SISTEMI OLEODINAMICI

Crediti: 
6
Settore scientifico disciplinare: 
MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/08)
Anno accademico di offerta: 
2017/2018
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà le conoscenze necessarie a comprendere il funzionamento dei principali componenti e macchine oleodinamiche e le funzionalità dei circuiti in cui sono inserite.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Mediante le esercitazioni svolte in aula, con l’ausilio di un software di simulazione utilizzato attivamente da ogni studente, gli studenti apprendono come applicare le conoscenze acquisite.
Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere e valutare in maniera critica il funzionamento dei circuiti oleodinamici, dovrà essere in grado di proporre quale macchina e componente è più adatto per ottenere la funzionalità richiesta.
Capacità comunicative
Tramite le lezioni frontali lo studente acquisisce il lessico specifico inerente ai sistemi oleodinamici. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i principali contenuti del corso, quali idee, problematiche ingegneristiche e relative soluzioni.
Capacità di apprendimento
Lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.

Prerequisiti

Macchine a fluido

Contenuti dell'insegnamento

Il corso si focalizza in particolare sui circuiti più comunemente impiegati nell’oleodinamica, attraverso un’analisi delle soluzioni più adatte a seconda delle particolari finalità che devono essere realizzate. Riguardo ai componenti più impiegati vengono inoltre fornite descrizioni dettagliate dei principi di funzionamento. Vari esempi di impianti oleodinamici, tipicamente impiegati in applicazioni industriali, vengono presentati durante il corso. La descrizione di alcuni componenti e circuiti è effettuata anche attraverso esercitazioni numeriche realizzate con simulazioni al calcolatore.

Programma esteso

Il fluido di lavoro
Proprietà fisiche (densità, viscosità, modulo di comprimibilità). Contaminazione gassosa, liquida e solida.
Classificazioni secondo le normative ISO.
Dispositivi di depurazione. Tipologie di filtro e soluzioni relative all’installazione nel circuito.

Simbologia. La Norma ISO1219. Rappresentazione degli organi motori ed operatori. Rappresentazione degli attuatori lineari e dei diversi componenti di controllo.

Accumulatori. Tipologie e caratteristiche di funzionamento.

Pompe volumetriche
Principali tipologie. Descrizione dell’architettura della macchina, caratteristiche ideali, analisi della portata e della coppia istantanea. Irregolarità di portata e oscillazioni di pressione. Cenni al funzionamento reale. Rendimento meccanico–idraulico e volumetrico.

Componenti di controllo e regolazione
Dispositivi di azionamento.
Valvole di controllo della direzione del flusso. Distributori rotativi e a cassetto. Definizione ed effetti del ricoprimento nei distributori a cassetto. Valvole a posizionamento continuo e discreto. Valvole di non ritorno.
Valvole di controllo della pressione. Valvole limitatrici di pressione ad azione diretta e pilotate. Caratteristiche reali di funzionamento. Valvole di sequenza. Valvole proporzionali e differenziali. Valvole riduttrici di pressione. Considerazioni generali riguardo all’impiego del pilotaggio nelle valvole.
Valvole di controllo della portata. Dispositivi a strozzamento, regolatori di flusso compensati, divisori e ricombinatori di flusso. Valvole di regolazione della portata a due o tre bocche.

Gruppi di alimentazione
Gruppo di alimentazione a portata costante. Caratteristica nel piano portata – pressione. Possibili varianti.
Gruppo di alimentazione a portata variabile per valori discreti. Caratteristica nel piano portata – pressione e valutazione del rendimento del gruppo. Impiego della valvola limitatrice di pressione a pilotaggio remoto.
Gruppo di alimentazione a portata variabile per valori continui. Caratteristica nel piano portata – pressione.
Gruppo di alimentazione a pressione fissa vera. Caratteristica nel piano portata – pressione.
Gruppo di alimentazione a pressione fissa approssimata.

Gruppi di utilizzo
Attuatori lineari. Definizione delle condizioni di carico resistente e trascinante. Circuito di base per la movimentazione di attuatori lineari a semplice e doppio effetto. Aspetti relativi alla posizione di centro del distributore. Caratteristica meccanica nel piano forza – velocità. Sistemi per il controllo dei carichi trascinanti: impego di valvole di controbilanciamento e di valvole overcenter.
Controllo della velocità con il principio di rigenerazione di portata. Circuiti che consentono la transizione automatica della configurazione rigenerativa.
Sistemi multiutenza. Le configurazioni parallelo, serie e tandem. Circuiti per realizzare sincronismi con utenze alimentate in parallelo. Le possibili funzionalità di uno strozzatore: comportamento da metering e compensatore. Impiego del divisore di flusso e del martinetto dosatore. Sistemi multiutenza con priorità (valvola di priorità).

Sistemi Load Sensing
I sistemi load sensing per il controllo di sistemi ad una o più utenze. Sistemi LS abbinati a pompa a cilindrata variabile e fissa. Valutazioni energetiche e di controllabilità. Uso dei compensatori locali di pressione.

Trasmissioni idrostatiche
Cenni al funzionamento. Campi d’impiego. Cenni alle principali caratteristiche delle trasmissioni idrostatiche a circuito aperto e a circuito chiuso. Schema di una trasmissione idrostatica a circuito chiuso.

Servosistemi
Definizioni. Esempi basilari: servosistema per il controllo della cilindrata di una pompa. Idroguida. Servosterzo.

Bibliografia

Tutto il materiale mostrato durante le lezioni e le esercitazioni è reso disponili agli studenti sulla piattaforma Elly.
Gli studenti sono invitati a consultare i testi indicati:
N. Nervegna, 2003, “Oleodinamica e Pneumatica”, 3 volumi, Politeko, Torino
H. Speich, A. Bucciarelli, 2002, “Manuale di Oleodinamica – Principi, componenti, circuiti e applicazioni”, Tecniche nuove, Milano
Autori vari, 2007, “Hydraulics in Industrial and Mobile Applications”, ASSOFLUID
J.S. Stecki, A. Garbacik, “Design and Steady-state Analysis of Hydraulic Control Systems”, Fluid Power Net Publications
G.L. Zarotti, “Circuiti Oleodinamici – nozioni e lineamenti introduttivi”, CEMOTER – Quaderni Tematici
M.G. Rabie “Fluid power engineering” Mc Graw Hill

Metodi didattici

Il corso ha 6 CFU a cui corrispondono 42 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte per circa 30 ore di lezioni frontali in aula, le successive ore saranno di esercitazione svolte utilizzando un software di simulazione. Ogni studente ha una postazione di lavoro.
Durante le lezioni frontali vengono affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche da parte dei formandi.
E’ prevista una visita didattica presso un’azienda costruttrice di pompe e motore oleodinamici.
Le slide utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate all’inzio del corso sulla piattaforma Elly.
Per scaricare le slide è necessaria l’iscrizione al corso on line.
Le slide vengono considerate parte integrante del materiale didattico.

Modalità verifica apprendimento

Esiste il solo esame finale che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità
tramite lo svolgimento di una prova orale.
Per essere ammessi all’esame orale lo studente deve avere terminato un breve progetto da svolgersi con il software presentato durante le esercitazioni. Il progetto viene assegnato durante l’ultima lezione del corso, considerando il numero medio di studenti, ad ogni studente viene assegnato un progetto diverso. Gli studenti sono invitati a svolgere il progetto in collaborazione, confrontandosi sui problemi specifici.
Lo studente deve trasmettere, anche tramite email, la relazione inerente il progetto almeno una settimana prima dello svolgimento della prova orale.
Per il progetto non è prevista una votazione ma solo una ammissione alla prova orale.
La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio su ogni item a cui si aggiunga la padronanza del lessico.
Queste informazioni sono riportate sulla piattaforma Elly.

Altre informazioni

si consiglia di frequentare le lezioni.
La partecipazione alle esercitazioni finalizzate alla conoscenza del software di simulazione è indispensabile.