Le bocchette dei cilindri idraulici collegano le camere del cilindro ai tubi flessibili, ai tubi rigidi o ai collettori idraulici che convogliano l'olio all'interno e all'esterno dell'attuatore. La bocchetta deve essere compatibile con l'impianto idraulico non solo per quanto riguarda la dimensione della filettatura, ma anche per quanto riguarda lo standard di filettatura, il metodo di tenuta, la pressione di esercizio, i requisiti di portata e l'ambiente di installazione. Tra i raccordi più comuni per i cilindri idraulici figurano NPT/NPTF, SAE O-Ring Boss, BSPP, BSPT e attacchi metrici; la scelta corretta dipende principalmente dallo standard dell'attrezzatura, dal metodo di tenuta, dalla pressione, dalla portata e dal mercato in cui il cilindro verrà utilizzato.
Che cos’è un attacco per cilindro idraulico?
Un cilindro idraulico presenta solitamente uno o più attacchi attraverso i quali l'olio idraulico entra ed esce dal cilindro. In un cilindro a doppio effetto, un attacco è in genere collegato alla camera dell'estremità del cappello e un altro alla camera dell'estremità dello stelo. Un cilindro a semplice effetto può utilizzare un solo attacco di lavoro principale, a seconda del suo design.
L'attacco è molto più di un semplice foro filettato. Esso definisce il modo in cui il raccordo del tubo flessibile o del tubo rigido si collega alla bombola e come il collegamento garantisce la tenuta contro la pressione idraulica. I diversi standard relativi agli attacchi possono prevedere filettature coniche, filettature diritte con O-ring, rondelle di tenuta o altre soluzioni di tenuta.
Ecco perché due raccordi con diametri apparentemente simili possono comunque risultare del tutto incompatibili. Il passo della filettatura, l’angolo di filettatura, la conicità, la superficie di tenuta e lo standard dimensionale devono tutti corrispondere.
Quali sono i tipi più comuni di attacchi per cilindri idraulici?
Nei cilindri idraulici vengono ampiamente utilizzati diversi standard di attacco, ma la loro diffusione varia a seconda della regione, del tipo di macchina e del settore industriale.
| Tipo di porta | Progettazione di base | Metodo di sigillatura tipico | Uso comune |
|---|---|---|---|
| NPT / NPTF | Filettatura conica per tubi | Interferenza con la filettatura / sigillante approvato a seconda del modello | Attrezzature nordamericane |
| SAE ORB | Filettatura diritta UN/UNF | O-ring in corrispondenza della porta | Idraulica mobile e industriale, in particolare in Nord America |
| BSPP | Filettatura parallela per tubi | Rondella di tenuta, guarnizione incollata o disposizione adeguata degli O-ring | Europa, Asia e attrezzature internazionali |
| BSPT | Filettatura conica per tubi | Sigillatura dei filetti | Sistemi idraulici britannici/internazionali |
| Metrico | Filettatura metrica diritta | Spesso si tratta di un O-ring o di una rondella di tenuta, a seconda dello standard della porta | Macchinari europei e internazionali |
Porte NPT e NPTF
Lo standard NPT (National Pipe Taper) prevede una filettatura conica. Quando il raccordo viene serrato, le filettature maschio e femmina si incastrano tra loro formando il collegamento. Lo standard NPTF si basa su un principio simile di filettatura conica, ma è progettato con una geometria della filettatura più stretta per applicazioni a tenuta di pressione.
Queste porte sono ancora comunemente presenti sulle attrezzature idrauliche nordamericane. Tuttavia, la qualità dell'installazione è fondamentale, poiché un serraggio eccessivo può danneggiare la porta o il raccordo, mentre una tenuta insufficiente può causare perdite.
Poiché la tenuta avviene a livello delle filettature anziché tramite un O-ring di tenuta frontale dedicato, anche i ripetuti montaggi e smontaggi possono influire sulla qualità del collegamento.
Porte con bossolo per O-ring SAE
Boccola per O-ring SAE, spesso abbreviata in SAE ORB, utilizza una filettatura diritta e un O-ring in elastomero per garantire la tenuta idraulica. La filettatura assicura principalmente il fissaggio meccanico, mentre l'O-ring svolge la funzione di tenuta.
Questa separazione tra l'innesto della filettatura e la tenuta è uno dei motivi per cui i raccordi ORB sono ampiamente utilizzati nei sistemi idraulici mobili e industriali. Sono in grado di garantire una tenuta affidabile ad alte pressioni e, se l'attacco e l'O-ring vengono gestiti correttamente, sono generalmente più facili da sottoporre a manutenzione ripetuta rispetto ai raccordi a filettatura conica.
Il sistema SAE ORB non va confuso con i raccordi svasati JIC a 37 gradi. Lo standard JIC descrive un collegamento di tipo svasato per tubi o flessibili, mentre ORB descrive l’interfaccia filettata di un componente, come ad esempio un cilindro idraulico, una valvola o un collettore.
BSPP e BSPT: qual è la differenza?
I raccordi BSP sono diffusi in Europa, in Asia e in molti sistemi idraulici internazionali, ma BSPP e BSPT non sono la stessa cosa.
Il BSPP utilizza una filettatura parallela. Poiché la filettatura di per sé non garantisce normalmente la tenuta idraulica, il collegamento prevede l’uso di un’apposita superficie di tenuta, una rondella incollata, un O-ring o un altro sistema di tenuta, a seconda del design dell’attacco.
Il sistema BSPT utilizza una filettatura conica. Come in altri sistemi di filettatura conica per tubi, la tenuta si ottiene grazie all'innesto della filettatura e al metodo di tenuta specificato.
La differenza è importante perché non basta limitarsi a far corrispondere la dimensione nominale. Un raccordo indicato come “1/2 pollice” può presentare una forma di filettatura e un metodo di tenuta completamente diversi a seconda che si tratti di BSPP, BSPT o NPT.
Qual è la differenza tra il tipo di filettatura e la dimensione della porta?
Il tipo di filettatura e la dimensione dell'attacco sono correlati, ma non corrispondono alla stessa specifica.
Tipo di filettatura indica quale standard di raccordo viene utilizzato, ad esempio NPT, SAE ORB, BSPP, BSPT o metrico. Definisce dettagli quali la geometria della filettatura, il passo, la conicità e il metodo di tenuta.
Dimensioni della porta indica la dimensione nominale del raccordo prevista da tale norma. Ad esempio, due cilindri potrebbero entrambi utilizzare un raccordo nominale da 1/2 pollice, ma uno potrebbe essere da 1/2 NPT e l'altro da 1/2 BSPP. Questi non devono essere considerati intercambiabili.
Quando si sostituisce o si ordina un cilindro idraulico, le specifiche complete delle porte dovrebbero quindi includere sia lo standard di collegamento che le dimensioni.
Una descrizione del tipo:
Attacco: 1/2″ SAE ORB
è molto più utile che limitarsi a scrivere:
Attacco: 1/2″
In che modo le dimensioni dell'attacco influiscono sulle prestazioni del cilindro idraulico?
L'attacco deve essere sufficientemente ampio da consentire il flusso d'olio necessario in entrata e in uscita dal cilindro senza creare un'eccessiva resistenza.
Un cilindro di maggiore diametro che si muove ad alta velocità richiede una portata maggiore rispetto a un cilindro più piccolo che funziona lentamente. Se l'attacco, il raccordo, il tubo flessibile o il passaggio della valvola sono troppo ristretti per la portata richiesta, la perdita di pressione può aumentare e il cilindro potrebbe muoversi più lentamente del previsto.
La dimensione dell'attacco deve quindi essere valutata tenendo conto anche della dimensione del tubo flessibile, della portata della valvola, della velocità desiderata del cilindro e dell'intero circuito idraulico. Aumentare la sola dimensione dell'attacco non renderà necessariamente il cilindro più veloce se un'altra parte del sistema rimane il principale fattore limitante.
Anche le dimensioni del porto influiscono non determinare la forza del cilindro. La forza di un cilindro idraulico è determinata principalmente dalla pressione e dall'area effettiva del pistone. L'attacco influisce soprattutto sull'efficienza con cui l'olio può circolare tra il sistema idraulico e le camere del cilindro.
Perché la posizione del porto è importante?
La filettatura e le dimensioni potrebbero essere corrette, ma il cilindro potrebbe comunque risultare difficile da installare se gli attacchi non sono posizionati correttamente.
La posizione delle porte influisce sul percorso dei tubi flessibili, sullo spazio libero attorno alla struttura della macchina, sulla protezione da danni esterni e sull’accessibilità per l’installazione o la manutenzione. Su alcuni cilindri, il cliente può richiedere che le porte siano disposte sullo stesso lato, su lati opposti o con uno specifico orientamento angolare rispetto ai punti di montaggio.
Le macchine mobili dispongono spesso di uno spazio di installazione particolarmente limitato. Una porta rivolta verso un elemento del telaio o un leveraggio in movimento può rendere il cilindro inutilizzabile anche se tutte le altre dimensioni sono corrette.
Per i cilindri su misura, è quindi necessario verificare l’orientamento delle porte insieme al tipo di montaggio, alla lunghezza in posizione retratta, alla corsa e alla geometria della macchina circostante.
Come scegliere il giusto tipo di attacco per un cilindro idraulico
Il primo aspetto da considerare è solitamente la compatibilità con l'impianto idraulico esistente. Se la macchina utilizza già il sistema SAE ORB in tutto il circuito idraulico, l'adozione dello stesso standard sul cilindro di ricambio o su quello nuovo può semplificare i collegamenti dei tubi flessibili, la gestione dei ricambi e la manutenzione.
Anche le norme regionali e di settore rivestono una certa importanza. Le attrezzature mobili nordamericane utilizzano comunemente raccordi di tipo NPT/NPTF e SAE, mentre gli standard BSP e metrici sono ampiamente diffusi nei macchinari europei e internazionali.
Occorre inoltre considerare il metodo di tenuta. I raccordi con O-ring a filettatura diritta possono risultare vantaggiosi nei casi in cui siano prioritarie un’affidabilità di tenuta e la possibilità di interventi di manutenzione ripetuti, mentre le filettature coniche rimangono comuni in molte macchine esistenti e in impianti idraulici più semplici.
Infine, la dimensione dell’attacco dovrebbe corrispondere alla portata richiesta, anziché essere scelta esclusivamente in base al diametro interno della bombola. Il collegamento corretto è quello che combina compatibilità del sistema, portata adeguata, pressione nominale adeguata, tenuta affidabile e facilità di installazione.
Per i progetti OEM, il produttore dei cilindri idraulici dovrebbe idealmente ricevere, prima dell'inizio della produzione, le specifiche esatte relative allo standard delle porte, alla dimensione nominale, all'orientamento e a eventuali requisiti relativi a raccordi o adattatori.
Conclusione
Gli attacchi dei cilindri idraulici determinano il modo in cui l'attuatore si collega al resto dell'impianto idraulico, e la scelta delle specifiche corrette non si limita alla semplice selezione del diametro nominale della filettatura. Gli attacchi NPT/NPTF, SAE ORB, BSPP, BSPT e metrici utilizzano forme di filettatura e metodi di tenuta diversi e non devono essere considerati intercambiabili.
Per una macchina già esistente, l'approccio più sicuro consiste solitamente nel rispettare lo standard e le dimensioni di collegamento originali, a meno che non si proceda a una riprogettazione del circuito idraulico. Per un cilindro nuovo, l'attacco deve essere scelto in base alla pressione e alla portata richieste, al metodo di tenuta, allo standard della macchina, allo spazio di installazione e ai requisiti di funzionamento.
Quando si ordina un cilindro idraulico personalizzato, specificare almeno il tipo di attacco, diametro nominale, posizione dell'attacco e orientamento richiesto insieme alle dimensioni del cilindro principale. Ciò riduce il rischio di ricevere un cilindro che, pur essendo idraulicamente compatibile, non possa essere collegato correttamente alla macchina.
Domande frequenti
D: È possibile collegare tra loro raccordi idraulici NPT e BSP?
A: Normalmente non dovrebbero essere considerati intercambiabili. Le filettature NPT e BSP presentano geometrie diverse e, a seconda del tipo specifico di collegamento, anche il passo della filettatura e il metodo di tenuta possono variare. Un raccordo potrebbe sembrare inizialmente innestato correttamente, ma creare comunque un collegamento inaffidabile o danneggiato.
D: Il filetto SAE ORB è migliore di quello NPT per i cilindri idraulici?
A: Non in tutte le applicazioni. SAE ORB offre il vantaggio di una guarnizione a O-ring dedicata ed è particolarmente indicato per i sistemi idraulici ad alta pressione e per interventi di manutenzione ripetuti. I filetti NPT e NPTF continuano ad essere ampiamente utilizzati, soprattutto nei casi in cui le apparecchiature esistenti siano già progettate per collegamenti con filettature coniche.
D: Una maggiore apertura dell'attacco del cilindro idraulico aumenta la forza del cilindro?
A: No. La forza del cilindro è determinata principalmente dalla pressione idraulica e dall'area effettiva del pistone. Un orifizio più grande può ridurre la restrizione di flusso quando è richiesta una portata maggiore, ma non aumenta direttamente la forza teorica del cilindro.
D: È possibile personalizzare gli attacchi dei cilindri idraulici?
A: Sì. È possibile progettare cilindri su misura con diversi standard di attacchi, dimensioni e posizioni, in modo da adattarli al circuito idraulico e all’installazione della macchina del cliente.
