Tipologie di motore oleodinamico più diffuse

In oleodinamica il motore rappresenta il reciproco funzionale della pompa, ovverosia è un sistema in grado di convertire la pressione presente all'interno delle tubature e ottenuta solitamente tramite l'impiego di olio con un determinato grado di viscosità in un moto rotatorio.

 

Questo si ottiene sfruttando un sistema interno formato da ingranaggi, pistoni o placche, con un assetto di cilindrata che può essere fisso o variabile in base all'architettura selezionata.

 

Ci sono infatti i motori con una cilindrata che viene definita inizialmente in fase progettuale ed altri invece le cui caratteristiche possono essere regolate sia in maniera semistatica, cioè agendo su un attuatore di calibrazione una tantum o saltuariamente, sia in maniera dinamica sfruttando controlli elettromeccanici o idraulici basati su una rete di osservazione.

 

Quali sono le tipologie più diffuse di motore

 

Le architetture principali dei motori oleodinamici possono essere sostanzialmente suddivise in quattro grandi gruppi: assiali, radiali, orbitali e con ingranaggi esterni.

 

A causa di limiti architetturali e di sicurezza, le tipologie offrono performance differenti, che solo in parte si possono considerare sovrapponibili e quindi da libertà di scelta in fase di progetto non è totale, anche se il range di impiego spesso è talmente ampio da rendere labile il confine.

 

Le diverse soluzioni sono un elemento di progetto importante, perché a variare, oltre che le performance, sono pesi e ingombri, che in un settore mobile diventano un punto critico da tenere in considerazione.

 

Motori assiali e radiali

 

I motori assiali, come dice il nome, prevedono che l'olio sotto pressione entri nella camera di conversione in asse con il moncone rotante e sfruttano un principio di funzionamento basato su una piastra inclinata solidale al perno, che offre la massima superficie ai pistoni in contatto o molto più di rado all'olio libero.

 

A causa delle differenze di pressione imposte dai singoli attuatori a turno la piastra ruota secondo il principio dell'elica, inversa in questo caso, effettuando la trasmissione dell'energia.

 

Si tratta di motori tipicamente piuttosto veloci, in grado di ottenere ottime performance dal punto di vista energetico vista la superficie utile per lo scambio energetico, che però si paga ovviamente in termini di ingombro totale e di peso.

 

I motori a pistoni radiali, invece prevedono la presenza di un eccentrico, di solito circolare, montato sull'asse di rotazione sul bui bordo insistono un gruppo di pistoni, solitamente in numero dispari per il massimo della spinta utile e che esercitano la pressione a impulsi.

 

Questa causa la rotazione e si tratta di dispositivi con performance più basse dal punto di vista del momento torcente, ma con ottimo grado di precisione e buona velocità.

 

Motori con ingranaggi esterni e orbitali

 

Il motore con ingranaggi esterni, invece, è molto più simile dal punto di vista concettuale ad una pompa, perché a parte le specifiche di progetto l'architettura è sostanzialmente la stessa.

 

Ci sono due ingranaggi, dei quali uno è solidale con l'albero di uscita e che vengono fatti ruotare direttamente dall'alta pressione dell'olio. Questo abbassa leggermente le prestazioni dal punto di vista dell'effettiva potenza disponibile, ma incrementa quelle di velocità che può raggiungere valori considerevoli.

 

Infine, i motori con orbitale dove un rotore si accoppia tramite un ingranaggio a uno statore a ghiera curva. Lo spunto è elevato e la velocità molto regolabile. La loro architettura che prevede ruote planetarie con pignoni in rotolamento incrementano rispetto ad altri modelli il numero di inversioni di volume disponibili che si traducono in alte cilindrate con ingombri piccoli.

 

Quindi, con la ruota interna che si trova a orbitare intorno all'asse ideale di una corona vincolata, si ha una separazione costante fra zona di scarico e di pressione. Questo li rende da un lato lenti, ma dall'altro versatili, soprattutto nel settore del sollevamento.

 

Quali sono i fattori più rilevanti

 

Come per ogni motore, i fattori da tenere in considerazione sono velocità, in RPM e coppia torcente in N/m, ma in molte applicazioni non ci si può limitare a questi due.

 

Da valutare c'è lo spunto iniziale, che per macchine destinate a trasdurre moto su bracci o ingranaggi pesanti può risultare un fattore critico e richiedere a volte persino un motore esterno d'avvio, in casi estremi e la rumorosità.

 

Quest'ultima è legata all'architettura, allo spessore della camera e alla qualità dell'accoppiamento, ma spesso maschera anche vibrazioni in bande non acustiche, ma critiche per la tenuta dei raccordi e dei bulloni e può richiedere una stima preliminare accurata per non perdere calibrazione o avere performance più basse del previsto.