La sostituzione di un sistema di svitamento idraulico installato su uno stampo a iniezione non consiste necessariamente nel trovare un componente con le stesse identiche dimensioni di quello esistente.
In molte applicazioni, la scelta corretta richiede invece di analizzare l’intero sistema: alesaggio, corsa, forza, pressione, cinematica di svitamento, ingombri e possibilità di integrazione nello stampo.
Un’applicazione gestita dal Vega Team mostra bene questo approccio. Il Cliente utilizzava un sistema di svitamento idraulico di un altro produttore e richiedeva una soluzione Vega equivalente. La richiesta iniziale prevedeva un alesaggio di 25 mm, mentre la gamma Vega disponibile per i sistemi di svitamento partiva da 32 mm.
Invece di considerare questa differenza come un limite definitivo, il Vega Team ha analizzato la possibilità di utilizzare una configurazione da 32 mm.
Dalla richiesta di un equivalente alla valutazione ingegneristica
Quando si sostituisce un componente idraulico già installato, il primo errore da evitare è considerare una sola dimensione come parametro determinante.
Nel caso analizzato, il Cliente aveva fornito la documentazione del sistema esistente affinché il Vega Team potesse valutare una possibile alternativa.
Per un sistema di svitamento è necessario considerare, tra gli altri:
- alesaggio del cilindro;
- corsa;
- pressione di esercizio;
- forza necessaria;
- velocità;
- rapporto tra cremagliera e pignone;
- spazio disponibile nello stampo;
- sistema di fissaggio;
- posizione dei collegamenti;
- eventuale rilevamento della posizione.
La domanda corretta non è quindi soltanto:
“Quale cilindro ha le stesse dimensioni?”
La domanda è:
“Quale configurazione può svolgere correttamente la stessa funzione all’interno dello stampo?”
Quando l’alesaggio richiesto non è disponibile
La richiesta iniziale prevedeva un alesaggio di 25 mm.
La gamma Vega per i sistemi di svitamento non prevedeva però questa dimensione: il V210CS standard parte da 32 mm di alesaggio.
V210CS – Cilindri oleodinamici per sistemi di svitamento
Il Vega Team ha quindi proposto di valutare una soluzione da 32 mm, fornendo due configurazioni alternative:
- CS0321.0650AGMN300
- CS0321.0650CGHN300
Questo è un passaggio importante: una differenza dimensionale non significa necessariamente che la sostituzione non sia possibile. Significa che bisogna verificare se la nuova configurazione soddisfa le esigenze meccaniche e idrauliche dell’applicazione.
Perché un alesaggio maggiore può essere una soluzione valida
L’alesaggio determina direttamente la forza che il cilindro può sviluppare a una determinata pressione.
Passare da 25 a 32 mm comporta quindi una variazione delle caratteristiche del cilindro e non può essere considerato un semplice “interchange” dimensionale.
Bisogna verificare:
- forza disponibile;
- pressione richiesta;
- corsa necessaria;
- ingombro;
- collegamento con il sistema di trasmissione;
- compatibilità con la struttura dello stampo.
Il V210CS è progettato specificamente per gli stampi a iniezione plastica che richiedono un movimento di svitamento. La versione standard è disponibile con alesaggi da 32 a 50 mm e corse da 300 a 500 mm.
Il sistema V210CS
Il V210CS utilizza un cilindro compatto V220CC sul quale vengono montate una o due cremagliere laterali.
Il movimento lineare del cilindro viene quindi trasformato, attraverso il sistema cremagliera-pignone, nel movimento rotativo necessario per lo svitamento del componente stampato.
Il corpo centrale è realizzato in lega di alluminio 7075, con flange terminali in acciaio. La configurazione è stata progettata per mantenere un ingombro contenuto rispetto alle soluzioni tradizionali con cilindri a tiranti.
L’importanza dell’ingombro nello stampo
Negli stampi a iniezione lo spazio disponibile può essere molto limitato.
Un sistema di svitamento deve quindi garantire le prestazioni richieste senza creare interferenze con:
- piastre dello stampo;
- espulsori;
- carrelli;
- circuiti idraulici;
- sistemi di raffreddamento;
- altri componenti meccanici.
Nel V210CS le cremagliere sono disposte parallelamente al corpo del cilindro, contribuendo alla compattezza della soluzione. Una vite di regolazione sulla testa posteriore permette inoltre di regolare il punto di partenza del cilindro e l’ingranamento tra cremagliera e pignone.
Due configurazioni per la stessa richiesta
Nel caso analizzato, il Vega Team non ha proposto una sola soluzione, ma due configurazioni alternative da 32 mm.
Questo approccio è particolarmente utile quando si deve sostituire un dispositivo già installato.
La compatibilità non dipende infatti solamente dall’alesaggio, ma anche dalla geometria complessiva del sistema.
La scelta finale può dipendere da:
- posizione del cilindro;
- spazio disponibile;
- configurazione della cremagliera;
- posizione del pignone;
- corsa richiesta;
- interfacce meccaniche;
- eventuale sistema di sensori.
La gamma Vega per stampi identifica il V210CS proprio nella categoria dei sistemi di svitamento.
Cilindri idraulici Vega per stampi
La corsa e il movimento di svitamento
La corsa del cilindro è un parametro fondamentale perché il movimento lineare della cremagliera determina il movimento rotativo disponibile sul pignone.
Per questo motivo, la corsa non deve essere valutata separatamente dalla cinematica dello svitamento.
Nel materiale relativo all’applicazione analizzata erano presenti configurazioni con diverse caratteristiche dimensionali, e il Vega Team indicò la necessità di definire la configurazione in funzione del progetto effettivo.
La documentazione ufficiale del V210CS indica attualmente corse standard da 300 a 500 mm.
Perché il modello 3D è importante
Nel caso analizzato, il Vega Team indicò inoltre la possibilità di fornire il disegno 3D del cilindro selezionato dopo l’ordine.
Per il progettista dello stampo, il modello 3D permette di verificare preventivamente:
- ingombri;
- interferenze;
- punti di fissaggio;
- posizione delle cremagliere;
- posizione del pignone;
- accessibilità per il montaggio;
- spazio per la manutenzione.
Questo può ridurre significativamente il rischio di dover modificare lo stampo dopo aver ricevuto il componente.
Il controllo della posizione tramite sensori magnetici
Il V210CS può essere equipaggiato con un sistema magnetico per il controllo della posizione del pistone.
Il pistone contiene un magnete che genera un campo magnetico. Sensori elettronici regolabili possono rilevare questo campo e trasmettere il segnale al PLC della macchina per lo stampaggio a iniezione.
I sensori previsti per questa configurazione hanno una temperatura massima di esercizio di 80 °C. Il cilindro ha inoltre una pressione massima di esercizio di 180 bar e una velocità massima di 0,1 m/s.
Questi valori devono sempre essere confrontati con le reali condizioni operative dello stampo.
Pressione, forza e coppia devono essere analizzate insieme
La selezione di un cilindro per svitamento non dovrebbe partire esclusivamente dall’alesaggio.
Il percorso di calcolo è più correttamente:
filettatura del prodotto → forza di svitamento → coppia richiesta → pignone → cremagliera → forza del cilindro
La scelta del cilindro deve quindi essere conseguente al dimensionamento della trasmissione meccanica.
Anche la documentazione tecnica Vega sottolinea che il dimensionamento di un sistema di svitamento deve partire dalla valutazione del carico e della trasmissione meccanica, prima di scegliere il cilindro.
Come dimensionare un sistema idraulico di svitamento per stampi a iniezione
Questo è particolarmente importante perché un cilindro apparentemente adeguato per corsa e dimensioni potrebbe non fornire la forza necessaria per generare la coppia richiesta dal sistema di svitamento.
Anche il fluido idraulico deve essere verificato
Per il V210CS Vega indica l’utilizzo di olio minerale ISO VG 46.
Quando si sostituisce un componente di un altro produttore, quindi, è necessario verificare anche la compatibilità del fluido idraulico e delle condizioni operative.
Una sostituzione corretta deve considerare contemporaneamente:
compatibilità meccanica + compatibilità idraulica + prestazioni + spazio disponibile.
La sostituzione non deve essere necessariamente una copia 1:1
Questo Customer Case dimostra un principio molto utile nella progettazione industriale.
Quando un Cliente richiede un prodotto equivalente, l’obiettivo non deve essere necessariamente riprodurre ogni caratteristica del prodotto originale.
È più importante trovare una soluzione che soddisfi le esigenze reali dell’applicazione.
Nel caso analizzato, il Vega Team ha:
- analizzato l’alesaggio richiesto;
- verificato la gamma disponibile;
- individuato il limite dei 25 mm;
- proposto una soluzione da 32 mm;
- fornito due configurazioni alternative;
- messo a disposizione la documentazione tecnica;
- previsto la possibilità di fornire il modello 3D della configurazione selezionata.
È un esempio concreto di come una richiesta di sostituzione possa trasformarsi in una vera valutazione ingegneristica dell’applicazione.
Quando un sistema idraulico di svitamento è la scelta corretta
La scelta del meccanismo di svitamento dipende dall’applicazione.
I sistemi di svitamento possono essere realizzati con diverse tecnologie, tra cui soluzioni elettriche, motori idraulici e sistemi a cilindro idraulico con cremagliera e pignone.
Il sistema deve essere scelto considerando:
- geometria della filettatura;
- numero di giri necessari;
- coppia richiesta;
- spazio disponibile;
- tempo ciclo;
- volume produttivo;
- affidabilità richiesta;
- manutenzione;
- costo complessivo dello stampo.
La documentazione tecnica Vega evidenzia infatti che la scelta del meccanismo deve essere effettuata dopo aver analizzato geometria della filettatura, corsa di svitamento, rapporto di trasmissione e coppia necessaria.
Conclusione
Sostituire un sistema di svitamento idraulico non significa semplicemente cercare un cilindro con dimensioni identiche a quello già installato.
Nel caso analizzato, il Cliente richiedeva inizialmente un alesaggio da 25 mm, mentre la gamma Vega per il sistema di svitamento partiva da 32 mm. Il Vega Team ha quindi valutato configurazioni alternative da 32 mm invece di fermarsi alla differenza dimensionale.
Il V210CS è progettato specificamente per gli stampi a iniezione con movimento di svitamento e combina un cilindro idraulico compatto con un sistema a cremagliera e pignone.
La lezione principale è quindi semplice:
La scelta di un cilindro per un sistema di svitamento deve partire dalle esigenze dell’intero sistema, non soltanto dalle dimensioni del cilindro originale.
Un’analisi corretta di forza, coppia, corsa, pressione, ingombri e cinematica permette di individuare una soluzione realmente compatibile con lo stampo e con il processo produttivo.
URL utili e verificati
- V210CS – Cilindri oleodinamici per sistemi di svitamento — Pagina ufficiale Vega del V210CS, con caratteristiche, dimensioni standard, pressione, velocità, sensori e configurazione del sistema di svitamento.
- Cilindri idraulici Vega per stampi — Panoramica ufficiale della gamma di cilindri Vega per stampi a iniezione e pressofusione, con il V210CS nella categoria dei sistemi di svitamento.
- Cataloghi cilindri idraulici — Catalogo ufficiale Vega delle diverse famiglie di cilindri idraulici, organizzate in base alle applicazioni.
- Come dimensionare un sistema idraulico di svitamento per stampi a iniezione — Articolo tecnico Vega dedicato al calcolo di forza, coppia, corsa della cremagliera e dimensionamento del cilindro.
- Dispositivi di svitamento — Approfondimento tecnico Vega sulle principali tecnologie utilizzate per estrarre componenti filettati dagli stampi.
- Sistemi idraulici di svitamento — Approfondimento Vega sui sistemi di svitamento idraulici e sui principali parametri di progettazione.
