Ammortizzatori – trova produttori e fornitori

Gli ammortizzatori riducono gli urti, le vibrazioni e i movimenti indesiderati in veicoli, macchinari, attrezzature e strutture ingegneristiche.

Essi convertono parte dell’energia cinetica in calore e garantiscono che le masse in movimento vengano decelerate in modo controllato o che le vibrazioni si attenuino più rapidamente.
A differenza delle molle, gli ammortizzatori non immagazzinano principalmente l’energia assorbita per rilasciarla in un secondo momento. La loro funzione è quella di dissipare l’energia cinetica nel modo più controllato possibile. Molle e ammortizzatori vengono quindi spesso utilizzati in combinazione: la molla assorbe i carichi e consente il movimento, mentre l’ammortizzatore limita l’oscillazione successiva.
Gli ammortizzatori trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni, tra cui veicoli stradali e ferroviari, motociclette, biciclette, macchine agricole ed edili, impianti di produzione, robot, sistemi di trasporto, ascensori, gru e strutture edilizie.

Di seguito troverete una panoramica dei principi di funzionamento, delle tipologie costruttive, dei campi di applicazione, dei vantaggi e dei limiti degli ammortizzatori, nonché dei criteri più importanti per la loro scelta.

Come funzionano gli ammortizzatori

Gli ammortizzatori generano una forza che contrasta il movimento. Ciò riduce la velocità di una massa in movimento o smorza una vibrazione. L’energia meccanica assorbita viene convertita principalmente in calore e dissipata nell’ambiente attraverso l’alloggiamento o il mezzo di smorzamento utilizzato.
Negli ammortizzatori idraulici, un pistone si muove all’interno di un cilindro riempito d’olio. L’olio viene spinto attraverso valvole, orifizi o altre sezioni di flusso. La resistenza al flusso che ne deriva genera la forza di smorzamento.
Lo smorzamento può essere configurato in modo diverso per ciascuna direzione di movimento:

• La fase di compressione interviene quando l’ammortizzatore viene compresso.
• La fase di estensione interviene quando l’ammortizzatore si estende.

Negli ammortizzatori per autoveicoli, lo smorzamento in compressione e in estensione è specificamente calibrato in base al peso del veicolo, al design del telaio, alle sospensioni e alle caratteristiche di maneggevolezza desiderate. Negli ammortizzatori industriali, invece, l’obiettivo principale è spesso quello di decelerare una massa in movimento fino all’arresto in modo fluido e privo di urti.
A seconda del design, la forza di smorzamento dipende, tra gli altri fattori, dalla velocità, dalla corsa, dalla posizione della valvola, dalla viscosità dell’olio e dalla temperatura. I moderni sistemi di valvole consentono curve caratteristiche progressive, degressive o approssimativamente lineari. Ciò permette all’ammortizzatore di rispondere in modo diverso ai piccoli movimenti rispetto alle velocità di impatto elevate.

Progettazione e componenti principali degli ammortizzatori

La struttura esatta dipende dal principio di funzionamento e dall’applicazione. Un ammortizzatore idraulico telescopico è tipicamente costituito da:

• un alloggiamento o cilindro resistente alla pressione,
• un pistone mobile,
• un'asta del pistone,
• un fluido idraulico di smorzamento,
• valvole e orifizi,
• guide ed elementi di supporto,
• guarnizioni e raschiatori,
• una camera di compensazione per l'olio spostato,
• elementi di fissaggio,
• e, se del caso, una molla di ritorno o una camera a gas.

Le tenute impediscono la fuoriuscita del fluido ammortizzante e l’ingresso di impurità. Le guide mantengono il pistone e lo stelo in movimento nella direzione prevista. Le forze laterali dovrebbero essere evitate il più possibile, poiché possono sottoporre a sollecitazioni significative le guide, le tenute e lo stelo.
In molti ammortizzatori idraulici, un cuscinetto a gas serve a compensare le variazioni di volume e a pressurizzare l’olio. Riduce il rischio di formazione di schiuma e cavitazione. Anche nei cosiddetti ammortizzatori a gas pressurizzato, lo smorzamento vero e proprio si ottiene principalmente attraverso la limitazione del flusso dell’olio.

Tipi e varianti di ammortizzatori

Gli ammortizzatori possono essere classificati in base al loro principio di funzionamento, al design, alla controllabilità e al campo di applicazione. Poiché queste caratteristiche si sovrappongono, un ammortizzatore può appartenere contemporaneamente a più gruppi.

Ammortizzatori idraulici

Gli ammortizzatori idraulici utilizzano olio o un altro fluido idraulico come mezzo di smorzamento. Il fluido viene spinto attraverso orifizi e valvole definiti con precisione, convertendo l’energia cinetica in calore. Ciò consente di dissipare grandi quantità di energia in uno spazio ridotto.
Gli ammortizzatori a gas contengono inoltre una camera di gas pressurizzata. Ciò compensa le variazioni di volume e riduce la formazione di schiuma nell’olio durante i movimenti rapidi. La forza di estensione risultante deve essere presa in considerazione durante la progettazione del sistema.
Gli ammortizzatori idraulici trovano impiego in veicoli, macchinari, impianti di produzione e sistemi di trasporto, nonché nelle attrezzature di sicurezza.

Ammortizzatori monotubo

Gli ammortizzatori monotubo dispongono di un unico cilindro di lavoro.
Le camere dell’olio e del gas sono solitamente separate da un pistone divisorio.
L’ampia superficie del cilindro, direttamente esposta al flusso d’aria proveniente dal veicolo o dall’ambiente circostante, facilita la dissipazione del calore.
Questo design è spesso utilizzato nei veicoli che richiedono prestazioni di smorzamento costanti, reattività precisa e resistenza termica.

Ammortizzatori bitubo

Gli ammortizzatori bitubo sono costituiti da un cilindro di lavoro interno e da una camera di compensazione esterna.
L'olio spostato dallo stelo del pistone in retrazione fluisce nella camera di compensazione tramite una valvola inferiore.
Questo design consente spesso una lunghezza di installazione ridotta e una produzione economicamente vantaggiosa.
Gli ammortizzatori a doppio tubo sono quindi ampiamente utilizzati nelle autovetture, nei veicoli commerciali e in numerose altre applicazioni.

Ammortizzatori telescopici

Gli ammortizzatori telescopici eseguono un movimento lineare di corsa.
L'asta del pistone e il cilindro si muovono l'uno all'interno dell'altro.
Questo design compatto e versatile viene utilizzato nelle sospensioni dei veicoli, nei macchinari e nelle applicazioni industriali di fine corsa.

Ammortizzatori a leva

Negli ammortizzatori a leva, un movimento di rotazione esterno viene trasmesso tramite una leva e un albero a un pistone o a una paletta interna.
Erano utilizzati principalmente nei modelli di veicoli più datati e oggi si trovano soprattutto in applicazioni specializzate o d’epoca.

Ammortizzatori pneumatici

Gli ammortizzatori pneumatici utilizzano aria o un altro gas come fluido di lavoro.
Lo smorzamento si ottiene attraverso la regolazione controllata del flusso del gas.
Poiché l’aria compressa immagazzina energia e può causare un rimbalzo, un sistema di smorzamento puramente pneumatico deve essere progettato di conseguenza.
Nei cilindri pneumatici, l’aria di scarico viene spesso strozzata nella posizione finale. Ciò rallenta il pistone prima che raggiunga il finecorsa meccanico.

Ammortizzatori idropneumatici

I modelli idropneumatici combinano un fluido per lo smorzamento controllato con un gas comprimibile che funge da molla o elemento di compensazione.
Consentono elevate densità di energia e caratteristiche di forza progressive.
Esempi di applicazioni includono le sospensioni dei veicoli, i telai di macchine agricole e da costruzione, i carrelli di atterraggio degli aerei e le strutture ingegneristiche sottoposte a carichi elevati.

Ammortizzatori a frizione

Gli ammortizzatori a frizione dissipano l’energia cinetica attraverso l’attrito meccanico tra superfici premute l’una contro l’altra.
Hanno una struttura semplice e non richiedono un fluido di smorzamento.
Tuttavia, la forza di smorzamento può essere influenzata in misura maggiore dall’usura, dalle condizioni della superficie, dalla forza di contatto e dalla temperatura.
Gli ammortizzatori a frizione vengono utilizzati, tra l’altro, in veicoli speciali, macchinari e strutture soggette a vibrazioni.

Ammortizzatori in elastomero, gomma e plastica

Questi ammortizzatori assorbono energia attraverso la deformazione di materiali elastici o viscoelastici.
I materiali utilizzati includono gomma, poliuretano, elastomeri tecnici e plastiche speciali.
Sono compatti, economici e spesso non richiedono manutenzione. Allo stesso tempo, presentano solitamente un effetto di ritorno elastico. Il comportamento di smorzamento e la durata dipendono in larga misura dal materiale, dalla temperatura, dal grado di deformazione, dalla frequenza di carico e dall’invecchiamento.

Ammortizzatori viscoelastici

Gli ammortizzatori viscoelastici combinano la deformazione elastica con l’attrito interno.
Sono in grado di attenuare urti e vibrazioni in un ampio intervallo di frequenze.
Vengono utilizzati, tra l’altro, nei macchinari, negli involucri elettronici, negli edifici, nei ponti e nelle apparecchiature tecniche sensibili.

Ammortizzatori magnetoreologici

Gli ammortizzatori magnetoreologici contengono un fluido il cui comportamento di scorrimento viene modificato da un campo magnetico.
Un sistema di controllo elettronico è in grado di regolare rapidamente la forza di smorzamento in base alle condizioni operative del momento.
Questa tecnologia viene utilizzata principalmente nelle sospensioni adattive dei veicoli, nonché in macchinari specializzati e sistemi di controllo delle vibrazioni.

Ammortizzatori passivi

Gli ammortizzatori passivi presentano una curva caratteristica fissa o regolabile meccanicamente.
Non richiedono alcuna alimentazione esterna e sono robusti, affidabili e relativamente facili da integrare.

Ammortizzatori regolabili

Negli ammortizzatori regolabili è possibile regolare la fase di compressione, quella di estensione o entrambe le direzioni di smorzamento.
La regolazione può essere effettuata meccanicamente, idraulicamente o tramite elementi di strozzamento intercambiabili.
Nelle applicazioni industriali, questa regolazione consente l’adattamento a masse e velocità diverse. Nei veicoli, può essere utilizzata per ottimizzare il comfort, la maneggevolezza e la capacità di carico.

Ammortizzatori adattivi e semi-attivi

Gli ammortizzatori adattivi o semi-attivi regolano la propria forza di smorzamento durante il funzionamento. I sensori rilevano fattori quali il movimento, l’accelerazione, il carico o le condizioni di guida. Un sistema di controllo regola le valvole o il comportamento del fluido di smorzamento.
I sistemi semi-attivi regolano lo smorzamento ma, a differenza dei sistemi completamente attivi, in genere non immettono energia cinetica aggiuntiva nella sospensione.

Ammortizzatori industriali

Gli ammortizzatori industriali controllano la decelerazione delle masse in movimento nelle macchine e nei sistemi automatizzati.
Le applicazioni tipiche includono unità lineari, robot, macchine utensili, portali, sistemi di trasporto, macchine per l’imballaggio e sistemi di movimentazione.
Esistono varianti autoregolanti, regolabili e a design fisso. Per i movimenti che si ripetono regolarmente, è necessario tenere conto sia dell’energia per corsa sia del calore totale generato all’ora.

Ammortizzatori miniaturizzati

Gli ammortizzatori miniaturizzati sono progettati per piccole masse in movimento e spazi di installazione limitati.
Vengono utilizzati, tra l’altro, in dispositivi meccanici di precisione, piccole pinze, elettronica, tecnologia medica e sistemi di automazione compatti.

Ammortizzatori per impieghi gravosi

Gli ammortizzatori per impieghi gravosi assorbono quantità di energia particolarmente elevate.
Vengono impiegati, ad esempio, in gru, ponti, chiuse, acciaierie, sistemi di movimentazione dei materiali, impianti portuali e macchinari di grandi dimensioni.
Le corse lunghe e gli alloggiamenti robusti consentono una decelerazione relativamente bassa di masse pesanti.

Ammortizzatori di sicurezza

Gli ammortizzatori di sicurezza sono progettati principalmente per garantire protezione in caso di malfunzionamenti, arresti di emergenza o superamento involontario di una posizione finale.
A differenza degli ammortizzatori industriali che funzionano in modo ciclico, sono spesso progettati per carichi sporadici ma particolarmente energici.

Ammortizzatori di fine corsa e da impatto

Gli ammortizzatori di fine corsa rallentano le parti mobili della macchina prima che raggiungano un arresto fisso.
Tra questi figurano i paracolpi idraulici, gli smorzatori di fine corsa e gli ammortizzatori per movimenti lineari o rotativi.
Potrebbe essere necessario un fermo fisso separato per impedire che l’ammortizzatore venga caricato oltre la sua corsa consentita.

Ammortizzatori per veicoli

Gli ammortizzatori per veicoli vengono utilizzati su autovetture, veicoli commerciali, autobus, motocicli, biciclette, veicoli ferroviari, macchine agricole, macchine edili e altre applicazioni mobili.
Smorzano le vibrazioni delle masse sospese e non sospese e contribuiscono al comfort di marcia, alla stabilità di guida e al contatto sicuro tra le ruote e il manto stradale.

Ammortizzatori per impieghi speciali

Sono disponibili modelli speciali, tra l’altro, per temperature molto elevate o molto basse, ambienti corrosivi, forte contaminazione, applicazioni subacquee, camere bianche, produzione alimentare, aree potenzialmente esplosive o cicli di funzionamento particolarmente intensi.
Ciò può richiedere l’uso di acciaio inossidabile, rivestimenti speciali, guarnizioni resistenti alle temperature, fluidi idraulici speciali, spazzole raschianti, soffietti protettivi e omologazioni specifiche per l’applicazione.

Applicazioni degli ammortizzatori

Veicoli stradali

Gli ammortizzatori limitano le vibrazioni della carrozzeria, degli assi e delle ruote.
Influiscono sul comfort di marcia, sulla risposta dello sterzo, sulla stabilità in frenata, sul comportamento in curva e sulla trazione.
Il design deve essere adattato con precisione al veicolo, al carico sull’asse, alle sospensioni e all’uso previsto.

Motociclette e biciclette

Su motociclette e biciclette, gli ammortizzatori sono spesso abbinati a una molla per formare un'unità compatta.
Le opzioni di regolazione del precarico, dello smorzamento in estensione e dello smorzamento in compressione consentono l’adattamento al peso del conducente, al carico, allo stile di guida e al fondo stradale.

Macchine commerciali, agricole e da cantiere

Il peso elevato dei veicoli, i carichi variabili e le superfici irregolari pongono requisiti particolari in termini di capacità di carico, tenuta e dissipazione del calore.
In questo ambito, gli ammortizzatori vengono utilizzati su telai, cabine, sedili, assali, accessori e parti mobili delle macchine.

Veicoli ferroviari

Nei veicoli ferroviari, gli ammortizzatori limitano i movimenti verticali, laterali e rotazionali.
A seconda del punto di installazione, vengono utilizzati, tra gli altri, ammortizzatori primari, secondari, laterali, verticali e di imbardata.

Ingegneria meccanica e impiantistica

Nei macchinari, gli ammortizzatori riducono le forze d’urto, il rumore e le sollecitazioni sui materiali.
Consentono di ridurre i tempi di ciclo e impediscono che i componenti in movimento urtino in modo incontrollato contro i fermi meccanici.

Automazione e robotica

Gli ammortizzatori rallentano assi, pinze, slitte, portapezzi e unità di movimentazione.
Una decelerazione graduale protegge i componenti meccanici, i pezzi in lavorazione e i sensori.

Tecnologia dei trasportatori, dello stoccaggio e dell’imballaggio

Nei sistemi di trasporto, nelle macchine di stoccaggio e prelievo, nei sistemi di smistamento e nelle macchine per l’imballaggio, gli ammortizzatori attutiscono i carichi in movimento e limitano le forze nei punti di trasferimento e nelle posizioni finali.

Strutture e infrastrutture

Gli smorzatori viscosi, viscoelastici o idraulici possono limitare il movimento di edifici, ponti e altre strutture causato da vento, traffico o vibrazioni.

Settore aerospaziale

Gli ammortizzatori idropneumatici e gli speciali assorbitori di energia vengono utilizzati, tra l’altro, nei carrelli di atterraggio, nei sedili, nei flap e nei sistemi di sicurezza.
In questo ambito sono particolarmente importanti il peso, l’affidabilità e le caratteristiche prestazionali definite in condizioni ambientali estreme.

Vantaggi degli ammortizzatori

• Decelerazione controllata: le masse in movimento vengono rallentate su una distanza definita.
• Forze di picco inferiori: si riduce lo stress su macchinari, veicoli, componenti e carichi.
• Meno vibrazioni: le vibrazioni residue indesiderate si attenuano più rapidamente.
• Maggiore sicurezza operativa: i fermi meccanici e i componenti critici per la sicurezza vengono alleggeriti dalle sollecitazioni.
• Maggiore durata: cuscinetti, guide, telai ed elementi di fissaggio sono sottoposti a minori sollecitazioni.
• Minore rumorosità: è possibile ridurre gli urti violenti e il rumore strutturale indotto dagli urti.
• Migliore qualità del processo: i pezzi in lavorazione e i prodotti delicati possono essere movimentati con maggiore delicatezza.
• Maggiore stabilità di guida: gli ammortizzatori dei veicoli contribuiscono a mantenere il contatto tra le ruote e il manto stradale.
• Smorzamento regolabile: diverse configurazioni e curve caratteristiche consentono un adattamento preciso all’applicazione.

Limiti degli ammortizzatori

• L'assorbimento di energia per corsa e per unità di tempo è limitato. Se la frequenza di ciclo è troppo elevata, l'ammortizzatore può surriscaldarsi.
• Una progettazione errata può causare decelerazioni brusche, fondo corsa, rimbalzo o smorzamento insufficiente.
• Gli ammortizzatori idraulici possono presentare perdite a causa dell’usura delle guarnizioni.
• La viscosità dell’olio e i materiali delle guarnizioni sono influenzati dalle temperature elevate e basse.
• Le forze laterali o un flusso obliquo possono danneggiare lo stelo del pistone, la guida e le guarnizioni.
• Gli elastomeri e le materie plastiche possono modificare le proprie proprietà a causa della temperatura, del contatto con i fluidi, dei raggi UV e dell’invecchiamento.
• I sistemi regolabili e a controllo elettronico richiedono un maggiore impegno per l’integrazione e la messa a punto.
• Gli ammortizzatori non sostituiscono un finecorsa meccanico obbligatorio né un dispositivo di protezione di livello superiore.

Criteri chiave di acquisto per gli ammortizzatori

Compito di smorzamento e applicazione

Innanzitutto, occorre stabilire se si debba assorbire un singolo impatto, decelerare una massa in movimento regolare o ridurre una vibrazione continua. Altrettanto importante è distinguere tra funzionamento normale, smorzamento ciclico a fine corsa e una rara situazione di emergenza.

Massa e velocità

La massa da spostare o decelerare e la sua velocità massima d’impatto determinano una parte significativa dell’energia cinetica da assorbire. Per i sistemi rotanti, occorre tenere conto del momento d’inerzia, della velocità di rotazione e del rapporto di trasmissione.

Forze motrici aggiuntive

Motori, cilindri pneumatici o idraulici, forza di gravità e molle possono continuare a esercitare una forza sulla massa in movimento durante la decelerazione. Questa energia motrice aggiuntiva deve essere sommata all’energia cinetica.

Energia per corsa e all’ora

Per le applicazioni cicliche, due valori sono fondamentali:

• l’energia massima assorbita per ciclo di smorzamento,
• l’energia totale o il carico termico all’ora.

Un ammortizzatore può essere adeguatamente dimensionato per un singolo impatto, ma può comunque subire un sovraccarico termico a frequenze di ciclo elevate.

Corsa e decelerazione ammissibile

Una corsa di smorzamento più lunga comporta solitamente una decelerazione inferiore e una forza di picco minore a parità di energia. Lo spazio di installazione disponibile deve quindi essere bilanciato con il carico ammissibile sulla macchina, sul veicolo, sul pezzo in lavorazione o sulla persona.

Curva caratteristica di smorzamento

La curva caratteristica forza-spostamento o forza-velocità richiesta dipende dall’applicazione. È necessario stabilire se sia richiesto uno smorzamento lineare, progressivo, degressivo, fisso, autoregolante o regolabile.
Nei veicoli, le fasi di compressione ed estensione devono essere adattate alle sospensioni, al tipo di assale, alla massa del veicolo e alla messa a punto desiderata.

Spazio di installazione e montaggio

Occorre tenere conto della lunghezza di installazione, della corsa, del diametro esterno, dei punti di fissaggio e della direzione di movimento. Bulloni, occhielli, forcelle, filettature e altri collegamenti devono adattarsi ai punti di fissaggio esistenti.
La trasmissione della forza dovrebbe essere assiale, ove possibile. Se le deviazioni angolari sono inevitabili, potrebbero essere necessari cuscinetti sferici o teste d’urto adeguati.

Condizioni ambientali

Temperatura, umidità, polvere, sporco, spruzzi d’acqua, detergenti, sostanze chimiche e corrosione influenzano la scelta dei materiali e delle guarnizioni. Per l’uso all’aperto o in ambienti aggressivi, potrebbero essere necessari acciaio inossidabile, rivestimenti, soffietti protettivi o speciali lame raschianti.

Controllo e monitoraggio

In caso di carichi o velocità variabili, può essere consigliabile un ammortizzatore regolabile, adattivo o a controllo elettronico. Per i sistemi monitorati, possono essere necessari sensori per misurare la posizione, la temperatura, la frequenza di corsa o lo stato di usura.

Sicurezza e arresti di fine corsa

Per applicazioni critiche dal punto di vista della sicurezza, è essenziale determinare le conseguenze di un guasto. Potrebbero essere necessari fattori di sicurezza, ammortizzatori ridondanti, arresti meccanici di fine corsa e ispezioni regolari.
In nessun caso l’ammortizzatore deve essere caricato oltre la sua corsa ammissibile. In molte applicazioni industriali, è necessario utilizzare un fermo fisso adeguato per limitare la posizione finale.

Prove, norme e requisiti di qualità

A causa dell’ampia varietà di applicazioni, non esiste una norma unica che copra tutti gli ammortizzatori. Sono determinanti i requisiti del rispettivo veicolo, della macchina, del settore industriale e del paese di utilizzo.
I produttori devono fornire dati affidabili sulla curva caratteristica di smorzamento, sull’assorbimento di energia, sull’intervallo di temperatura, sulla durata di servizio e sulle forze ammissibili. A seconda dell’applicazione, possono essere richiesti prove di resistenza, prove di tenuta, prove di corrosione, prove termiche, misurazioni forza-velocità e tracciabilità documentata.

Manutenzione, ricambi e costi del ciclo di vita

Quando si effettua una valutazione economica, oltre al prezzo di acquisto devono essere considerati fattori quali l’installazione, la regolazione, l’ispezione, l’eventuale revisione, i ricambi e i costi di fermo macchina.
Guarnizioni sostituibili, kit di riparazione disponibili e disponibilità a lungo termine del prodotto possono rappresentare un vantaggio per gli ammortizzatori industriali riparabili. Per i veicoli, gli ammortizzatori devono essere ispezionati asse per asse e sostituiti in conformità alle specifiche del costruttore del veicolo o del componente.

Sintesi

Gli ammortizzatori dissipano l’energia cinetica in modo controllato e riducono gli urti, le vibrazioni e i carichi di picco. Nei veicoli contribuiscono al comfort di marcia e alla stabilità di guida, mentre nelle macchine, negli impianti e nelle strutture tecniche proteggono i componenti, i pezzi in lavorazione e le persone.
I principi di funzionamento idraulico, pneumatico, idropneumatico, meccanico, elastomerico e viscoelastico consentono l’adattamento a un’ampia varietà di applicazioni. Esistono inoltre modelli passivi, regolabili e adattivi, nonché ammortizzatori specializzati per veicoli, impianti industriali, applicazioni di sicurezza e condizioni ambientali estreme.
Per garantire un funzionamento affidabile, gli ammortizzatori devono essere accuratamente abbinati a massa, velocità, energia, corsa, frequenza di ciclo, caratteristica di smorzamento, configurazione di installazione e condizioni ambientali. Nelle applicazioni industriali cicliche, oltre all’energia per corsa, occorre tenere conto del carico termico totale orario.

Gli ammortizzatori possono essere acquistati da vari produttori e fornitori. Su Exportpages è possibile trovare informazioni complete sui produttori e fornitori di ammortizzatori di tutto il mondo.