Tempo-ciclo dello stampo e velocità del cilindro

Normalmente, nel ciclo di uno stampo per materie plastiche, i cilindri oleodinamici entrano in funzione durante la fase di chiusura e di apertura. In genere coloro che utilizzano lo stampo preferiscono “comprimere” il ciclo ai minimi termini possibili, per risparmiare tempo e, di conseguenza, denaro.

La controindicazione però, potrebbe manifestarsi sotto forma di una maggior sollecitazione sui pezzi, con una conseguente maggior necessità di manutenzione. Di seguito riportiamo alcuni pensieri riguardo al problema della velocità nei cilindri oleodinamici per stampi, applicati in modo specifico a quelli prodotti dalla Vega.

Utilizzeremo come riferimento la presente tabella, che riporta la velocità massima da catalogo di tutti i cilindri Vega. Si prega anche di considerare che i produttori di cilindri e diversi manuali d’idraulica suggeriscono di evitare che un’unità non ammortizzata superi i 0,1 m/s.

Velocità massima

Non ammortizzato

Ammortizzato

V210CR

0,1 m/s

0,7 m/s

V250CE

0,05 m/s

N/A

V220CC

0,1 m/s

N/A

V450CM

0,1 m/s

N/A

V260CF

0,1 m/s

N/A

Queste velocità sono coerenti con la portata indicata a lato, nel nostro catalogo. Ovviamente nessuno può regolare la portata di ciascun singolo cilindro per conformarsi ai valori riportati. Sarebbe un lavoro pazzesco. Per questo motivo la velocità reale di ciascun cilindro dipenderà da molti diversi fattori correlati al circuito idraulico, e perciò è molto difficile poterne fare previsioni accurate.

Di conseguenza i valori riportati nel nostro catalogo Vega riguardo alla velocità sono soltanto una “dichiarazione di buona prassi” comune nell’idraulica, ma sappiamo bene che questi valori saranno spesso superati nelle applicazioni reali. Di quanto, però, è impossibile dirlo.

Sappiamo anche molto bene che la maggior parte dei nostri concorrenti hanno dei fori d’alimentazione più grandi per i loro cilindri compatti. Un foro più piccolo, però, aumenterà la velocità dell’olio in quella zona, generando così una perdita di pressione. Potremmo definirlo come una specie di sistema di sicurezza “integrato” per evitare velocità eccessive.

Un esempio pratico permetterà di rendere le cose più chiare. Consideriamo la velocità di un cilindro di 0,1 m/s, e un’alimentazione del l’olio il cui diametro è un ventesimo dell’alesaggio del cilindro. La velocità dell’olio nell’entrata sarà 400 (20^2) volte più elevata. Dunque, in questo esempio, la velocità corrisponderà a circa 40 m/s. Applicando la formula v^2/(2g), otteniamo un’altezza piezometrica di 80 m, che corrisponde a circa 8 bar. Se la velocità del cilindro è di 0,2 m/s, la perdita di pressione dovrebbe essere di circa 32 bar. Naturalmente questi calcoli sono ben lontani dall’essere esattamente precisi, ma danno un’idea generale della situazione. Questo significa che una velocità di 0,4 m/s si avvicina molto al limite massimo consentito, con una perdita di pressione vicina ai 130 bar.

Se il foro per l’ingresso dell’olio è grande un decimo del diametro del cilindro, a 0,4 m/s ci sarà un calo di pressione di circa 8 bar, e di 32 bar a 0,8 m/s. Questo significa che un cilindro non ammortizzato potrebbe addirittura superare la soglia indicata per un cilindro ammortizzato!

Certo, questo darebbe il via ad altri fenomeni meccanici e fisici, per cui la velocità non sarebbe esattamente quella calcolata adesso, ma comunque dà un’idea complessiva della situazione.

Cosa potrebbe succedere se i limiti di velocità venissero superati? Perché altri cilindri hanno dei limiti più alti?

Ciò dipende quasi totalmente dall’installazione del cilindro. La Vega fornirà cilindri con dei fori per l’entrata dell’olio più larghi, dietro specifica richiesta. In genere, però, la Vega preferisce scegliere a favore della sicurezza. Una velocità del cilindro più elevata può comunque essere ottenuta con una corretta installazione, collegando masse ridotte e assicurandosi che la corsa termini prima che il pistone urti la testata (anteriore o posteriore). Inoltre, se si accettasse una minor vita utile de cilindro, esso potrebbe tollerare sollecitazioni maggiori. I nostri cilindri a tiranti hanno dei fori per l’olio più grandi, e non è stato riportato nessun problema a causa di ciò. Comunque, la maggior parte di coloro che li hanno comprati avevano un sistema di ammortizzo.

Che tipo di danno potrebbe presentarsi? Naturalmente ciò dipende da molti fattori, ma generalmente un sovraccarico causerà delle rotture. Si possono rompere il pistone o lo stelo, come il corpo del V250 per “servizio leggero”. Comunque, di solito i cilindri Vega operano a velocità maggiori di quelle nominali, senza alcun problema. Di solito, tali problemi sorgono solo se c’è qualcosa di sbagliato nell’installazione o nel funzionamento.

L’unico cilindro, per così dire, “diverso” potrebbe essere il V260. Questo cilindro deve concludere tutta la sua corsa, sia in fuori che in dentro, e presenta dei fori per l’olio molto ampi. Una velocità troppo elevata potrebbe causare delle sovrasollecitazioni, sia all’apertura dei settori di bloccaggio sia nei componenti interni alla fine della corsa di ritorno. Per questi motivi, un controllo di velocità è vivamente consigliato.

Comunque, in conclusione, la scelta preferita della Vega è di optare per l’ammortizzo, e i nuovi modelli offriranno questa opzione con un minimo costo aggiuntivo. Ovviamente gli ingressi per l’olio saranno più ampi. Questo non vuol dire un cambio di strategia, ma è semplicemente lo sviluppo naturale della nostra strategia tradizionale, in modo da offrire sia una velocità elevata sia un funzionalmente sicuro nel corso del tempo.

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