Un’idropulitrice professionale a cinghia e una motopompa da irrigazione sembrano macchine diverse e dal punto di vista della trasmissione sono quasi la stessa cosa. Entrambe hanno un motore che gira a velocita costante e una pompa volumetrica a valle che assorbe potenza in modo tutt’altro che costante. Le cinghie per idropulitrici e motopompe vivono quindi in un regime che alterna carico pieno e carico ridotto decine di volte al minuto, e quel ritmo definisce il modo in cui si consumano.
Il bypass e la ragione del pulsare
Su un’idropulitrice professionale la pistola non resta aperta in continuo. L’operatore preme il grilletto, lava, rilascia, si sposta, riprende. Quando la pistola si chiude la pompa continua a girare, ma la portata non ha piu dove andare: interviene la valvola di bypass, che ricircola il fluido e scarica la pressione.
Dal punto di vista del motore e della cinghia, questo significa che la coppia richiesta crolla quando la pistola si chiude e risale bruscamente quando si riapre. Su una sessione di lavoro di un’ora si parla facilmente di cento o duecento cicli di carico e scarico. Ogni risalita e un piccolo picco che la cinghia deve trasmettere partendo da una condizione di carico ridotto.
Il fenomeno non distrugge la cinghia in modo drammatico, ma lavora sull’anima per fatica, esattamente come avviene sulle macchine agricole a carico impulsivo. La differenza e che qui i picchi sono piu contenuti in ampiezza ma molto piu numerosi.
Su una motopompa da irrigazione la dinamica e simile ma piu lenta: l’apertura e la chiusura delle ali di irrigazione o dei settori cambiano la richiesta idraulica, e la pompa risponde spostandosi lungo la sua curva caratteristica. Anche qui il carico non e costante, ma la frequenza dei cambiamenti e nell’ordine dei minuti invece che dei secondi.
La pompa a pistoni aggiunge una pulsazione propria
C’e un secondo livello di variabilita che riguarda le pompe volumetriche a pistoni, tipiche delle idropulitrici. Una pompa a tre pistoni genera tre impulsi di mandata per giro dell’albero, sfasati fra loro. La coppia richiesta non e quindi costante nemmeno durante il lavoro continuo: oscilla attorno a un valore medio con una frequenza pari a tre volte la velocita di rotazione.
A duemila giri al minuto questo significa un’oscillazione a cento hertz. La cinghia, che ha una sua frequenza propria di vibrazione nel tratto libero, puo entrare in risonanza se le due frequenze si avvicinano. Il sintomo e un tratto libero che vibra visibilmente, con un’ampiezza che cresce invece di smorzarsi.
La risonanza e un problema reale perche l’ampiezza di vibrazione porta la cinghia a flettersi ripetutamente fuori dal suo piano, e questo affatica l’anima molto piu di una trazione costante equivalente. Quando si osserva un tratto libero che sbatte, le contromisure sono due: cambiare la tensione, che sposta la frequenza propria, oppure inserire un rullo di guida che dimezza la lunghezza del tratto libero e ne raddoppia circa la frequenza. E un fenomeno affine a quello osservato sulle soffianti a lobi, dove la pulsazione e intrinseca al principio di funzionamento.
Acqua, detergenti e quello che fanno alla gomma
La condizione ambientale su queste macchine merita attenzione. Un’idropulitrice lavora circondata da nebbia d’acqua, spesso con detergenti alcalini o acidi in soluzione. Una motopompa da irrigazione sta in campo, prende pioggia e viene lavata con la stessa acqua che pompa.
L’acqua pura non danneggia in modo significativo le mescole standard nel breve periodo, ma sulla superficie di contatto agisce da lubrificante e abbatte l’aderenza. Una cinghia bagnata slitta, e lo slittamento genera calore che evapora l’acqua e crea una situazione instabile. Il sintomo tipico e il cigolio a macchina appena avviata dopo una notte all’aperto.
I detergenti sono piu problematici. Le soluzioni fortemente alcaline attaccano la gomma nel tempo, causando irrigidimento superficiale e microcricche. Gli sgrassanti a base di solventi sono ancora peggio, perche possono rigonfiare la mescola. Una cinghia che ha assorbito solvente perde le sue caratteristiche meccaniche e non le recupera all’asciugatura.
Dove il contatto con prodotti chimici e frequente, la scelta corretta si sposta su mescole resistenti, come quelle a base di policloroprene di qualita elevata o, meglio ancora, sul poliuretano dove l’applicazione lo consente. Il tema dei materiali e della loro resistenza era stato sviluppato parlando di cinghie in neoprene.
La contromisura piu efficace resta pero la protezione fisica. Un carter che impedisce al getto diretto di raggiungere la trasmissione risolve la maggior parte dei problemi, e su molte macchine c’e gia: va solo rimontato dopo la manutenzione, cosa che non sempre accade.
Le sezioni che si incontrano
Sulle idropulitrici professionali da quattro a sette chilowatt la configurazione tipica e una o due trapezoidali classiche sezione A 13×8, oppure strette SPA 12,7×10 sulle macchine piu compatte. Sulle macchine di taglia superiore, dai sette chilowatt in su, si passa a B 17×11 o SPB 16,3×13, spesso in coppia.
Sulle motopompe da irrigazione a trasmissione diretta con motore endotermico si trovano sezioni piu generose, perche la potenza e maggiore e il servizio e continuo: B 17×11 e C 22×14 in configurazione multipla sono le piu frequenti. Sulle motopompe azionate da presa di forza la trasmissione e spesso interna al gruppo e le cinghie sono di tipo specifico.
La regola del set completo vale anche qui, e su queste macchine e particolarmente importante perche il carico pulsante amplifica gli effetti della disuniformita: una cinghia piu tesa delle altre vede picchi proporzionalmente maggiori e cede prima.
Le referenze si trovano fra le cinghie trapezoidali lisce e, per le applicazioni su gruppi a motore, nella sezione cinghie per compressori del catalogo CinghieShop, che raccoglie le misure ricorrenti sui gruppi a pistoni. Per le macchine agricole il riferimento e il reparto attrezzature agricole.
Il controllo di fine stagione
Per le motopompe da irrigazione settembre e il momento giusto: la stagione e finita e la macchina va in rimessa. Le verifiche che contano sono le stesse gia viste per le macchine stagionali, con una specificita.
Va svuotato il circuito e vanno controllate le tenute, perche l’acqua che resta in pompa durante l’inverno gela, e una pompa danneggiata dal gelo all’avviamento successivo richiede una coppia anomala che scarica sulla cinghia. Sembra un dettaglio idraulico e invece e un problema meccanico.
La cinghia va allentata o smontata. Va ispezionata contro luce e, se il lavoro stagionale e stato intenso, sostituita preventivamente: il costo e modesto rispetto al rischio di fermarsi a irrigazione iniziata.
Le pulegge vanno pulite dai depositi calcarei, che su macchine che lavorano con acqua dura si formano anche nelle gole e si comportano da abrasivo. Il calcare si rimuove con un acido debole e poi si risciacqua, mai a secco con attrezzi metallici che rovinano il profilo.
Per le idropulitrici, che lavorano tutto l’anno, il controllo si fa a calendario: ispezione trimestrale e verifica della tensione con metodo ripetibile.
Il rapporto di riduzione e perche la pompa gira piu lenta del motore
Su queste macchine la trasmissione a cinghia non serve solo a trasferire potenza, serve a ridurre la velocita. Un motore elettrico a quattro poli gira attorno ai millequattrocento giri al minuto, un motore a scoppio anche oltre i tremila, mentre una pompa a pistoni per idropulitrice lavora tipicamente fra i mille e i millequattrocento e una pompa da irrigazione ha il suo punto di miglior rendimento su valori precisi indicati dal costruttore.
Far girare una pompa a pistoni piu veloce del previsto e uno degli errori piu costosi che si possano fare. La portata aumenta proporzionalmente alla velocita, ma le sollecitazioni sui componenti interni crescono molto piu rapidamente, e la vita delle guarnizioni e dei pistoni si accorcia in modo drastico. Il segnale tipico e la pompa che perde dalle tenute dopo poche decine di ore.
Questo diventa rilevante quando si sostituisce una puleggia consumata, perche non sempre si trova quella identica e la tentazione di montare il diametro disponibile e forte. Cambiare il diametro della puleggia motrice cambia il rapporto: una puleggia motrice piu grande fa girare la pompa piu veloce, una piu piccola la rallenta e riduce la portata.
Prima di sostituire una puleggia, quindi, va calcolato il rapporto originale contando i diametri primitivi e verificato che il nuovo componente lo mantenga. Se il diametro esatto non e disponibile, la via corretta e cambiare entrambe le pulegge mantenendo il rapporto, non accettare la variazione sperando che vada bene. Va poi ricalcolato lo sviluppo della cinghia, perche un diametro diverso a interasse fisso richiede una lunghezza diversa.
Domande frequenti
La cinghia cigola quando la macchina e bagnata: e un problema?
Il cigolio a freddo con umidita e comune e tende a sparire in pochi secondi. Se persiste a macchina calda, il problema e di tensione o di superficie contaminata.
Il tratto libero vibra molto: cosa faccio?
E un possibile fenomeno di risonanza con la pulsazione della pompa. Si corregge variando la tensione entro l’intervallo ammesso oppure inserendo un rullo di guida che accorcia il tratto libero.
Posso usare una cinghia standard su una macchina che lavora con detergenti?
Si se la trasmissione e protetta da un carter e il contatto e occasionale. Con esposizione diretta e frequente conviene orientarsi su mescole resistenti agli agenti chimici.
Quanto dura una cinghia su un’idropulitrice professionale?
Con protezione, tensione corretta e gole pulite si arriva a piu stagioni. Con esposizione diretta al getto e slittamenti frequenti la durata puo ridursi a una sola stagione intensa.
Devo svuotare la pompa prima dell’inverno?
Si, e non e un dettaglio: l’acqua che gela danneggia la pompa e la coppia anomala all’avviamento successivo si scarica sulla trasmissione.
Se devi preparare le macchine per il fermo invernale o sostituire una trasmissione, mandaci sezione e sviluppo delle cinghie montate: ti confermiamo la misura e ti proponiamo la versione adatta all’ambiente di lavoro.