]

se ho capito bene cosa vuoi fare:
superficie "grano"->200mm^2
superficie pistone->1256mm^2

quindi se vuoi avere una corsa del pistone di 5mm la corsa del grano deve essere 5*1256/200=31.4mm
cosi avresti una riduzione di circa 6,3 volte e quindi applicando 30kg di pressione otterrai 190 kg di spinta,ora in base al filetto del grano puoi calcolare la coppia che devi applicare al grano
visto che l'uso sara' ripetitivo forse e' il caso automatizzare tutto con una pompa con valvola di pressione massima a 15 bar o un attuatore lineare che muove il tuo pistone "pilota"

[Bricòla]

Di base c'è una gran confusione, e sono cose che dovresti sapere: trattandosi di liquido, quindi incomprimibile, non si aumenta la pressione riducendo il volume del liquido!
Come già detto la forza esercitata dal pistone è in rapporto con la forza esercitata dalla vite (il grano), si può misurare la forza esercitata dal pistone, in modo indiretto, misurando la pressione che si viene a generare all'interno del pistone.
In sostanza, non è il volume dell'olio spostato dalla vite che determina la pressione, bensì la coppia di serraggio che applichi alla vite!

[Davide Resca]

"l'olio è incomprimibile in quanto "liquido""
SI bricola. mi sono spiegato male ... non volevo dire ridurre il volume dell'olio bensi il volume di "contenimento" dell'olio ... di fatto esercitando una pressione come hai detto... è che io avevo in mente una cosa simile, ma ad aria

[CARLINO]

L'aria è elastica...

[dan75ele]

chiedo scusa se mi sono espresso male, ora cerco di farvi capire, comunque ho fatto tutti i calcoli necessari.
1° il grano serve solo da interfaccia con l'operatore (M8 x 1.25)
2° il grano ovviamente avrà nella sua parte interna un sistema con guarnizioni di tenuta per non far trafilare l'olio. Tale sistema si può considerare come un pistone di Alesaggio Ø16.
3° il secondo pistone avrà un alesaggio di Ø40 e corsa di 5mm.

ora considerando che l'olio non è comprimibile ecc., ecc., ecc. il risultato è che applicando una coppia di serraggio sul grano M8x1.25 di 23 Nm e considerando un coefficiente di attrito pari a 0.15 ottengo una forza assiale di 27730 N.
che applicata ad un pistone di diametro Ø16 mi genera una pressione max di 346 Bar. (p= F/A)
A questo punto o tutto quello che mi serve.

[Bricòla]

Che calcoli hai fatto per giungere a quei risultati?

[onorino]

che corsa ha il grano?

[Bricòla]

Se il secondo pistone (diam. 40 mm) ha una corsa di 5mm come scritto da dan75ele: il grano, che aziona un pistone diam. 16mm dovrà quindi avere una corsa di 31,25 mm.
In sostanza tutto il dispositivo idraulico si comporta come un riduttore con rapporto di riduzione pari al rapporto tra le aree dei due pistoni (attivo e passivo) che è di 6,25.
Senza stare a fare calcoli complicati sulla pressione: in sostanza il pistone "passivo" fa una corsa 6,25 volte minore di quello "attivo" e su di esso agisce una forza 6,25 volte maggiore di quella impressa dal pistone "attivo" (il Lavoro= Forza x Spostamento, rimane costante, come pure la quantità di liquido spostato).

[onorino]

ma per l’operatore fare una ventina di giri per avvitare il grano, non è scomodo?
volevo scrivere rottura di palle, ma mi sono trattenuto

[Bricòla]

Avvitatore a coppia controllata?
Comunque per l'impiego (stringere con 180 Kg) secondo me conviene invertire le cose: avere il pistone "attivo" più grande di quello "passivo".
Nella costruzione ipotizzata da dan75ele, per avere 180 kg sul pistone da 40, ad occhio, oltre a fare una ventina di giri col grano da 8 occorrerebbe contenere la coppia a valori bassissimi, non controllabili.

[m60gpmg]

Sarò sincero, ho capito cosa vuoi fare ma non ho capito perchè lo vuoi ottenere in quel modo.
Ad ogni modo per sapere con una vite quanti giri devi fare per avere 15 bar ci attacchi un manometro e fai varie prove.
Quando sai quanti giri ti servono hai fatto.
Ad ogni modo secondo me non funziona all'infinito per vari motivi (microbolle interne, igroscopia dell'olio, microperdite delle tenute del pistone ecc...)

Io meccanicamente farei cosi':
con l tuo sistema opererei meccanicamente con una chiave dinamometrica.(fai varie prove e si a posto) oppure direttamente sulla vite della morsa (elimino il pistone a olio) sempre con la dinamometrica.

idraulicamente:
come pistone procurati un pistone da frenatura idraulica; e' un singolo effetto con molla di ritorno, li trovi con varie corse anche da 5 \ 7cm e di solito costano poco.

poi ci piazzi una pompa manuale con valvola di massima (che tarerai alla pressione desiderata) e manometro (così puoi sempre controllare)

poi ti serve un rubinetto per scaricare l'olio dal circuito e farlo ritornare al serbatorio

un serbatoietto da 1-2 litri su cui applichi la pompa.

tubo(ti basta un R1 ma almeno 3/8 per far si che l'olio si scarichi velocemente)