Come scegliere una pompa idraulica

Le pompe idrauliche forzano un fluido, di solito olio, attraverso i tubi di un sistema idraulico ad alta pressione in maniera da azionare degli attuatori idraulici, costituiti, nella maggior parte dei casi, da cilindri idraulici o da motori idraulici.

Le pompe idrauliche svolgono una funzione di primaria importanza in quanto forniscono l’energia necessaria per il funzionamento di vari tipi di sistemi idraulici.

Pompe idrauliche: vedi i prodotti

  • Quali sono i diversi tipi di pompe idrauliche?

    Esistono quattro tipi di pompe idrauliche:

    Pompe a ingranaggi

    Pompe a ingranaggi

    Le pompe a ingranaggi hanno pochissimi componenti mobili. Sono costituite da due ruote dentate che ingranano l’una nell’altra. Hanno una portata costante e generalmente operano a pressioni comprese tra 50 e 210 bar. Le pompe a ingranaggi sono le pompe con le più alte velocità di lavoro e possono raggiungere i 3000-6000 rpm (giri al minuto).

    Vantaggi: 

    • Basso costo d’acquisto
    • Cilindrata fissa

    Svantaggi:

    • Bassa efficienza volumetrica

    Le pompe a ingranaggi, a loro volta, si dividono in due tipi: a ingranaggi esterni e a ingranaggi interni.

    Pompe a ingranaggi esterni:

    • Nelle pompe a ingranaggi esterni, solo una delle ruote dentate, la ruota motrice, è collegata alla trasmissione. L’altra ruota dentata si muove invece in direzione opposta, ingranata alla ruota motrice. 

    Esistono pompe a doppio ingranaggio esterno, che consistono in due pompe a ingranaggi azionate dallo stesso albero. Il vantaggio delle pompe a doppio ingranaggio esterno è che possono alimentare due circuiti idraulici indipendenti o fornire una portata maggiore a uno stesso circuito.

    Pompe ad ingranaggi interni:  

    • Sono costituite da una ruota dentata interna eccentrica e una ruota dentata esterna, chiamata “corona”. 
    • Durante la rotazione degli ingranaggi, quando le ruote si sganciano, una certa quantità di fluido viene aspirata e va a riempire lo spazio lasciato tra i denti della ruota interna e della ruota esterna fissata alle pareti della scatola.
    • Quando i denti ingranano nuovamente, il fluido viene espulso verso l’uscita: il ciclo di pompaggio è dunque completo. 

    Vantaggi:

    • Molto silenziose
    • Garantiscono una portata costante

    Pompa a pistone

    Pompe a pistone

    Le pompe idrauliche a pistone sono in grado di pompare flussi molto elevati ad alte pressioni. Il loro principio di funzionamento si basa sul movimento alternato dei pistoni. I pistoni hanno un’eccellente capacità di tenuta, che permette loro di funzionare ad alte pressioni senza perdite significative di fluido.

    Vantaggi:

    • Offrono la migliore efficienza volumetrica complessiva
    • Generano pressioni più elevate di qualsiasi altro tipo di pompa
    • Sono affidabili 
    • Hanno un’alta densità di potenza
    • Esistono modelli a cilindrata variabile e modelli a cilindrata fissa

    Svantaggi:

    • Sono le pompe idrauliche più costose

    I pistoni possono essere montati in due modi: radialmente o assialmente.

    Montaggio assiale: 

    Le pompe a pistoni assiali funzionano in base all’inclinazione di una piastra o di un asse. 

    • Nelle pompe a pistoni assiali a piastra inclinata i pistoni rotanti sono tenuti a contatto con la piastra e l’inclinazione di questa determina la corsa del pistone.
    • Nelle pompe ad asse inclinato la cilindrata dipende dall’angolo di rotazione: i pistoni si muovono all’interno dei cilindri quando l’asse ruota. 

    Montaggio radiale 

    I costruttori propongono due tipi di pompe a pistoni radiali. 

    • Con blocco cilindri eccentrico: la rotazione del pistone avviene all’interno di un anello esterno rigido. L’eccentricità determina la corsa del pistone. 
    • Con albero eccentrico: l’albero eccentrico rotante imprime al pistone dei movimenti radiali oscillanti. 

    Vantaggi: 

    • Alcune pompe a pistoni radiali possono avere più uscite indipendenti.

    Pompa a palette

    Pompe a palette

    Sono costituite da un rotore con scanalature radiali, nelle quali sono alloggiate delle palette rettangolari. Le palette, di conseguenza, si muovono radialmente.

    Vantaggi:

    • La loro efficienza volumetrica è generalmente superiore a quella delle pompe a ingranaggi.
    • Sono meno rumorose, anche a velocità elevate (fino a 3 000 giri/min).
    • Possono avere cilindrata fissa o variabile.
    • Nel caso delle pompe a portata variabile, è possibile ridurre la portata se necessario e quindi ridurre il consumo di energia.

    Svantaggi:

    • Sono più costose delle pompe a ingranaggi (ma più economiche delle pompe a pistoni).
    • Essendo le palette soggette a sollecitazioni di flessione dovute alla pressione di scarico, queste pompe sono fragili.
  • Qual è la differenza tra pompe a cilindrata fissa e pompa a cilindrata variabile?

    Pompa a cilindrata variabile di HAWE Hydraulik

    Pompa a cilindrata variabile di HAWE Hydraulik SE

    La cilindrata di una pompa corrisponde al volume del fluido pompato, a seconda del modello, dagli ingranaggi, dalle palette o dai i pistoni durante un ciclo completo. Per fare un esempio, ciò significa che, salvo perdite, una pompa con una capacità di 30 cm³ pomperà 30 ml di fluido per ciclo operativo. 

    • Con una pompa a cilindrata fissa, chiamata anche pompa a flusso costante, non è possibile modificare la quantità di fluido movimentata durante uno stesso ciclo di pompaggio.
    • Con una pompa a cilindrata variabile, o pompa a flusso variabile, invece, è possibile regolare la quantità di fluido durante un ciclo di pompaggio.

    Il vantaggio principale di poter ridurre la cilindrata di una pompa è quello di risparmiare energia qualora un dato circuito non richieda un funzionamento a piena potenza.

    Le pompe a pistone e le pompe a palette possono essere a cilindrata fissa o variabile, a seconda del modello. Le pompe a ingranaggi, invece, hanno sempre una cilindrata fissa.

  • Quali sono le caratteristiche delle pompe idrauliche?

    La scelta di una pompa idraulica verrà effettuata in base alle seguenti caratteristiche: 

    • Pressione (Δp), espressa in bar.
    • Portata (Qv), chiamata anche flusso, che è espressa in l/min. Corrisponde al volume di fluido fornito dalla pompa in un determinato periodo di tempo.
    • Cilindrata, espressa in cm³, che corrisponde al volume di fluido pompato per ciclo.
    • Velocità di rotazione (N), espressa in rpm.
    • Potenza (Ph), espressa in kW.
    • Efficienza, che corrisponde all’energia utile della pompa dopo le perdite che si verificano principalmente a causa dell’attrito (frizione). 

    Calcolo della potenza di una pompa idraulica:

                                                      Portata (l/min) * Pressione (bar)

    Potenza idraulica (kW) = —————————————-

                                                                     600

  • Quali sono i simboli delle pompe idrauliche?

    Simbolo Pompa

    Pompa unidirezionale a cilindrata fissa

    Pompa unidirezionale a cilindrata fissa

    Pompa unidirezionale a cilindrata fissa

    Pompa bidirezionale a cilindrata fissa

    Pompa bidirezionale a cilindrata fissa

    Pompa bidirezionale a cilindrata fissa

    Pompa unidirezionale a cilindrata variabile

    Pompa unidirezionale a cilindrata variabile

    Pompa unidirezionale a cilindrata variabile

    Pompa bidirezionale a cilindrata variabile

    Pompa bidirezionale a cilindrata variabile

    Pompa bidirezionale a cilindrata variabile

    Pompa unidirezionale a cilindrata fissa con drenaggio

    Pompa unidirezionale a cilindrata fissa con drenaggio

    Pompa unidirezionale a cilindrata fissa con drenaggio

    Pompa unidirezionale a cilindrata variabile con drenaggio

    Pompa unidirezionale a cilindrata variabile con drenaggio

    Pompa unidirezionale a cilindrata variabile con drenaggio
  • Qual è la pressione delle pompe idrauliche?

    50 bar 

    • La pressione di utilizzazione è raramente inferiore a 50 bar.

    210-300 bar: pompe a ingranaggi

    • La pressione massima è generalmente inferiore a 250 bar.
    • La maggior parte delle pompe a ingranaggi funziona con pressioni fino a 210 bar.
    • Alcune pompe con ingranaggi interni sono in grado di fornire una pressione massima di 300 bar.

    300-450 bar: pompe a pistone 

    • Funzionano a pressioni elevate, di circa 450 bar.
    • Le pompe da 300-350 bar sono sempre più usate nei circuiti aperti.
    • 420 bar è la pressione massima utilizzata, ad esempio, per l’azionamento idrostatico in circuiti chiusi.

    700 bar

    • È la pressione usata per i cilindri delle attrezzature di movimentazione del carico.

    7.000 bar: pompe idropneumatiche

    10.000 bar: moltiplicatori di pressione

  • Quale pompa per quali applicazioni?

    Pompe a ingranaggi esterni

    • Trovano impiego principalmente in applicazioni industriali e altre applicazioni idrauliche, ad esempio all’interno di macchine spaccalegna e ascensori.

    Pompe a ingranaggi interni 

    • Vengono utilizzate principalmente nei sistemi idraulici fissi (ad esempio, macchine utensili, presse, ecc.) e nei veicoli destinati ad un uso in spazi ristretti (carrelli elevatori elettrici, ecc.). 

    Pompe a palette

    • Trovano impiego non solo nell’industria, specialmente nelle macchine per la pressofusione e per lo stampaggio a iniezione, ma anche nelle macchine per la costruzione e i lavori pubblici.

    Pompe a pistone

    • Sono destinate ad applicazioni che richiedono alte pressioni (da 400 bar a 700 bar), come presse, macchine per la lavorazione della plastica, macchine utensili e macchine da costruzione. 
    • Vengono utilizzate per azionare cilindri idraulici in situazioni di forte carico.
    • Trovano impiego anche in attrezzature mobili e di costruzione, macchine per la formatura e lo stampaggio dei metalli, macchine utensili e macchinari per campi petroliferi.
    • Alcune pompe a pistone sono usate anche per trasportare il petrolio e il gas naturale ad alta pressione negli oleodotti.
    • Trovano impiego anche nelle macchine da taglio a getto d’acqua. In questo caso il fluido idraulico è acqua e non olio. Servono anche a pompare liquidi viscosi ad alta pressione, come il petrolio greggio.

    Pompe a vite

    • Vengono utilizzate per pompare liquidi viscosi ad alta pressione, come il petrolio greggio.
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