Pompa a pistoni radiali

Una pompa a pistoni radiali è una pompa volumetrica robusta che genera pressioni elevate fino a 1000 bar nei sistemi idraulici. I pistoni si muovono radialmente a forma di stella attorno all’albero motore, aspirando il fluido e spingendolo con una portata volumetrica. Gli ingegneri la apprezzano per il trasporto a basse pulsazioni in applicazioni B2B esigenti come le macchine edili.

Struttura della pompa a pistoni radiali

Le pompe a pistoni radiali si basano su un principio compatto che consente un’elevata densità di potenza. Il nucleo è costituito da un blocco cilindri con fori radiali in cui sono alloggiati diversi pistoni, spesso più di cinque, disposti a forma di stella. Un albero motore eccentrico aziona il rotore e genera la corsa del pistone.

I pistoni scorrono nei cilindri e sono supportati internamente o esternamente. Nella variante con supporto interno dei pistoni, la pressione agisce sull’albero motore, mentre nel supporto esterno, il corpo della pompa spinge i pistoni verso l’interno. Una camera di aspirazione raccoglie l’olio idraulico, una piastra valvolare controlla l’entrata e l’uscita. Il corpo in acciaio a pareti spesse protegge da sollecitazioni elevate e integra canali per il lato di aspirazione e quello di mandata.

Produttori come Bosch Rexroth o Moog adattano la struttura a requisiti specifici. Un anello di scorrimento si sposta in modo eccentrico per regolare la cilindrata. Guarnizioni e cuscinetti garantiscono una lunga durata a regimi fino a 3000 giri/min.

• Alloggiamento della pompa: sostiene tutti i componenti e scarica la pressione.
• Rotore e pistone: eseguono il processo di spostamento.
• Elemento di comando: consente la regolazione del volume.

Questa struttura riduce notevolmente le forze assiali sull’albero e diminuisce anche l’usura.

Funzionamento di una pompa a pistoni radiali

L’albero motore ruota e muove il rotore in modo eccentrico. I pistoni si spingono radialmente verso l’esterno, aumentando il volume del cilindro e generando una depressione. L’olio idraulico fluisce dalla camera di aspirazione. Durante la corsa di ritorno, i pistoni spingono fuori il fluido e la pressione aumenta rapidamente.

Ogni pistone attraversa la fase di aspirazione e di pressione in modo sfalsato, garantendo un flusso uniforme senza forti pulsazioni. La direzione di trasporto va da dentro verso fuori in modo radiale. Le valvole nella piastra si aprono e si chiudono automaticamente, a seconda della pressione differenziale.

Durante la regolazione, un servomotore sposta l’eccentrico. La cilindrata diminuisce o aumenta e la portata si adatta. Alcuni modelli invertono il flusso regolando oltre la posizione zero. Questo meccanismo garantisce un controllo preciso nei circuiti chiusi.

Gli ingegneri testano il funzionamento su banchi di prova, dove la pressione e la coppia vengono misurate in tempo reale. In questo modo i tecnici si assicurano che la pompa funzioni in modo stabile sotto carico.

Vantaggi delle pompe a pistoni radiali

Le pompe a pistoni radiali convincono per i loro punti di forza in caso di requisiti elevati. Raggiungono pressioni fino a 1000 bar con un’elevata efficienza, anche a basse velocità a partire da 500 giri/min. La bassa pulsazione protegge i componenti a valle come valvole e cilindri.

Il design compatto si adatta a vani macchina stretti e la disposizione radiale elimina le forze assiali sull’albero. Ciò ne prolunga la durata. Inoltre, regolano continuamente il volume, consentendo un risparmio energetico.

• Elevata pressione senza perdite di potenza.
• Bassa pulsazione, ideale per sistemi sensibili.
• Lunga durata grazie alla struttura robusta.

Gli acquirenti tecnici lo scelgono per applicazioni in cui l’affidabilità è fondamentale.

Svantaggi e sfide

La struttura complessa fa lievitare i costi rispetto alle pompe a ingranaggi. Gli alloggiamenti a pareti spesse e le guarnizioni di precisione rendono la produzione complessa. Le impurità nell’olio consumano più rapidamente i pistoni, poiché le tolleranze sono strette.

Le coppie elevate richiedono azionamenti potenti e l’altezza di costruzione a volte supera quella delle pompe a pistoni assiali. La manutenzione richiede competenze specialistiche, poiché lo smontaggio richiede molto tempo.

Ciononostante, i vantaggi prevalgono nelle applicazioni di fascia alta.

Applicazioni tipiche nel settore B2B

Le pompe a pistoni radiali vengono utilizzate dove sono richieste alta pressione e flusso preciso. Nelle macchine edili come escavatori o pale gommate, alimentano i sistemi di guida e sterzo. Le presse nella produzione sfruttano la loro stabile generazione di pressione per la formatura e lo stampaggio.

I responsabili di produzione le utilizzano nelle macchine utensili, ad esempio nelle macchine per colata a iniezione. L’idraulica mobile beneficia della capacità di inversione. Gli operatori di impianti nell’industria siderurgica apprezzano la loro durata sotto carico continuo.

HK Hydraulik ripara tali pompe su banchi di prova moderni e ne garantisce la piena funzionalità.

Confronto con altre pompe idrauliche

Le pompe a pistoni radiali si distinguono per la loro struttura radiale e la loro potenza di pressione. Ecco una panoramica:

Le pompe a pistoni assiali sono più piatte, ma sono adatte a pressioni più basse. Le pompe a ingranaggi si distinguono per la loro semplicità, ma perdono in termini di pulsazioni.

Dati tecnici e possibilità di regolazione

Le pompe a pistoni radiali tipiche forniscono portate da 10 a 250 l/min a velocità comprese tra 500 e 3000 giri/min. La pressione dipende dal numero di pistoni e dalla corsa: i modelli Hawe raggiungono una pressione continua di 700 bar.

La regolazione avviene in modo meccanico-idraulico o elettrico. Un attuatore sposta l’anello di scorrimento, regolando in modo continuo il volume del martello. La regolazione della pressione limita automaticamente la pressione di uscita.

Norme come la ISO 10771 definiscono le procedure di prova per le pompe volumetriche. I produttori elencano schede tecniche con precisioni dello 0, 1% nella misurazione della coppia.

Manutenzione e riparazione delle pompe a pistoni radiali

I tecnici dell’assistenza controllano regolarmente le pompe a pistoni radiali per verificare la presenza di perdite e usura. I guasti più frequenti sono causati dalla cavitazione o dallo sporco: i pistoni si bloccano, le guarnizioni si rompono.

La manutenzione comprende:

1. Cambio dell’olio secondo le indicazioni del produttore.
2. Controllo dei filtri e lubrificazione dei cuscinetti.
3. Misurazione delle vibrazioni per la diagnosi precoce.

In caso di riparazione, gli esperti smontano l’alloggiamento, sostituiscono i pistoni ed eseguono test sui banchi di prova. I banchi di prova simulano un carico fino a 500 bar e 1000 l/min, registrando i dati in formato digitale. In questo modo gli operatori degli impianti riducono al minimo i guasti.

Norme e standard per le pompe a pistoni radiali

La norma ISO 10771 regola i test per le pompe a pistoni, la norma DIN EN ISO 3019-1 stabilisce i requisiti generali. La norma VDE 0113 integra la regolazione elettrica. I produttori certificano secondo questi standard per garantire l’interoperabilità.

Gli studenti apprendono queste norme durante la formazione per dimensionare i sistemi in modo sicuro.

Le pompe a pistoni radiali dominano i sistemi idraulici complessi grazie alla loro potenza. I tecnici e gli acquirenti si affidano a loro quando contano la pressione e la precisione.