Funzionamento e Troubleshooting delle pompe oleodinamiche

La famiglia delle pompe volumetriche sono impiegate in vari campi dell’industria. Quelle che in genere troviamo nella maggioranza dei circuiti oleodinamici sono divise in due grandi tipologie: pompe rotative e pompe a pistoni alternativi. In questo articolo ci occuperemo delle prime, generalmente più diffuse grazie alla loro semplicità costruttiva, economicità ed affidabilità.

Le pompe rotative basano il loro funzionamento grazie al passaggio di un fluido attraverso un meato o gioco, cioè una millimetrica o micrometrica intercapedine, che separa le superfici di due corpi in movimento relativo, riempita di lubrificante che ne evita lo sfregamento. Esso viene realizzato meccanicamente attraverso l’uso di coppie di ingranaggi o di viti oppure sfruttando gli spazi generati da palette mobili. Le pompe a pistoni alternativi sfruttano invece il classico movimento dei pistoni nei cilindri e possono avere strutture sia radiali che assiali.

Caratteristiche delle pompe rotative

In questo articolo prenderemo in considerazione le più comuni pompe rotative ad ingranaggi esterni. In effetti esistono anche pompe ad ingranaggi interni, che danno la possibilità di fornire prestazioni e rendimenti superiori a quelle con ingranaggi esterni, ma hanno un costo più elevato, a causa di un livello di costruzione più raffinata; risultano essere un’alternativa valida qualora si abbia la necessità di portate e pressioni maggiori, unite ad un basso livello sonoro.

figura 1bis - pompa-idraulica-a-ingranaggi

Tornando alla tipologia ad ingranaggi esterni ed a cilindrata costante, queste si apprezzano per avere una costruzione semplice e robusta, sinonimo di affidabilità, e pertanto hanno una notevole diffusione, in quanto uniscono la buona affidabilità ad un costo molto contenuto.

Per ottenere un buon rendimento volumetrico è opportuno fare in modo che vengano utilizzate a pressioni di esercizio non elevate: nell’adozione di questi componenti è bene tenere presente il fattore “rumorosità”, che risulta strettamente collegato alle dimensioni (portata).

Funzionamento delle pompe rotative

La ruota dentata primaria (2) ruota nel senso indicato dalla freccia (vedi figura 2), trascinando la ruota dentata secondaria (3), in senso di rotazione contrario. A seguito della rotazione, si rendono liberi i vani di dentatura: la conseguente depressione che viene generata e l’azione della pressione atmosferica, fanno in modo che il fluido affluisca nella camera di aspirazione E. Il fluido riempie i vani dei denti e, percorrendo la parte esterna, viene spinto verso l’uscita P, la cosiddetta mandata: per un buon rendimento volumetrico occorre tenere sotto controllo il gioco di accoppiamento laterale (rasamento sui fianchi) tra ingranaggi (5) e gli organi di tenuta, le ralle (6). Inoltre questo tipo di pompe sono dotate di cuscinetti di sostentamento e bilanciamento idrostatico funzionanti tramite i dischi (7), i quali, spinti dalla pressione del sistema, premono sui fianchi degli ingranaggi. Grazie a questo fenomeno, il gioco dell’accoppiamento si adegua alla pressione e, di conseguenza, il rendimento della pompa ad ingranaggi esterni risulta praticamente indipendente dalla pressione di esercizio.

Troubleshooting.

Come si sottolineato all’inizio di questo articolo, la pompa costituisce il cuore di ogni impianto oleodinamico, per cui è fondamentale conoscerne le modalità di guasto, le possibili cause ed i rimedi più efficaci. Di seguito riportiamo una serie di anomalie più frequenti, sulle quali conviene porre particolare attenzione.

Presenza d’aria nel circuito, olio emulsionato, formazione di schiuma nel serbatoio

  1. Livello dell’olio nel serbatoio troppo basso, il tubo di aspirazione non sufficientemente immerso fa si che la pompa aspiri contemporaneamente olio ed aria.
  2. Bolle o fessurazioni nel tubo di aspirazione o paraolio della pompa rotto, difettoso che permettono l’ingresso di aria nell’impianto.

La pompa non eroga olio

  1. -Pompa non adescata.
  2. -Senso di rotazione errato.
  3. -Filtro di aspirazione intasato.
  4. -Livello dell’olio troppo basso.
  5. -Olio troppo viscoso.
  6. -Albero pompa o giunto di trascinamento rotti.

La pompa non da la pressione richiesta

  1. -La pompa non eroga olio.
  2. -Valvola di massima non regolata correttamente.
  3. -Valvola di massima difettosa (rimane aperta e trafila).
  4. -Pompa usurata.

Pompa e motore rumorosi

  1. -Presenza di aria nel circuito.
  2. -Viscosità dell’olio eccessiva (crea fenomeni di cavitazione in aspirazione).
  3. -Difetto di allineamento del trascinamento pompa-motore.
  4. -Usura del giunto di trascinamento motore-pompa.
  5. -Pompa o motore usurati.

Surriscaldamento dell’olio

  1. -La pompa è usurata e permette trafilamenti interni.
  2. Funzionamento della pompa ad una pressione troppo elevata rispetto la taratura della valvola di massima pressione (la valvola di massima pressione trafila internamente).
  3. -Eccessivi trafilamenti del distributore o del motore.
  4. -Raffreddamento insufficiente.
  5. -Insufficiente capacita di dispersione di calore del sistema (richiede l’installazione di uno scambiatore).
  6. -Viscosità dell’olio eccessiva.
  7. -Funzionamento del motore idraulico a pressione continua troppo elevata rispetto la taratura della valvola di massima pressione.

Perdite dalle guarnizioni

  1. -Olio contaminato (Sostanze abrasive nell’olio).
  2. -Olio contaminato (Trucioli o altre sostanze estranee nell’olio).
  3. -Pressione di esercizio eccessiva.
  4. -Difetto di allineamento, accoppiamenti difettosi.

La pompa sovraccarica il motore primario

  1. -Velocità superiore a quella specificata.
  2. -Valore di pressione eccessivo.
  3. -Condotti di mandata ostruiti.
  4. -Motore con caratteristiche inadatte a quelle richieste dalla pressione e dalla portata.

Rumore nel distributore

  1. -Cursore usurato.
  2. –Portata eccessiva.

Velocità insufficiente

  1. -Portata insufficiente (pompa o motore con rendimenti scarsi).
  2. -Mancanza di pressione.
  3. -Motore usurato e drenaggi elevati.

Pressione e portata irregolari

1) -Regolatore di portata difettoso o tarato male.

2) -Aria nel circuito.

3) –Segnale di pilotaggio insufficiente (Linea di pilotaggio troppo lunga).

4) -Accumulatori scarichi.

5) –Stick-slip (avanzamento a scatti).

6) -Instabilità della valvola di max. pressione inserita nel circuito o a bordo del distributore.

Manutenzione ordinaria

Un programma di manutenzione ordinaria deve riportare gli interventi periodici preventivi che sono consigliati per garantirne l’affidabilità di funzionamento.

Si consiglia di prevedere un periodico controllo, con cadenza semestrale, del funzionamento generale della pompa, con particolare attenzione a fenomeni di perdite di olio (stillicidio) e rumorosità: come sopra indicato, le perdite possono essere causate dall’azione del fluido contaminato da sostanze abrasive, per cui è importante garantire e controllare il corretto filtraggio dell’olio.

E’ necessario controllare i valori della pressione nelle fasi di lavoro più impegnative, rispetto ai valori di targa indicati dal costruttore.

Un ulteriore parametro fondamentale, indicatore dello stato di salute della pompa, è il Rendimento: esso viene considerato normale se pari a 95% o comunque superiore a 90%. Se si avvicina a valori pari o inferiori ad 80%, significa che la pompa drena troppo e scalda in modo sensibile, a causa di problemi di tenuta.

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