CILINDRI CON ROCCHETTO E
CREMAGLIERA
Un
esempio di cilindro con rocchetto e cremagliera è riportato nello schema funzionale a fianco.
In questo caso, cremagliera e rocchetto sono all'estremità dello stelo del
cilindro: lo stelo è prolungato e su di esso è ricavata una dentatura piana, la
cremagliera, che si impegna su una ruota a dentatura esterna, il rocchetto R,
solidale con l'albero di uscita. Nello schema è visibile anche una rotella S che
ha la funzione di controbilanciare le spinte radiali che nascono dallo scambio
delle forze tra cremagliera e rocchetto.
L'albero di uscita ruota in senso antiorario
durante la corsa di fuoriuscita del pistone e nel verso opposto durante la corsa
di rientro.
L'entità degli spostamenti dipende dalla corsa del
cilindro e normalmente si hanno cilindri con rotazioni angolari di
45°-90°-180°-270°.
Per quanto riguarda il momento torcente, esso
dipende dalla forza utile del pistone e dal raggio primitivo del rocchetto.
Detti:
-
Mt [N m]
il momento torcente
-
Fu [N]
la forza utile del pistone
-
dp [mm]
il diametro primitivo del rocchetto
si ha che il momento torcente, espresso in
[N m]
è:
Un
altro tipo di cilindro rotativo è rappresentato nell'immagine a lato. Questo
comprende un corpo centrale da cui sporgono due cilindri, uno per parte, entro
cui scorrono due stantuffi collegati da uno stelo comune. Sullo stelo è ricavata
una dentiera che si impegna su un rocchetto solidale con l'albero di uscita. Nel
cilindro della figura questo è provvisto di sede per chiavetta per il
collegamento dell'organo comandato.
Ponendo in pressione una camera esterna gli
stantuffi si spostano e la forza prodotta viene trasmessa all'albero di uscita
tramite gli ingranaggi. Il sistema è ovviamente fornito di ammortizzo pneumatico
al fine di evitare urti indesiderati.
Cliccando sull'immagine è possibile vedere
l'animazione del funzionamento di questo cilindro.
Un'altra versione è quella riportata nella figura
sottostante, che prevede l'utilizzo di due pistoni. Per ottenere la rotazione
del rocchetto, collegato con l'albero di uscita, occorre alimentare una camera e contemporaneamente mettere in scarico
la camera dell'altro cilindro. Il pistone con la camera allo scarico è
riposizionato dalla medesima rotazione del rocchetto provocata dall'altro
cilindro. L'angolo di rotazione dipende dalla corsa dei pistoni, mentre il
momento torcente, oltre che dalla pressione e dall'area utile dello stantuffo,
dipende dal raggio primitivo del rocchetto.
Tale cilindro viene molto spesso utilizzato per la
rotazione delle pinze dei manipolatori o dei robot.
Cliccando sull'immagine è possibile vedere
l'animazione del funzionamento di questo cilindro.
