{"id":6273,"date":"2019-11-13T15:48:50","date_gmt":"2019-11-13T15:48:50","guid":{"rendered":"https:\/\/inmotion-web.it\/?p=6273"},"modified":"2025-06-17T13:20:17","modified_gmt":"2025-06-17T13:20:17","slug":"una-pompa-idraulica-ad-alta-efficienza-per-le-macchine-operatrici-elettrificate","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/inmotion\/una-pompa-idraulica-ad-alta-efficienza-per-le-macchine-operatrici-elettrificate\/","title":{"rendered":"Una pompa idraulica ad alta efficienza per le macchine operatrici elettrificate"},"content":{"rendered":"\n

La nuova pompa della serie AX di Bucher Hydraulics <\/strong><\/a>mette fine ai tradizionali svantaggi delle pompe idrauliche. Il passaggio all\u2019elettrificazione sta avendo un grande impatto anche sulle macchine operatrici mobili. Nel caso di carichi molto elevati, tuttavia \u00e8 ancora l\u2019idraulica a farsi valere. Una nuova pompa ad alta efficienza consente alle batterie di durare pi\u00f9 a lungo. <\/p>\n\n\n\n

di Dierk Peitsmeyer<\/em><\/p>\n\n\n\n

La sostituzione dell\u2019idraulica con i sistemi elettrici \u00e8 un tema all\u2019ordine del giorno. I sistemi proposti sono solitamente basati sulla tecnologia di azionamento elettrico in combinazione con catene, cinghie o ingranaggi meccanici – in altre parole, su azionamenti rotativi. Tuttavia, le macchine operatrici mobili richiedono azionamenti lineari di potenza elevata in spazi molto ristretti. Devono anche essere i pi\u00f9 robusti possibile, in modo da poter lavorare in ambienti difficili come quelli tipicamente affrontati dalle macchine operatrici mobili.
\nCon un azionamento elettromeccanico, di solito \u00e8 necessario convertire la rotazione in un movimento lineare tramite componenti come mandrini filettati o viti a ricircolazione di sfere – e in tali ambienti l\u2019azionamento raggiunge presto i suoi limiti. Gli azionamenti elettromeccanici di questo tipo non sono particolarmente adatti alle macchine operatrici, perch\u00e9 il motore elettrico e il riduttore formano un\u2019unit\u00e0 pesante e inseparabile. Ogni cilindro idraulico dovrebbe essere sostituito da un\u2019unit\u00e0 simile.
\nLe viti a ricircolazione di sfere possono essere facilmente paragonate ai cuscinetti a sfera: entrambi sono infatti molto suscettibili agli impatti. In caso di sovraccarico, anche i componenti meccanici possono essere danneggiati. Ci\u00f2 detto, bisogna riconoscere che colpi, carichi d\u2019urto e sovraccarichi sono la regola piuttosto che l\u2019eccezione quando si tratta di macchine per costruzioni che operano in condizioni ambientali gravose.<\/p>\n\n\n\n

Il cilindro idraulico rimane indispensabile<\/strong>
In una macchina operatrice elettromeccanica, ogni azionamento lineare richiede un motore elettrico dotato di riduttore e mandrino. Trattandosi di azionamenti di potenza elevata, essi devono sempre essere opportunamente dimensionati – anche se non capita mai che necessitino tutti della massima potenza nello stesso tempo. Questo porta a dei costi molto elevati e inutili. Inoltre, \u00e8 altamente probabile che la rigida disposizione dell\u2019unit\u00e0 motore elettrico\/riduttore\/mandrino possa provocare dei considerevoli problemi di spazio sulle macchine operatrici, nonostante la loro elevata efficienza energetica e la loro ottima controllabilit\u00e0.
Ne consegue che il cilindro idraulico sia indispensabile per le macchine operatrici del futuro. Solo con un cilindro si possono infatti trasmettere delle forze elevate in pochissimo spazio. La semplice separazione fra azionamento e attuatore permette una configurazione flessibile della macchina operatrice. Grazie alla sua compressibilit\u00e0, il sistema idraulico \u00e8, inoltre, per sua stessa natura molto resistente a colpi, carichi d\u2019urto e sovraccarichi.
Le valvole idrauliche di sicurezza forniscono un ulteriore livello di protezione ai componenti pi\u00f9 importanti. Gli azionamenti elettromeccanici, al contrario, richiedono componeneti di sicurezza che possano spezzarsi se sovraccaricati. Questo porta inevitabilmente a fermi macchina e, di conseguenza, a costi di riparazione abbastanza elevati.
In un sistema idraulico la potenza pu\u00f2 essere distribuita a seconda delle necessit\u00e0. La potenza totale installata pu\u00f2 quindi essere minore della somma delle potenze di tutti i cilindri messi insieme. Questo rende la tecnologia idraulica pi\u00f9 efficace, soprattutto in termini di costi, rispetto all\u2019elettromeccanica. Inoltre, i prezzi in \u20ac\/kW per le attrezzature elettromeccaniche sono significativamente pi\u00f9 elevati.
D\u2019altro canto, non dovremmo chiudere gli occhi di fronte agli svantaggi della tecnologia odierna a controllo idraulico: innanzitutto, ci sono delle perdite elevate dovute a strozzamento, bypass e resistenze nei tubi di collegamento – senza contare l\u2019efficienza non ottimale delle pompe. Inoltre, la rumorosit\u00e0 del sistema idraulico diventa predominanti nelle macchine elettriche, perch\u00e9 non sono pi\u00f9 coperti dal rumore del motore diesel.<\/p>\n\n\n\n

Il meglio di entrambi i mondi: azionamenti elettro-idraulici<\/strong>
Sono quindi disponibili due tecnologie ben distinte, ognuna delle quali presenta vantaggi e svantaggi. E allora perch\u00e9 non combinare i vantaggi della tecnologia di automazione elettrica con quelli dell\u2019idraulica per creare la perfetta macchina operatrice ad alimentazione elettrica? Invece di un azionamento lineare elettromeccanico, si pu\u00f2 utilizzare un azionamento lineare elettroidraulico – che consiste in un motore elettrico a velocit\u00e0 controllata, in una pompa molto efficiente e in un cilindro. Con l\u2019eccezione delle funzioni di sicurezza, si pu\u00f2 fare a meno della tecnologia valvolare, sempre cos\u00ec dispendiosa in termini di energia. Grazie al suo basso potere di dispersione, questa configurazione \u00e8 molto efficiente dal punto di vista energetico, e pu\u00f2 essere controllata con la stessa facilit\u00e0 con cui si controllano gli azionamenti elettromeccanici – come hanno mostrato tutti i collaudi sul banco prova.
L\u2019azionamento lineare elettroidraulico ha un altro aspetto positivo a suo favore: rende particolarmente facile recuperare energia durante le operazioni di frenatura e abbassamento dello stelo del cilindro. Con questa disposizione, i costi del sistema di azionamento – con un motore elettrico e una pompa per ogni cilindro – risultano concorrenziali grazie al costo minore della batteria. Un\u2019altra soluzione alternativa interessante potrebbe essere quella di controlli elettrici delle valvole ottimizzati e coordinati con quelli di un motore elettrico collegato alla pompa. In ogni caso, \u00e8 sempre opportuna un\u2019analisi delle perdite di potenza durante il ciclo di carico della macchina.
Le prestazioni degli azionamenti lineari elettroidraulici in un circuito chiuso sono del tutto paragonabili a quelle degli azionamenti elettromeccanici, senza i loro particolari svantaggi. Questi azionamenti sono perfettamente adatti a operazioni con pompe a quattro quadranti con elevati livelli di potenza ed energia recuperabile, proprio come quelle nelle funzioni dei cilindri telescopici o del sollevamento pesante.<\/p>\n\n\n\n

Il potenziale del passaggio alla potenza elettrica<\/strong>
L\u2019elettrificazione delle macchine operatrici apre un nuovo ventaglio di possibilit\u00e0 che, a causa del principio operativo, i sistemi idraulici odierni non sono in grado di offrire. Ad esempio, tutti gli azionamenti possono essere connessi tra loro tramite una centralina elettronica. L\u2019energia elettrica di tale circuito intermedio pu\u00f2 essere fornita da batterie, supercap, un generatore diesel o una cella a combustibile. Da questo circuito intermedio, gli azionamenti attingono solo la potenza di cui hanno bisogno. Possono anche restituire l\u2019energia potenzialmente recuperata nelle fasi di abbassamento del cilindro e frenatura.
A seconda delle loro caratteristiche funzionali, i cilindri idraulici possono funzionare a circuito chiuso o aperto. Una batteria pu\u00f2 servire come accumulatore di energia, in modo che il motore diesel possa sempre funzionare al suo punto operativo ideale – con un consumo specifico minimo del carburante e una combustione ottimale. I picchi di potenza durante l\u2019accelerazione sono coperti dal dispositivo di accumulo dell\u2019energia elettrica. In molte macchine operatrici mobili dotate di tipici profili a carico ciclico, il motore diesel – una volta disaccoppiato in questo modo dalle funzioni di lavoro – pu\u00f2 quindi essere di taglia pi\u00f9 ridotta.
In generale, l\u2019elettrificazione offre una sintesi di diversi concetti di trasmissione idraulici, che possono essere applicati in una combinazione flessibile per andare incontro ai requisiti dell\u2019applicazione e del budget progettuale. Ad esempio, gli attuatori pi\u00f9 potenti possono essere dotati della nuova tecnologia delle pompe AX di Bucher Hydraulics – mentre per gli azionamenti con output inferiori, potrebbe essere pi\u00f9 economica la tradizionale tecnologia delle valvole con load sensing.
Ma anche con questi azionamenti, c\u2019\u00e8 ampio potenziale di miglioramento dell\u2019efficienza. <\/p>\n\n\n\n

La pompa idraulica ottimale per l\u2019elettrificazione<\/strong>
Le alte efficienze dei motori elettrici moderni che coprono un\u2019ampia gamma di condizioni operative, unite alle minime perdite di potenza, sono in netto contrasto con le pompe idrauliche tradizionali, meno efficienti e soggette maggiormente a perdite di potenza. Questo \u00e8 stato il punto di partenza per lo sviluppo, da parte di Bucher Hydraulics, di un nuovo tipo di pompa in grado di eliminare sistematicamente le perdite di carico.
Bucher Hydraulics ha presentato la nuova pompa AX al Bauma 2019, attirando un grande interesse, tanto da diventare finalista per il \u2018Bauma Innovation Award\u2019. La pompa \u00e8 disponibile con cilindrate fisse da 18 a 76 cm\u00b3\/giro, e in futuro saranno disponibili unit\u00e0 fino a 122 cm\u00b3\/giro. La pompa \u00e8 adatta a pressioni continue fino a 450 bar, questa \u00e8 di solito la pressione di picco per le macchine operatrici.
Con efficienze elevate in un\u2019ampia gamma di condizioni operative la pompa AX \u00e8 il componente ideale per le macchine con azionamenti elettrici efficienti. Facciamo un esempio: mentre una pompa tradizionale pu\u00f2 essere caratterizzata da perdite di potenza fino a 5.2 kW, con la nuova pompa AX di Bucher Hydraulics questa perdita si riduce a soli 1.6 kW. Questo fa risparmiare molti kilowatt\/ora, un fatto che risulta particolarmente evidente con il funzionamento a batteria. La batteria pu\u00f2 essere resa pi\u00f9 piccola ed economica, oppure si pu\u00f2 estendere il suo tempo di attivit\u00e0 – come hanno mostrato i calcoli di progetto e le prove sul campo. L\u2019attrito estremamente basso non solo riduce la perdita di potenza, ma diminuisce in maniera considerevole l\u2019usura dei componenti interni della pompa. Questo permette di ottenere una vita operativa pi\u00f9 lunga e affidabile della unit\u00e0.
La pompa AX risolve anche il problema, gi\u00e0 citato, presente in molti progetti di elettrificazione: il livello di rumore elevato dei componenti idraulici. Gli utenti finali si aspettano che le macchine elettriche abbiano un basso livello di rumorosit\u00e0, un livello che le attuali pompe a pistoni assiali non possono eguagliare. Le pompe a ingranaggi sono pi\u00f9 silenziose, ma non sono progettate per il campo di pressione richiesto dalle macchine operatrici. Implementare un ulteriore isolamento acustico \u00e8 difficile a causa degli spazi ridotti e dei costi elevati. La pompa AX elimina le cause delle emissioni sonore. Anche a livelli di potenza elevati, funziona a un livello di rumorosit\u00e0 pi\u00f9 che accettabile – paragonabile a quello delle macchine elettriche.
Una tipica funzione di sollevamento\/abbassamento per le macchine operatrici esemplifica perfettamente il potenziale di risparmio energetico della pompa AX rispetto a quello di un sistema controllato a valvole – e con un azionamento lineare elettroidraulico usando una pompa tradizionale. La perdita di potenza della pompa AX ad alta efficienza pu\u00f2 essere fino al 50% inferiore, il che riduce anche le emissioni CO2. Il nuovo principio operativo abbassa notevolmente inoltre il limite di velocit\u00e0 minimo di rotazione dell\u2019albero dell\u2019unit\u00e0 idraulica. \u00c8 cos\u00ec possibile ottenere movimenti rotativi o lineari precisi, senza ulteriori accorgimenti; inoltre, semplifica ed estende considerevolmente gli ambiti applicativi delle pompe idrauliche. La pompa AX di Bucher Hydraulics soddisfa quindi tutti i requisiti delle macchine operatrici mobili azionate con motore elettrico.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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