Se il motore diesel rappresenta il cuore dell’escavatore, l’impianto idraulico ne è in tutti i sensi il sistema nervoso. Centro nevralgico dell’escavatore cingolato e artefice delle sue prestazioni, l’impianto idraulico è frutto di un complesso equilibrio di componenti e architetture circuitali, la cui corretta calibrazione incide in misura determinante sul comportamento sul campo della macchina. Quest’ultimo è infatti il punto dove potenza del motore, affidabilità delle pompe, gestione elettronica e ser­vocomandi, unitamente alle carat­teristiche strutturali della macchina, confluiscono dando origine alle prestazioni finali dell’escavatore.

Componenti Funzionali dell'Impianto Idraulico

Dal punto di vista funzionale l’impianto idraulico è costituito da quattro componenti: pompe, distributori, sistema di con­trollo e attuatori.

Pompe Idrauliche

Dando ormai per acquisita la generalizzata adozione di pompe a portata variabile, le due tipo­logie principali sono quella delle pompe a pistoni assiali a portata variabile per inclinazione del blocco cilindri e quella delle pompe a pistoni assiali a portata varia­bile per inclinazione del piattello di distribuzione. Le prime sono generalmen­te adottate in combinazione a distributori convenzionali, le seconde sono più frequentemente adottate in accoppiata a distributori load sensing e per l'azionamento della rota­zione in circuito chiuso. Entrambe le tipologie offrono in ogni caso un’elevata affidabilità e un altrettanto positivo rendimento.

I livelli di potenza idraulica erogata dalle pompe possono essere programmati e gestiti dal computer di bordo; questi, definiti comunemente modalità di lavoro, vengono calibrati in funzione degli utilizzi tipici dell’escavatore. Accanto a tali funzioni principali la logica di controllo dell’idraulica è in grado di gestire ulteriori funzionalità. Per citarne solo alcune, il cosiddetto cut off, grazie al raggiungimen­to della pressione massima in impianto, è possibile ridurre quasi a zero la cilindrata minima delle pompe; o ancora, sempre in tema di regolazione della cilindrata delle pompe idrauliche, il ritorno automatico in cilindrata minima in assenza di pressione di pilotag­gio.

Nel caso delle pompe idrauliche specifi­catamente concepite per I'alimentazione di distributori idraulici del tipo load sensing, la cilindrata delle pompe si adegua automati­camente alla pressione in impianto, e par­tendo da un valore sostanzialmente nullo si porta al valore massimo al raggiungimento della pressione di inizio regolazione. II risul­tato energetico complessivo si concretizza in una drastica riduzione dei consumi.

Distributori

Passando al gruppo distributore, sono due le tecnologie oggi maggiormente diffuse, quella convenzionale e quella load sensing. La principale differenza fra le due soluzioni consiste essenzialmente nel fatto che la seconda è in grado, attraverso i compensatori, di riequilibrare automaticamente le dif­ferenze di pressione tra la pompa e i diversi attuatori in modo tale che la por­tata di olio inviata a ciascuno di essi sia esat­tamente proporzionale all’apertura della relativa spola del distributore.

Un secondo importante vantaggio consiste nel fatto che i rapporti di velocità tra i singoli attuatori si mantengono costanti anche quando la somma delle singole portate richieste dall'operatore è superiore alla portata massi­ma erogata dalla pompa; in parole semplici, anche in caso di contemporaneo utilizzo di tutti gli azionamenti, almeno in teoria, la macchina non accusa rallentamenti.

Naturalmente nulla obbliga all’adozione di un’unica pompa idraulica sulla macchina; al contrario, spesso e volentieri, già a partire dalle macchine del segmento medio è prassi non sporadica l’utilizzo di una doppia pompa idraulica, naturalmente con la relativa maggiore complessità circuitale che questo comporta.

Proseguendo nell’analisi dell’impianto idraulico dell’escavatore, con particolare riguardo al gruppo distributori, va segnalato come negli azionamenti singoli nei distributori convenzionali il rad­doppio delle portate per i movimenti di sollevamento e di chiusura dell'a­vambraccio è una soluzione ormai largamente adottata, mentre nei sistemi load sensing la somma delle portate delle pompe è in funzione della portata massima che ogni singola spola è in grado di gestire, portata massima che in genere risulta inferio­re alla massima portata complessiva­mente erogata dalle pompe.

Per quanto riguarda la disposizione degli azionamenti, nel caso dei sistemi load sensing è pressoché sempre in parallelo, anche se questo non rappresenta una regola inviolabile; alcune disposizioni circuitali serie/paral­lelo, tipiche dei distributori convenzionali, gestiscono alla perfezione le contempora­neità di utilizzi che hanno un reale impatto sul comportamento e la produttività dell’escavatore, complice il fatto che la costante evoluzione e miglioramento dei sistemi di pilo­taggio delle spole consente di raggiungere un grado di sensibilità e precisione di controllo di livello davvero eccellente.

Naturalmente anche i sistemi load sensing sono in grado di garantire apprezzabili prestazioni in rapporto a tali due aspetti, ma per raggiungere questo obiettivo devono essere affiancati da ulteriori componenti; fra questi, in particolare, val­vole di unloading e regolatori di flusso compensati del comando load sensing per stabiliz­zare le eventuali oscillazioni delle pompe conseguenti al doppio impulso di pilotaggio load sensing/potenza costante.

Logica di Controllo

Per quanto riguarda la logica di controllo dell’impianto idraulico e il suo coordinamento funzionale complessivo, questo compito è oggi affidato al computer di bordo, normalmente alloggiato in cabina. Quanto ai sistemi di pilotaggio, fatta salva la fondamentale e già ricordata importanza della sensibilità e precisione dei servocomandi, va innanzitutto osservato che il circuito idraulico dei servoco­mandi dispone in genere di una pompa dedicata, di un filtro in linea che garantisce una adeguata pulizia dell'olio in circolo, aspetto indispensabile per garan­tire la costanza della sensibilità di azionamento, e di un sistema ad accumulo di energia che consente la messa in sicurezza dell’escavatore anche a motore spento.

Pur se comune, l’adozione di una pompa dedicata al circuito dei servocomandi non rappresenta una soluzione vincolante; in alternativa possono infatti essere utilizzati sistemi di pilotaggio che prelevano l’olio idraulico direttamente dal circuito primario, conservando il sopra citato dispositivo ad accumulo di energia.

Tutte le architetture circuitali e i componenti citati concorrono a determinare il comportamento finale sul campo dell’escavatore. E per quanto questo, inutile nasconderlo, dipenda in misura non trascurabile anche dalla “mano” dell’operatore, esistono alcuni parametri di valutazione oggettivi.

Escavatori e Miniescavatori: VersatilitĂ  e Utilizzo

Conosciuti come strumento principe per eseguire attività di scavo, di piccole o grandi dimensioni, gli escavatori e i miniescavatori idraulici, gommati o cingolati, vengono utilizzati nel settore delle costruzioni anche per la movimentazione dei carichi. Per l’utilizzo come apparecchio di sollevamento l’escavatore deve essere appositamente abilitato, ossia predisposto dal produttore, e deve essere gestito dall’utilizzatore nel rispetto delle previsioni dell’art. 71, comma 11 del D. L.vo 81/08 e ss.mm.ii., cioè denunciato a INAIL ai fini della sua immatricolazione e sottoposto a verifiche periodiche con frequenza annuale.

Escavatori e miniescavatori idraulici con una capacità di sollevamento pari ad almeno 200 kg (o superiore) possono essere forniti dal costruttore di componenti tecniche specifiche per consentirne l’abilitazione e l’utilizzo come apparecchi di sollevamento.

Formazione degli Operatori

Gli escavatori rientrano nella categoria delle macchine movimento terra e nel campo di applicazione dell’Accordo Stato Regioni del 22 febbraio 2012,concernente l’individuazione delle attrezzature di lavoro per le quali è richiesta una specifica abilitazione degli operatori. L’articolazione del corso per operatori addetti alla conduzione di escavatori idraulici prevista dall’Accordo citato comprende un modulo specifico relativo alle operazioni di movimentazione carichi, pertanto non è necessaria alcuna formazione aggiuntiva rispetto a quella già prevista dalla normativa in vigore.

Miniescavatori: Strumenti Indispensabili

Il miniescavatore è uno strumento indispensabile per l’attività di movimento terra, di indubbia utilità se affiancato ad attività che lavorano nel mondo dell’edilizia, del giardinaggio e nell’agricoltura. Gli escavatori idraulici sono definiti dalla UNI EN 474-5:2012 come macchine semoventi a cingoli, a ruote o ad appoggi articolati, aventi una struttura superiore (torretta), normalmente in grado di ruotare di 360°, che supporta un braccio escavatore, progettate principalmente per scavare con una cucchiaia o una benna, senza muovere il carro durante il ciclo di lavoro.

Tipologie di Escavatori

Andiamo a valutare gli escavatori ad appoggi articolati. Gli escavatori cingolati possono essere di dimensioni molto variabili, con una gamma che parte da escavatori di grandi dimensioni fino a escavatori di piccolissime dimensioni; per gli escavatori gommati, la gamma dimensionale è leggermente meno ampia di quelli cingolati.

Per effettuare lavori piuttosto semplici sia in edilizia che in agricoltura la scelta può ricadere sui miniescavatori che possono lavorare in spazi stretti e spesso anche all’interno degli edifici.

Struttura del Miniescavatore: Componenti Fondamentali

Ma vediamo come è fatto quali sono i punti di forza e di debolezza di questo utile strumento di lavoro per il movimento terra, iniziamo analizzandone la struttura, di seguito vi elenco quali sono le parti fondamentali del miniescavatore e quali sono le terminologie piÚ importanti per descriverne il funzionamento:

  • Chassis: Costituisce la scocca del mezzo ed è generalmente costituita da lamiera di acciaio o di leghe particolari unite a tubolari d’acciaio. Sullo Chassis vengono montate tutte le parti meccaniche ed elettroniche che costituiscono il miniescavatore.
  • Il Motore: È il cuore pulsante del veicolo. Il motore del miniescavatore è in genere a scoppio e permette sia il movimento del mezzo che l’alimentazione del sistema idraulico, che sostiene il braccio e gli accessori.
  • Il Braccio: Rappresenta una delle parti mobili principali ed è qui che vengono collegati la benna per lo scavo o eventuali accessori. Grazie ad un’articolazione e due snodi movimentati dal sistema di movimento idraulico e meccanico è possibile pilotarlo in ogni direzione tramite i comandi di controllo.
  • Il Carro: È il sistema meccanico collegato allo Chassis ed ai cingoli ed è movimentato dal motore. Il carro ha la funzionalitĂ  di trasferire la trazione ai cingoli facendoli muovere. Può essere fisso o variabile: Il carro fisso non può subire trasformazioni, mentre il carro variabile può essere allargato per conferire maggiore stabilitĂ  al mezzo, o ristretto per farlo passare in zone a difficile accesso.
  • I Cingoli: Sono essenzialmente delle fasce dentate realizzate in una gomma particolare o in metallo. I cingoli stabiliscono la trazione con il terreno da parte del miniescavatore e grazie al particolare grip lo fanno muovere agevolmente anche su terreni impervi e fangosi.
  • I Comandi: Sono costituiti da una serie di leve e bottoni utili alla movimentazione del mezzo. Tramite le lunghe leve di pilotaggio collegate a dei pedali è possibile muovere il carro del miniescavatore in ogni direzione, mentre tramite i joystick di pilotaggio è possibile muovere il braccio del miniescavatore.
  • L’Aggancio accessori: È costituito dal perno di aggancio e dall’impianto idraulico supplementare, presente solo sui veicoli che hanno un peso ed una potenza sufficienti a supportarlo. L’aggancio permette di agganciare accessori come la Trinciarami, il Martello demolitore, la Trivella per miniescavatore ecc…
  • Il Giro: È la parte sporgente posteriore del miniescavatore. Può essere in sagoma (detto girosagoma) quando la sua sporgenza massima non fuoriesce dai cingoli del mezzo. Al contrario, lo chiameremo fuorisagoma quando la parte posteriore dello Chassis supera la sporgenza massima dei cingoli.
  • La Benna: Costituisce la parte meccanica che va a contatto con il terreno durante la fase di scavo. Generalmente è costituita da una lamiera di metallo dentata a forma di Cucchiaio e serve allo scavo e alla raccolta del materiale. Ad essere piĂš precisi, ne esistono diversi tipi, ma le analizzeremo uno per uno qui di seguito.
  • La Lama Apripista: È sostanzialmente una barra di metallo che può essere alzata o abbassata tramite un’apposita leva nell’escavatore.

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