Le unità del piatto oscillante e dell'asse piegato-sono entrambe le cosemacchine a pistoni assiali. Utilizzano le stesse parti di base: una canna del cilindro rotante, pistoni paralleli all'asse della canna e una piastra della valvola che alterna pressione e aspirazione. Ciò che differisce è dove si trova l'angolo e quale parte trasporta il carico.
Questa scelta influisce sulla velocità massima, sulla coppia iniziale, sull'intervallo di cilindrata, sul modo in cui l'albero gestisce i carichi laterali, sui costi e sulla possibilità di sostituire un'unità con un'altra.
Dove si trova l’angolo e cosa guida cosa
Design del piatto oscillante (in-linea).
L'albero motore e la canna del cilindro condividono un asse. I pistoni scorrono su pantofole contro una piastra inclinata. Mentre la canna gira, l'angolo della piastra fa sì che ogni pistone si muova dentro e fuori. In un motore, i pistoni pressurizzati spingono contro la piastra inclinata, che fa girare la canna, che a sua volta fa girare l'albero.
Insane Hydraulics riassume la direzione della forza in questo modo: nei motori a piatto oscillantela canna guida l'albero. (Idraulica pazzesca)
Design ad asse-piegato
La canna del cilindro è inclinata rispetto all'albero. I pistoni si collegano ad una flangia di comando sull'albero, quindi la forza del pistone viene trasmessa direttamente all'albero. Un elemento di sincronizzazione mantiene poi la canna in rotazione con l'asta. Tale elemento può essere un albero centrale, le stesse bielle o un ingranaggio di distribuzione. Quil'albero guida la canna. (Idraulica pazzesca)
Parker, ad esempio, utilizza un ingranaggio di distribuzione per sincronizzare l'albero e la canna nella sua serie F11/F12. (Parker Hannifin, catalogo MSG30-8249/UK)
Perché l'angolo è importante
La corsa del pistone aumenta con l'angolo. L'angolo del piatto oscillante è generalmente limitato a meno di 20 gradi, mentre un'unità dell'asse piegata- può essere piegata fino a circa 40 gradi. (Supermercato idraulico, Brendan Casey) I prodotti reali abbracciano questo intervallo:
<20°
Limite tipico del piatto oscillante
~40 gradi
Intervallo superiore dell'asse- piegato
40 gradi
Parker F11/F12
32 gradi
Danfoss H1B
- Le unità fisse F11/F12 di Parker utilizzano un angolo di 40 gradi tra albero e cilindro, che secondo l'azienda è un'unità compatta e leggera. (Parker Hannifin)
- Il motore dell'asse piegato variabile H1B di Danfoss- funziona fino a 32 gradi. (Danfoss)
Una corsa più lunga significa maggiore spostamento da una canna più piccola e meno parti rotanti più piccole. È da qui che derivano la maggior parte dei vantaggi dell'asse-piegato.
Cosa mostrano due unità a catalogo con la stessa cilindrata
I confronti generali sono più facili da giudicare con dati reali. La tabella seguente mette fianco a fianco due motori Bosch Rexroth a cilindrata fissa-di circa 45 cc/giro, uno per ciascun modello. Entrambi i dati provengono dalle schede tecniche del produttore. Le righe teoriche vengono calcolate come spiegato sotto la tabella.
| Parametro | A10FM 45 (piatto oscillante) | A2FM 45 (asse-piegato) |
| Cilindrata Vg | 44,5 cm³/giro | 45,6 cm³/giro |
| Pressione nominale/massima | 280/350 bar | 400/450 bar |
| Velocità massima (scheda tecnica) | 4.000 giri al minuto | 5.600 giri/min |
| Coppia teorica alla pressione nominale | 198 Nm | 290 Nm |
| Portata teorica alla massima velocità | 178 l/min | 255 l/min |
| Potenza idraulica teorica (pressione nominale, velocità massima) | ≈ 83kW | ≈ 170kW |
| Fonte | Bosch Rexroth RE 91172 | Bosch Rexroth RE 91001 |
Come sono state elaborate le righe calcolate
• Coppia teoricaT=Vg × Δp / (20π), in Nm, con Vg in cm³ e Δp in bar
• FluireQ=Vg × n / 1000, in l/min
• EnergiaP = Q × Δp / 600, in kW
Queste cifre non includono le perdite volumetriche e meccaniche. Inoltre, non rappresentano una valutazione di servizio continuo, perché un'unità non è destinata a funzionare alla velocità massima e alla pressione nominale contemporaneamente per un lungo periodo.
Come leggere la tabella:
Quasi allo stesso spostamento, l'unità dell'asse piegato- è valutata circa il 40% più veloce (5.600 contro 4.000 giri/min). Ciò corrisponde al punto generale di Casey secondo cui un motore ad asse piegato- può funzionare molto più velocemente di un motore in-linea della stessa cilindrata.
Le due schede collocano le famiglie in diverse classi di pressione. Con una pressione e una velocità più elevate, l'unità dell'asse piegato- gestisce circa il doppio della potenza idraulica teorica in una classe di cilindrata simile.
La scheda tecnica del piatto oscillante elenca una coppia iniziale a 0 giri/min e 280 bar di 170 Nm per la taglia 45. La sua coppia teorica è di 198 Nm, quindi eroga circa il 86% allo spunto. Per la taglia più piccola 23 il rapporto è più basso: 75 su 105 Nm, circa il 71%. (Bosch Rexroth RE 91172) La scheda tecnica A2FM elenca come caratteristica la "buona efficienza di avviamento" ma, nell'edizione rivista, non fornisce alcuna tabella della coppia di spunto. Casey stima che il vantaggio di distacco dell'asse piegato- sia pari a circa il 5% rispetto a un motore in-linea della stessa cilindrata.
Si tratta di due famiglie di prodotti di un unico produttore, non di una legge fisica. Alcune pompe del piatto oscillante, ad esempio, funzionano a pressioni più elevate rispetto all'A10FM. Utilizza la tabella per vedere il tipo di differenze da cercare, quindi controlla le schede tecniche effettive delle tue unità.
Compro-che cambiano la decisione
| Fattore | Piatto oscillante | Asse-piegato |
| Angolo massimo | Tipicamente < 20 gradi | Fino a circa 40 gradi |
| Velocità a un dato spostamento | Inferiore | Più alto |
| Coppia di spunto/a bassa-velocità | Inferiore; scende ulteriormente sulle taglie piccole (vedi tabella sopra) | Circa il 5% in più (Casey) |
| Gamma di cilindrata variabile | Più stretto | Circa il doppio del rapporto corsa (Casey) |
| Verso lo spostamento zero | Comune | Alcuni modelli possono, non tutti |
| Carico radiale esterno dell'albero | Controllare la scheda tecnica; spesso limitato | Cuscinetti a rulli pesanti progettati per questo |
| Trasmissione-per pompe tandem | Ampiamente offerto (ad esempio A10VSO) | Conferma per modello |
| Costo di acquisto | Inferiore | Più alto, spesso in modo significativo (Casey) |
Fonti: angolo, rapporto corsa, coppia di spunto e costoSupermercato idraulico. Lo spostamento zero e i cuscinetti sono trattati nei punti seguenti.
Alcune di queste righe necessitano di più contesto:
Si dice spesso che solo i-motori in linea possono raggiungere lo zero, cosa di cui alcuni azionamenti necessitano per ruotare liberamente o cambiare modalità. La formulazione di Casey è più attenta: non tutti i motori ad asse inclinato variabile-possono andare a zero. Danfoss offre un motore variabile ad asse piegato-con capacità di zero-gradi. (Danfoss H1B) Se la tua unità necessita di cilindrata zero, scrivilo nelle specifiche e confermalo per il modello esatto. Non presumerlo dal tipo di progettazione.
In un'unità ad asse piegato-, la forza del pistone si trasmette direttamente all'albero, pertanto i cuscinetti dell'albero sopportano carichi pesanti. Casey sottolinea che questi cuscinetti sono più soggetti a guasti precoci rispetto ai cuscinetti per alberi in linea. Mobile Hydraulic Tips afferma che è più probabile che tu sostituisca i cuscinetti di una pompa ad asse piegato-. (Punte idrauliche mobili)
Quegli stessi cuscinetti a rulli conici di grandi dimensioni sono il motivo per cui le unità con asse piegato-tollerano bene i carichi laterali esterni. Parker afferma che i suoi cuscinetti a rulli per carichi pesanti consentono carichi assiali e radiali esterni sostanziali sull'albero. Le punte idrauliche mobili ritengono che l'asse piegato- sia un'ottima scelta per le pompe azionate da ingranaggi o pulegge. Rexroth aggiunge che l'impostazione della direzione della forza radiale può ridurre il carico sui cuscinetti e prolungare la durata utile. (Bosch Rexroth RE 91001)
Poiché l'albero deve far girare una canna pesante, l'elemento sincronizzatore è soggetto a torsione ciclica. Insane Hydraulics collega le rotture ripetute dell'albero di sincronizzazione-all'affaticamento causato da accelerazioni e decelerazioni frequenti e brusche. (Idraulica pazzesca) Trattatelo come un modello di fallimento osservato sul campo, non come un tasso di fallimento quantificato. Vale comunque la pena verificare i cicli di lavoro con inversione costante.
Come cambia la risposta in base all'applicazione
Il design migliore dipende dal lavoro, non dal design stesso. Ecco come si manifestano i compromessi-di cui sopra nei casi più comuni:
| Applicazione | Punto di partenza | Perché e cosa controllare |
| Corsa a circuito chiuso-o propulsione con un'ampia gamma di velocità | Motore ad asse piegato-variabile | Sfrutta al meglio la sua ampia gamma di cilindrata e l'elevata velocità. Danfoss posiziona il suo H1B principalmente per la propulsione a circuito chiuso-. Un layout comune accoppia una pompa a piatto oscillante variabile, come una pompa a circuito chiuso-tipo A4VG-, con un motore ad asse piegato- variabile come un A6VM. In questo caso il tipo di circuito conta tanto quanto il design della pompa; la nostra guida apompe a pistone a circuito aperto e a circuito chiusolo copre separatamente. |
| Pompe azionate da cinghia, ingranaggio o presa di forza del motore con carico laterale sull'albero | Pompa ad asse piegato fisso- | I suoi cuscinetti sono costruiti per la forza radiale esterna. Le pompe A2FO e A17FO di Sheungchak, ad esempio, sono progettate con asse piegato fisso. |
| Centrali elettriche industriali, presse e macchine utensili | Pompa del piatto oscillante variabile | I controlli di pressione, flusso e potenza si adattano facilmente e l'azionamento- consente l'utilizzo di pompe tandem. L'A10VSO, ad esempio, è dotato di controlli tra cui DR, DFR e DFLR, con azionamento passante-come opzione. Lo spostamento viene modificato semplicemente inclinando il piatto oscillante, quindi il controllo è semplice e il costo rimane inferiore. |
| Circuiti-con costi, velocità-moderata e pressione-moderata | Unità piatto oscillante | Di solito prestazioni sufficienti a un prezzo inferiore, che si adatta al punto di costo di Casey. |
| Motori che si avviano sotto carico o si muovono lentamente a bassa velocità | Confronta le schede tecniche | Confronta la coppia di spunto, non solo la cilindrata. Come mostrano i dati A10FM, i piatti oscillanti di dimensioni più piccole possono perdere una quota notevole di coppia teorica a 0 giri/min. |
Sostituzione: mantenere il design originale
Quando una pompa o un motore si guasta, la questione pratica è se la sostituzione corrisponde all’originale, non quale design sia migliore in generale. Passare dall'asse piegato-al piatto oscillante, o viceversa, non è uno scambio simile-per-simile:
La canna inclinata conferisce a un'unità ad asse piegato-una forma e una lunghezza dell'alloggiamento diverse. Le flange di montaggio, le posizioni delle porte e le posizioni di scarico potrebbero non essere allineate.
Un'unità con piatto oscillante montata in un punto in cui un'unità con asse piegato- gestiva carichi laterali su cinghia o ingranaggio potrebbe non essere classificata per tali forze.
Nella tabella sopra, l'unità dell'asse piegato- è classificata sia per una velocità più elevata che per una classe di pressione più elevata. Una sostituzione del piatto oscillante della stessa cilindrata potrebbe essere sovraccarica.
Le unità variabili dei due modelli utilizzano meccanismi di controllo e intervalli di spostamento diversi. La risposta della macchina cambierà anche se le dimensioni delle porte corrispondono.
Il codice del modello di solito indica il design. Tra le famiglie fornite da Sheungchak:
Asse-piegato
Motori A2FM e A6VM; Pompe A2FO e A17FO
Piatto oscillante
Pompe A10VSO, A4VSO, A11VO, A4VG e K3V112
Per come decodificare questi codici, vederecome leggere il codice di un modello A2FM.
Prima di ordinare una pompa o un motore sostitutivo, verificare:
| 1 | Il pienodigitare il codice e il numero di partedalla targhetta. Ciò include famiglia di design, dimensioni, serie e controllo. |
| 2 | Senso di rotazionee se il circuito è aperto o chiuso. |
| 3 | Tipo di albero, flangia, posizioni delle portee la posizione dello scarico del case. |
| 4 | Pressione di esercizio, pressione di picco e velocità di trasmissioneal tuo ciclo di lavoro reale, non solo al massimo indicato sulla targa. |
| 5 | Qualunquecarico esterno dell'alberoda un disallineamento della cinghia, dell'ingranaggio o del giunto. |
| 6 | Per i motori variabili, se l'azionamento ha bisognospostamento pari a zero o quasi-zero. |
| 7 | Tipo di fluido, temperatura di esercizioe il livello di filtraggio. |
Se stai valutando una parte OEM rispetto a un'unità aftermarket per lo stesso modello,pompa idraulica originale vs aftermarketspiega quali prove di prova richiedere.
Scegliere tra i due
Scegli l'asse piegato-quando...
Sono necessarie alta velocità, elevata densità di potenza, un ampio intervallo variabile, una forte coppia di spunto o tolleranza per i carichi laterali dell'albero, e il prezzo più elevato e la manutenzione dei cuscinetti sono accettabili.
Scegli il piatto oscillante quando...
Hai bisogno di un controllo flessibile della pressione e del flusso, tramite-pompe tandem o capacità del motore a cilindrata zero-, altrimenti un costo di acquisto inferiore conta più della velocità massima.
Per una sostituzione, attenersi al progetto già installato a meno che un tecnico non abbia esaminato il montaggio, i carichi e i controlli.
Sheungchak Hydraulic fornisce motori a pistoni ad asse piegato-delle famiglie A2FM (da 5 a 1000 cc/giro), A6VM e AA6VM. Se stai sostituendo un motore ad asse piegato-, invia il codice del tipo di targhetta e le foto dell'albero, della flangia e delle porte tramite il nostropagina del prodotto del motore idraulico. Il nostro team può confermare una configurazione corrispondente prima di effettuare un ordine.
