Quando un cilindro idraulico deve essere utilizzato in un ambiente nel quale la presenza di materiali magnetici può rappresentare un problema, una configurazione standard può non essere sufficiente.
In questi casi, la progettazione deve partire dai requisiti specifici dell’applicazione e coinvolgere non soltanto il corpo del cilindro, ma anche pistone, stelo, cartucce, tappi, guarnizioni e collegamenti idraulici.
Un caso seguito da Vega Team mostra proprio questo tipo di approccio: la richiesta riguardava una versione speciale di un cilindro compatto V250CE, realizzata utilizzando materiali selezionati e con connessioni idrauliche personalizzate.
Il requisito principale: evitare materiali magnetici
Il Customer aveva inizialmente considerato un cilindro standard CE025EGDGN020, ma aveva escluso l’utilizzo dell’acciaio AISI 303 perché, in presenza di campi magnetici elevati, poteva presentare caratteristiche magnetiche non compatibili con l’applicazione.
La richiesta era quindi di utilizzare AISI 316 per i componenti in acciaio.
Non si trattava quindi semplicemente di cambiare il materiale del corpo del cilindro.
Il requisito riguardava diversi componenti del sistema e il Customer chiedeva anche informazioni precise sui materiali utilizzati per guarnizioni, stelo e altri elementi del cilindro.
Questo tipo di esigenza dimostra quanto sia importante considerare il cilindro come un insieme di componenti, soprattutto quando l’applicazione impone vincoli particolari sui materiali.
Dalla configurazione standard alla versione speciale
Il progetto partiva dalla famiglia V250CE, una serie di cilindri idraulici compatti a corsa breve.
La gamma V250CE è progettata per applicazioni di movimentazione di carrelli, punzoni e spine negli stampi a iniezione plastica. Vega indica inoltre il V250CE come cilindro compatto a corsa breve con corpo standard in lega di alluminio.
In questo caso, però, la configurazione standard non rispondeva completamente alle esigenze del Customer.
La soluzione finale proposta prevedeva una versione speciale:
- 10 cilindri CE025ESDGN020S;
- corpo in ERGAL;
- cartuccia in AISI 316;
- stelo-pistone in AISI 316;
- tappi in AISI 316;
- guarnizioni speciali in poliuretano;
- porte dell’olio speciali 1/4″ BSPT;
- pressione massima di esercizio di 150 bar;
- forza massima di spinta di circa 736 kgf;
- forza massima di trazione di circa 354 kgf.
Il risultato era quindi un cilindro sviluppato sulla base di una piattaforma standard, ma profondamente adattato alle esigenze dell’applicazione.
Perché è importante specificare il materiale di ogni componente
Durante la trattativa, il Customer richiese certificati relativi ai materiali concordati.
La richiesta comprendeva:
- ERGAL per il corpo;
- AISI 316 per la cartuccia;
- AISI 316 per lo stelo-pistone;
- AISI 316 per i tappi;
- poliuretano per le guarnizioni.
Nella configurazione finale, Vega prevedeva certificati EN 10204 3.1 per ERGAL, AISI 316 e poliuretano.
Questo aspetto è particolarmente importante nelle applicazioni speciali.
Non è sufficiente dichiarare che un cilindro è “non magnetico” o che utilizza materiali speciali: quando il requisito è legato alla compatibilità dei materiali, la documentazione deve consentire di identificare chiaramente ciò che è stato utilizzato nella costruzione.
Anche le guarnizioni devono essere considerate
Il progetto prevedeva guarnizioni speciali in poliuretano, con una temperatura massima di lavoro indicata nell’offerta tra 90 e 100 °C.
Questo dettaglio è importante perché la scelta delle guarnizioni non può essere separata dalle condizioni operative del cilindro.
Nel caso specifico, il Customer chiedeva esplicitamente di conoscere anche il materiale delle guarnizioni e degli altri componenti interni prima di procedere con l’ordine.
La documentazione Vega conferma inoltre che per i cilindri idraulici sono disponibili diverse configurazioni di materiali e tenute in funzione dell’applicazione.
Un altro problema: cilindrico o conico?
Una parte significativa dello scambio tecnico riguardava le connessioni idrauliche.
Il Customer utilizzava tubazioni con raccordi caratterizzati da un cono a 60° e ghiera di serraggio e chiedeva come collegarli alle porte dei cilindri, delle valvole di ritegno e dei regolatori di flusso.
In una prima fase era stato specificato che le connessioni del cilindro e dei componenti idraulici erano 1/4″ BSP cilindriche.
Successivamente, però, il progetto fu modificato.
La versione speciale finale prevedeva infatti porte dell’olio 1/4″ BSPT, cioè con filettatura conica, su entrambi i lati del cilindro.
Questo passaggio è un ottimo esempio di quanto sia importante definire con precisione la tipologia di filettatura già durante la fase di progettazione.
Dire semplicemente “1/4 BSP” non era sufficiente per questa applicazione: occorreva distinguere chiaramente tra la configurazione cilindrica e quella conica e verificare la compatibilità con tubi, raccordi, valvole e regolatori.
La posizione della valvola di ritegno è importante
La configurazione idraulica comprendeva anche valvole di ritegno e regolatori di flusso.
Vega specificò che, per una corretta installazione della valvola di ritegno, questa doveva essere montata direttamente sul cilindro attraverso una connessione rigida, anziché alla fine del tubo flessibile.
Nel progetto furono quindi considerati contemporaneamente:
cilindro → raccordo → valvola di ritegno → regolatore di flusso → tubo flessibile.
Anche il collegamento tra i componenti doveva essere progettato in funzione delle filettature effettivamente disponibili.
Il circuito idraulico doveva essere verificato nel suo insieme
Durante l’analisi del circuito emerse anche un’altra questione importante.
Nel disegno di collegamento non risultavano chiaramente le connessioni di pilotaggio necessarie per lo sblocco delle valvole di ritegno. Vega chiese quindi di verificare se fosse stato previsto un altro tipo di valvola oppure se si trattasse semplicemente di un errore nello schema.
Questo dimostra che, quando si sviluppa un cilindro speciale, non è sufficiente verificare soltanto il componente.
Bisogna controllare la compatibilità dell’intero circuito:
- cilindro;
- raccordi;
- tubazioni;
- regolatori;
- valvole di ritegno;
- connessioni di pilotaggio;
- filettature;
- materiali.
Anche le tubazioni facevano parte del progetto
La richiesta comprendeva inoltre tubazioni flessibili di lunghezza significativa.
In una fase della trattativa il Customer richiedeva 18 tubi da 15 metri, insieme a 18 regolatori di flusso e 18 valvole di ritegno.
Per i tubi era stata considerata una configurazione SAE 100 R1AT, mentre veniva ancora definito il tipo di raccordo, diritto oppure a 90°.
Anche questo dettaglio evidenzia un principio fondamentale: in un’applicazione speciale, il cilindro non può essere progettato ignorando il sistema di collegamento.
Quando la personalizzazione è la soluzione migliore
Il caso mostra un approccio interessante alla progettazione di cilindri idraulici speciali.
La base era un prodotto standard della famiglia V250CE, ma l’applicazione richiedeva:
- materiali specifici;
- esclusione di determinati materiali;
- certificazioni;
- guarnizioni speciali;
- connessioni idrauliche personalizzate;
- compatibilità con valvole e regolatori;
- definizione precisa dei raccordi;
- documentazione tecnica dedicata.
Vega dichiarava inizialmente di preferire la fornitura di cilindri e accessori standard da catalogo, ma in questo caso venne fatta un’eccezione proprio a causa delle esigenze particolari dell’applicazione.
Il risultato: un cilindro progettato intorno all’applicazione
La versione finale CE025ESDGN020S rappresentava quindi una personalizzazione significativa del V250CE.
Il cilindro manteneva la filosofia compatta della piattaforma V250CE, ma veniva configurato con:
ERGAL + AISI 316 + guarnizioni speciali + connessioni BSPT + documentazione dei materiali.
La versione finale era prevista con una pressione massima di 150 bar, una spinta massima di circa 736 kgf e una trazione massima di circa 354 kgf.
Il caso dimostra quindi che la personalizzazione di un cilindro idraulico non significa necessariamente progettare un prodotto completamente nuovo.
Spesso significa partire da una piattaforma esistente e modificare in modo controllato i componenti che devono rispondere ai requisiti specifici dell’applicazione.
La lezione per chi progetta sistemi oleodinamici speciali
Quando un’applicazione presenta requisiti particolari, è importante definire fin dall’inizio:
- quali materiali possono essere utilizzati;
- quali materiali devono essere esclusi;
- quali certificazioni sono necessarie;
- quali sono pressione e forze richieste;
- quale tipo di filettatura è realmente necessario;
- come saranno collegati tubi, valvole e regolatori;
- dove devono essere installate le valvole di ritegno;
- quali sono le condizioni di temperatura;
- quali componenti devono essere personalizzati;
- quale documentazione tecnica deve essere disponibile prima della produzione.
Nel caso analizzato, molte delle difficoltà iniziali non riguardavano la realizzazione meccanica del cilindro, ma la necessità di definire con precisione materiali, filettature, raccordi e configurazione del circuito.
È proprio in queste situazioni che l’esperienza del produttore può diventare parte integrante della progettazione.
V250CE – Cilindri idraulici compatti a corsa breve
