MOTORI PNEUMATICI
I motori pneumatici sono apparecchiature che trasformano l'energia contenuta nell'aria compressa in movimento rotatorio continuo determinando lavoro.
Tra le caratteristiche fondamentali di questi motori si notano la compattezza della costruzione, in relazione alla potenza sviluppata, e la possibilità di controllare la velocità in campi di regolazione abbastanza ampi.
Inoltre sono unità leggere, capaci di fornire potenza uniforme e senza vibrazioni.
I motori pneumatici non sono influenzati dall'umidità, dal calore o dall'ambiente corrosivo e non sono pericolosi in ambiente esplosivo. Se soggetti a sovraccarico, a frequenti inversioni del verso del moto o a funzionamento continuo, essi non vengono danneggiati.
Utilizzando aria e non producendo gas tossici, rispondono bene ad esigenze di carattere ecologico e non necessitano di strutture di isolamento.
Dal punto di vista dinamico, tali attuatori sono molto pronti, in quanto partono e si arrestano in maniera quasi istantanea.
I motori pneumatici possono essere raggruppati in due categorie: motori volumetrici e motori dinamici.
In generale, nei primi vi sono degli ambienti chiusi che variano di volume, contraendosi o espandendosi, mentre il motore ruota. Il lavoro viene ricavato dall'aria compressa durante la fase di espansione. Di questa fanno parte in particolare i motori a pistoni, a ingranaggi e i motori a palette, maggiormente diffusi per la loro semplicità costruttiva.
I motori dinamici, a turbina, si basano invece sull'interazione tra un getto d'aria ad alta velocità e le palette di un rotore.
Le caratteristiche operative dei motori pneumatici sono sostanzialmente simili, indipendentemente dal tipo di motore effettivamente utilizzato.
Nella figura sotto è riportato il tipico andamento della coppia fornita e della potenza erogata da un motore pneumatico nel caso di assenza di un regolatore, in funzione della velocità angolare di rotazione, quando il motore è alimentato con una pressione costante.
Il diagramma mostra che il motore ha una velocità massima, indicata con n1, detta velocità a vuoto del motore. In corrispondenza della velocità a vuoto, la coppia del motore è nulla. Quando la velocità diminuisce, il valore della coppia aumenta in modo pressoché lineare.
La curva di potenza, data dal prodotto della coppia per la velocità, ha un andamento parabolico, con un valore massimo a circa la metà della velocità a vuoto.
Quando il motore viene avviato, si possono ottenere coppie di avviamento differenti, a seconda della posizione in cui si trovano gli stantuffi o le palette all'istante iniziale rispetto alle luci d'immissione ed uscita dell'aria (Mmax e Mmin). Un altro fattore che può modificare la coppia iniziale è la possibilità di trafilamenti che possono verificarsi in motori a paletta, a velocità ridotta, a causa della mancanza di adeguate forze centrifughe se non si adottano opportuni provvedimenti di correzione.
I motori pneumatici vengono regolati agendo sulle condizioni di flusso dell'aria. La regolazione può essere effettuata sia all'immissione che allo scarico.
Nel caso a) dell'immagine a lato è rappresentato l'effetto della variazione della pressione di alimentazione: essendo la coppia proporzionale alla pressione, l'aumento di questa grandezza fa traslare le curve ed aumentare la velocità a vuoto.
L'effetto della regolazione di una valvola di strozzamento del flusso posta sullo scarico del motore è riportato in b): all'aumento dell'aria di passaggio della valvola corrisponde un flusso maggiore e quindi velocità di rotazione superiori.
Le norme sui motori pneumatici prevedono una determinata simbologia: sotto sono riportati il simbolo per motore ad un verso di rotazione a), ed il simbolo di un motore ad entrambi i versi di rotazione b)
