24/11/2022

Motori pneumatici: cosa sono e come funzionano

Grazie ai motori pneumatici è possibile trasformare l'energia dell'aria compressa in energia meccanica per azionare avvitatori, maschiatori e altri utensili. Scopriamo come funziona questa tecnologia dall'elevata efficienza.

Ottimo rapporto tra peso e potenza, elevata versatilità e semplicità nella manutenzione sono solo alcuni tra i vantaggi offerti dai motori pneumatici. Ma cos'è un motore pneumatico e come riesce a produrre energia meccanica a partire dall'aria compressa? Grazie a questa guida completa sui motori pneumatici, la tecnologia pneumatica non avrà più segreti per te: sarai in grado di valutare le caratteristiche di ogni modello per scegliere quello più adatto alle tue esigenze.

Ecco gli argomenti che troverai in quest'articolo:

Cos'è un motore pneumatico

Se sei interessato all'acquisto di un motore o di un utensile pneumatico, probabilmente hai già una buona familiarità con questa tecnologia. Tuttavia, nel caso in cui tu non conosca la differenza tra motore pneumatico e altri tipi di motore (come quello elettrico o a scoppio) in questa guida partiamo dai concetti fondamentali. Cos'è, dunque, un motore pneumatico?

Un motore pneumatico, detto anche motore ad aria compressa, è un particolare tipo di motore in grado di trasformare l'energia di aria compressa in energia meccanica di tipo lineare o rotatorio.

Esistono diverse tipologie di motore pneumatico: nel caso in cui sia richiesta energia meccanica con movimento lineare, il tipo più utilizzato è il motore pneumatico "a pistone", mentre, nel caso in cui sia necessaria energia meccanica di tipo rotatorio, il motore più utilizzato è quello "a palette" (anche detto "motore a lamelle"). I motori del catalogo motori industriali Ober sono motori pneumatici a palette, caratterizzati da una grande varietà di applicazioni, dall’elevata semplicità costruttiva e dall'ottimo rapporto tra la potenza erogata e il peso o l'ingombro.

Funzionamento del motore pneumatico "a palette"

I motori pneumatici "a palette" sono dispositivi in grado di convertire l'energia dell'aria compressa in lavoro meccanico di tipo rotatorio. Per fare ciò, il motore pneumatico richiede pochi elementi: l'aria, infatti, viene immessa in un cilindro nel quale si trova un rotore con degli incavi che fungono da alloggiamenti per delle lamelle mobili.

Questo rotore è decentrato rispetto al corpo del cilindro. Pertanto, al suo interno si crea una camera a mezza luna e le lamelle, durante la rotazione, sono spinte costantemente verso la parete del cilindro per azione della forza centrifuga. In questo modo si determina la tenuta stagna delle varie camere attraverso cui passa l'aria.

Si tratta di un sistema semplice e dall'elevata efficienza. Con un ridotto numero di componenti, dalla facile manutenzione e sostituzione, si riesce a ottenere una potenza in uscita paragonabile alla potenza in ingresso (al netto di un minimo "gioco" tra le varie componenti) e quindi a utilizzare in modo efficiente l'energia immessa attraverso l'aria compressa.

Come scegliere il motore pneumatico più adatto alle proprie esigenze?

Scegliere il motore pneumatico più adatto alle proprie esigenze richiede una valutazione accurata delle sue prestazioni. In questa sede, può essere utile approfondire in modo più accurato il funzionamento di un motore pneumatico, prendendone in esame parametri e caratteristiche.

Parametri del motore pneumatico

Quando parliamo di motori pneumatici, dobbiamo considerare quattro grandezze fondamentali:

  1. Potenza utile resa all'albero di uscita, espressa in Watt;
  2. Velocità di rotazione dell'albero, espressa in giri/minuto;
  3. Coppia, ovvero il momento torcente generato dal motore, espresso in "N m" (Newton per metro);
  4. Consumo, ovvero la potenza assorbita dal motore sotto forma di aria compressa, misurata in "normal litri / minuto", dove normal litri(nl) esprime la quantità dell'aria a pressione e temperatura ambiente (1 bar e 20°C).
Per valutare la scelta del motore è necessario tenere in considerazione, oltre al fatto che una variazione della pressione determina la variazione dei parametri significativi, che le prime tre grandezze sono legate tra loro nella seguente formula:

P = M * Π * n/30

dove P è la Potenza, M la Coppia mentre n è la velocità di rotazione espressa in giri/minuto.

Ne consegue che la potenzaprodotta da un motore pneumatico è data dal prodotto della coppia e della velocità e ha il suo massimo, indicativamente, al 50% della velocità libera, situazione nella quale si la “coppia di potenza massima”.

Coppia di avviamento e coppia di arresto

Per comprendere bene il funzionamento di un motore pneumatico, è necessario acquisire familiarità con i concetti di coppia di avviamento e di coppia di arresto.

I motori pneumatici, infatti, producono una coppia di avviamento variabile in ragione del posizionamento delle palette stesse all’interno del motore, mentre hanno una coppia di arresto fornita dal motore quando questo si ferma mentre è alimentato alla pressione indicata. Quest’ultima si ottiene indicativamente raddoppiando la coppia di potenza massima.

Utilizzo del motore pneumatico

Il motore pneumatico è un dispositivo dall'elevata semplicità costruttiva e relativamente insensibile rispetto alle condizioni dell'ambiente. Considerato che ogni parte del motore è sempre a pressione maggiore di quella ambientale, gli inevitabili giochi tra i componenti possono dar luogo eventualmente a fughe d'aria, ma mai all’ingresso di sostanze esterne nel corpo del motore. Ne deriva la necessità di pochissima manutenzione con interventi semplici e dilazionati nel tempo.

Tuttavia, per mantenere efficiente il nostro motore ed evitare l’usura anticipata delle sue componenti, ci sono alcune accortezze da tenere in considerazione.

Filtrazione e lubrificazione dell’aria

Il pericolo maggiore, quando parliamo di motori pneumatici industriali, è proprio l'aria di alimentazione immessa. Questa deve essere sempre adeguatamente filtrata e lubrificata, con un gruppo di filtrazione e lubrificazione posto a una distanza massima di quattro metri dal motore.

Per evitare l’usura precoce delle palette del motore e la conseguente riduzione delle prestazioni, è necessario fornire al motore pneumatico 50 mm³ di olio specifico per metro cubo (1000 litri) di aria consumata.

Pressione di esercizio

Oltre a una corretta filtrazione e lubrificazione, è necessario prevedere un regolatore di pressione che mantenga la pressione di esercizio desiderata. È necessario, inoltre che tutti i componenti garantiscano una portata adeguata ai requisiti del motore.

Le prestazioni di un motore pneumatico, infatti, dipendono in primo luogo proprio dalla pressione di ingresso. Se questa è costante, si ottiene l’andamento lineare del rapporto coppia/velocità (che comunque può essere modificata regolando il valore della pressione stessa).

Per lo stesso motivo, è necessario che le tubazioni dell’aria siano di materiale e conformazioni tali da evitare perdite (concentrate o distribuite) e, quindi, perdite di potenza. Una buona pratica, in questo senso, è quella di utilizzare tubazioni in Rilsan di diametro conforme alle prescrizioni, evitando la formazione di pieghe e l’utilizzo di tubi spiralati.

Tubazione di scarico

È necessario tener presente che le contropressioni possono essere causa di una riduzione delle prestazioni. Per evitare che ciò avvenga, è necessario che la tubazione di scarico abbia una dimensione superiore a quella di mandata.

Motori pneumatici: quali applicazioni

I motori pneumatici trovano una gran varietà di applicazioni nei vari settori industriali. Per fare qualche esempio, possono essere utilizzati per la movimentazione di qualsiasi organo meccanico (come organi di sollevamento e avvolgitori), per macchinari per il confezionamento o ancora per più piccole macchine utensili atte alla foratura, fresatura o avvitatura.

Nell'esperienza Ober, gli impieghi più significativi per questa tecnologia sono quelli dell'avvitatura e della maschiatura industriale. Per questo motivo Ober ha previsto, oltre a una gamma di motori standardizzati per applicazioni generali, anche delle linee di motori per avvitare e motori per maschiare, più adatti alle specifiche esigenze di utilizzo.

Sempre rispetto alle specifiche lavorazioni, il motore può essere integrato anche nell'utensile inserito, per una macchina più semplice e costi più contenuti. Visita la nostra sezione sugli utensili pneumatici per saperne di più.

Perché scegliere i motori pneumatici industriali Ober

Se desideri acquistare un motore pneumatico industriale, Ober è il partner a cui rivolgersi, con una posizione di leadership nel mercato raggiunta grazie a una gamma progettata con cura e all'elevata versatilità del comparto produttivo, che consente di realizzare macchinari adatti a ogni esigenza.

Ecco perché dovresti scegliere un motore pneumatico:

  • Ottimo rapporto potenza/peso-dimensioni: i motori pneumatici concentrano elevate potenze in dimensioni ridotte, per una maggiore ergonomia sul luogo di lavoro;
  • Elevata produttività: grazie alla bassa inerzia delle masse in movimento e l'effetto autofrenante tipico del motore, si hanno partenza e arresto praticamente istantanei e, nel caso di motori reversibili, anche un'immediata inversione del senso di marcia;
  • Resistenza: i motori pneumatici sono costituiti da un ridotto numero di componenti. Ne deriva una lunga durata e una facile manutenzione;
  • Sicurezza: il motore pneumatico non produce scoppi, scintille e non è soggetto a pericolo di folgorazioni. Può essere utilizzato anche in ambienti saturi di sostanze infiammabili.
Con Ober hai sempre il meglio della tecnologia pneumatica per l'industria: scegli il motore più adatto alle tue esigenze nella sezione motori industriali o contattaci per saperne di più. Saremo felici di aiutarti a migliorare la produttività della tua azienda.