UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA Dipartimento di Ingegneria Industriale
Prof. Francesco Castellani
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SISTEMI PNEUMATICI
•Sono sistemi di trasmissione ed impiego di energia attraverso un mezzo
fluido che hanno caratteristiche analoghe ai sistemi oleodinamici dai
quali si distinguono per le differenti proprietà fisiche del fluido (aria
compressa anziché olio in pressione).
•L’aria rispetto all’olio ha una minore densità e minore viscosità ma è
molto più comprimibile.
•Spesso si impiega aria compressa con una emulsione di olio per la
lubrificazione.
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MODULO DI COMPRIMIBILITA’
Per i gas che seguono la politropica si ha:
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L
’
elevata
comprimibilità dell’aria
permette
di
olio
immagazzinare energia
L’energia rilasciata nel fare espandere un volume di gas V0 alla pressione P0 fino
ad una pressione più bassa P (ed un volume V) può essere valutata come segue:
aria a 10 MPa
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Per un volume di liquido si ha invece:
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Per un litro di aria, passando dalla pressione di 15MPa a quella atmosferica si
ottiene per n=1.4:
Per un litro di olio con le stesse pressioni e B=1.4x109 Pa:
Per un kg di aria si ha:
Per un kg di olio:
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CARATTERISTICHE DI UN CIRCUITO PNEUMATICO:
1.risposta con ritardo nel tempo
2.movimento non uniforme dei cilindri attuati
3.minor rischio di shock idraulico (gradualità dei gradienti di velocità)
4.possibilità di fornire grosse quantità di energia in breve tempo
5.i cilindri pneumatici hanno bisogno di un freno per bloccare le posizioni
6.Limitato effetto delle espansioni termiche sul livello di pressione
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CARATTERISTICHE DI UN CIRCUITO PNEUMATICO:
7.la minore densità protegge da shock idraulici ed alleggerisce il sistema (sono
tollerate nelle linee maggior velocità per cui è possibile impiegare diametri minori)
8.la bassa viscosità abbassa le perdite nelle linee ma favorisce i trafilamenti
9.dopo essere stata impiegata in alta pressione l’aria può essere dispersa in
atmosfera per cui non ci sono linee di ritorno
10.i serbatoi di aria compressa hanno un elevato volume
11.nell’aria è sempre presente umidità che potrebbe condensare per questo può
essere necessaria l’essiccazione
12.non esiste rischio di incendio anche se i serbatoi in pressione possono esplodere
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Sistemi pneumatici vantaggi:
1.Peso contenuto dei dispositivi
2.Disponibilità del fluido di lavoro
3.Rischio di incendio trascurabile
4.Possibilità di fornire molta energia in un tempo breve
Sistemi pneumatici svantaggi:
1.Condizioni di tenuta critiche
2.Pressioni di esercizio basse
3.Scarsa precisione di attuazione
4.Ritardo di attuazione
5.Variazione della pressione con la temperatura nei serbatoi
6.Rischio di condense
7.Necessità di lubrificazione
8.Rischio di esplosione
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CIRCUITO PNEUMATICO BASE
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RISCALDAMENTO IN SEGUITO ALLA COMPRESSIONE
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RISCALDAMENTO IN SEGUITO ALLA COMPRESSIONE
dove k ed η sono coefficienti correttivi che tengono conto delle dissipazioni termiche e delle perdite di
pressione.
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VALVOLE PNEUMATICHE
Il principio di funzionamento è analogo a quello delle valvole idrauliche. Viste le
minori forze ed inerzie in gioco è più semplice il controllo diretto.
Costruttivamente si inseriscono sempre componenti finalizzati al miglioramento delle
tenute.
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DISTRIBUTORE PNEUMATICO
Può avere molte porte, ma ha bisogno di tenute radiali per limitare le perdite.
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CILINDRO PNEUMATICO A CONTROLLO MANUALE
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CILINDRO PNEUMATICO A CONTROLLO UNIDIREZIONALE
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CILINDRO PNEUMATICO A CONTROLLO BIDIREZIONALE
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CILINDRO PNEUMATICO A CONTROLLO DI TIPO OR
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CILINDRO PNEUMATICO A CONTROLLO DI TIPO AND
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