Nella progettazione dei servocilindri idraulici, le fresature circonferenziali vengono utilizzate per ridurre l’effetto della forza di bloccaggio.

Questa forza nasce come conseguenza della distribuzione della pressione attorno al pistone quando sono presenti sia una posizione eccentrica, causata dal carico sul pistone, sia i difetti di lavorazione sulle superfici del pistone e del cilindro.

In questo lavoro viene presentato un approccio per il calcolo del contributo delle fresature nella definizione della forza di bloccaggio e della portata di trafilamento.

Il modello matematico proposto si basa sull’equazione di Reynolds, opportunamente combinata con l’equazione di continuità applicata all’interno delle fresature.

I risultati dell’analisi sono combinati con quelli provenienti dai cuscinetti idrostatici alle estremità dello stelo, che sono stati analizzati in una fase precedente della ricerca.

Viene quindi creata una procedura numerica che, con gli opportuni input, permette di studiare le diverse configurazioni progettuali del servocilindro.

I risultati mostrati nell’articolo si concentrano sull’esplorazione degli effetti di numero, posizione, dimensione delle fresature e tolleranze di lavorazione sul pistone e sul cilindro (come la conicità del pistone e l’eccentricità). Le simulazioni vengono eseguite anche in diverse condizioni operative, quali pressione, velocità del cilindro e temperatura dell’olio.

Per le reali configurazioni dei servocilindri testate in questo lavoro, è dimostrato che cinque scanalature equidistanti possono essere sufficienti per diminuire costantemente la forza di bloccaggio, contenendo le perdite per trafilamento.

La procedura è anche funzionale per indagare la flessione e il grippaggio del pistone durante le diverse condizioni operative, sia in stazionario che in dinamico.