Molte aziende quotidianamente utilizzano apparecchiature per sollevare e mettere in posizione facilmente e in tutta sicurezza attrezzatura, parti di macchine, componenti, merci varie e molto altro.
Ci sono molte tipologie di apparecchiature di sollevamento, tra queste rivestono un ruolo di grande importanza i sistemi di sollevamento idraulici.
Il loro funzionamento è a livello teorico molto semplice e segue il principio di Pascal: esso si possono sollevare corpi molto pesanti applicando forze di piccola intensità.
Immaginiamo di avere un impianto che mette in comunicazione due pistoni, uno di piccola superficie, che chiameremo, A1 ed uno di grande superficie, che chiameremo A2.
Se applichiamo una forza F1 alla superficie di area A1 esercitiamo una pressione sul liquido:
p1 = F1 / A1
Tale pressione, per il principio di Pascal, si propaga inalterata in ogni punto del liquido e pertanto la pressione si propagherà all’interno di tutto l’impianto.
In prossimità della superficie A2 sarà:
p2 = p1.
Pertanto vale la seguente uguaglianza:
F1 / A1 = F2 / A2.
Moltiplicando la precedente relazione per A1 possiamo ricavare qual è la forza che dobbiamo applicare al pistone 1 per sollevare un corpo di forza-peso F2 posto sul pistone 2.
Infatti abbiamo che:
F1 = F2 · A1 / A2
Tanto più è piccola l’area della superficie 1 rispetto all’area della superficie 2, tanto minore sarà la forza necessaria per sollevare il corpo posto sul pistone 2.
Viste quali sono le regole che governano il sistema vediamo quali sono le componenti impiantistiche.
Il nucleo del sistema è il pistone idraulico, un sotto-sistema costituito da due parti meccaniche: il cilindro, costituito da un corpo cilindrico vuoto, rettificato al suo interno e il pistone (detto anche stelo) costituito da un tondo pieno, rettificato all’esterno. Essi devono essere perfettamente calibrati affinché possano scorrere l’uno nell’altro senza intoppi o imprecisioni.
Lo stelo scorre all’interno del cilindro per effetto della pressione esercitata da un fluido contenuto all’interno del cilindro messo in pressione dall’impianto.
Un pistone, generalmente, è munito alle due estremità di attacchi ad occhiello, all’interno dei quali quali viene infilato un perno adatto a collegarlo, attraverso un apposito sistema a forcella da un lato al punto di fissaggio ed all’altro all’organo meccanico da governare o comunque da movimentare.
I collegamenti tra le componenti del sistema sono realizzati attraverso tubazioni flessibili in grado di reggere la pressione.
Il fluido idraulico è il mezzo di trasporto dell’energia in un impianto idraulico. I fluidi idraulici possono essere classificati come oli minerali, vegetali o sintetici. La scelta viene effettuata in funzione dell’applicazione e delle condizioni ambientali. Non dobbiamo dimenticare che il fluido idraulico ha anche la funzione di proteggere, lubrificare e raffreddare i componenti con i quali viene in contatto e nei quali scorre.
Le pompe idrauliche sono il dispositivo meccanico che permette di aumentare la pressione e di conseguenza rendono possibile l’azione di sollevamento. Quando sono utilizzate in un circuito idraulico sono normalmente di tipo volumetrico poiché vengono richiesti salti di pressione elevati.
Le pompe volumetriche possono essere sia di tipo rotativo sia di tipo alternativo. Le pompe di tipologia rotativa sono pompe ad ingranaggi, mentre quelle di tipologia alternativa sono pompe a pistoni.
Il serbatoio è un recipiente di capacità opportuna, in materiale metallico o plastico e oltre a contenere il fluido deve anche essere in grado di dissipare il calore che si genera durante il funzionamento dell’impianto. È importante che venga monitorato costantemente il livello dell’olio e la sua temperatura, per cui il serbatoio deve essere dotato di almeno un sensore di temperatura e di un indicatore del livello dell’olio.
Le valvole servono per controllare la pressione del flusso del fluido e per controllare la portata. Sono poi presenti nell’impianto anche altre valvole specializzate in funzioni particolari come ad esempio le valvole di non ritorno, quelle di distribuzione e di selezione. Grazie all’uso delle valvole si riesce a dare una logica di funzionamento ad un impianto idraulico e si può garantire la sicurezza durate l’utilizzo.
Il settore è in espansione in tutto il mondo, in quanto i sistemi di sollevamento idraulico consentono di gestire notevoli potenze tramite una componentistica di dimensioni e pesi molto ridotti rispetto ad altre tecnologie, nonché di essere competitivi come costo del sistema.
L’Italia occupa un ruolo di rilievo nel mercato europeo ed è addirittura tra i primi cinque produttori al mondo di componenti idraulici.
