Sostenere i carichi d'urto: Basso

May 26, 2023

In importanti segmenti industriali di tutto il mondo continuano ad esserci importanti investimenti in attrezzature su larga scala che incorporano sistemi di movimentazione e movimentazione di materiali pesanti. Nelle applicazioni minerarie come gli escavatori e i trasportatori con ruote a tazze, nei trituratori di metalli nelle operazioni di riciclaggio, così come nei sistemi di verricello e nelle attrezzature di perforazione nelle applicazioni offshore, potenti azionamenti a bassa velocità in grado di fornire una coppia elevata e funzionare in modo affidabile in ambienti difficili e difficili sono in alto richiesta.

Esistono diversi tipi di piattaforme di azionamento adatte a questo scopo. Tuttavia, un numero crescente di aziende sta riscontrando che l'azionamento diretto idraulico (HDD) fornisce le prestazioni richieste da questi sistemi. I sistemi HDD offrono vantaggi prestazionali significativi per applicazioni in cui è necessario spostare una massa pesante a velocità variabili utilizzando un sistema in grado di gestire "carichi d'urto" (aumento improvviso del peso e della massa dei carichi spostati), combinato con la capacità di fornire energia -prestazioni efficienti e affidabili: spesso in funzione 24 ore al giorno, sette giorni alla settimana.

L'uso più comune dei sistemi HDD è per applicazioni industriali che spostano masse pesanti su base continua a bassa velocità e coppia elevata, e coppia di avviamento particolarmente elevata per operazioni con arresti e avviamenti frequenti. I materiali spostati possono essere eseguiti a basse velocità, in genere in un intervallo compreso tra zero e 200 rotazioni al minuto (RPM).

Questi sistemi funzionano bene anche in applicazioni in cui si verifica un "carico d'urto", dove grandi carichi pesanti vengono lasciati cadere su trasportatori in movimento, alimentatori, frantoi o tamburi rotanti, variando improvvisamente le dimensioni del carico di diverse tonnellate durante le normali operazioni. L'azionamento deve essere in grado di rispondere al carico d'urto senza eccessiva usura e rottura dei componenti dell'azionamento.

Gli HDD forniscono tali prestazioni grazie al loro design unico, in particolare perché sono "azionamenti diretti" che forniscono tutta l'energia del loro funzionamento all'albero che stanno azionando. Un HDD è un sistema chiuso con al centro un motore idraulico a bassa velocità. In grado di sostenere una coppia elevata anche alla velocità minima, il motore idraulico è montato direttamente sull'albero motore: non sono necessari riduttori, cinghie, catene o ruote dentate.

La potenza viene fornita al motore idraulico da un'unità di azionamento separata, che può essere posizionata praticamente ovunque rispetto all'installazione. L'unità di azionamento contiene almeno un motore a induzione CA standard, che funziona a una velocità fissa e aziona una pompa a pistoni assiali a cilindrata variabile. È il flusso variabile dell'olio dalla pompa che determina la velocità e la direzione della trasmissione.

Il sistema HDD completo comprende anche il controller intelligente della pompa, l'alimentazione del fluido idraulico, nonché i tubi e i cavi di collegamento. L'unità di potenza è collegata al motore idraulico sull'albero tramite cavi e tubi flessibili; ciò consente ai progettisti del sistema di posizionare la pompa, il motore elettrico e i controller in un involucro lontano dall'asse operativo. Ciò consente una maggiore flessibilità di progettazione e protegge questi componenti da condizioni operative difficili.

I sistemi HDD vengono utilizzati sempre più ampiamente nelle applicazioni con apparecchiature pesanti; tuttavia, esistono altri sistemi di azionamento in uso per fornire la stessa funzione. Gli azionamenti industriali più tradizionali sono generalmente disponibili in due piattaforme: un motore di azionamento a media o alta velocità, che può essere idromeccanico o elettromeccanico, combinato con un riduttore a ingranaggi per fornire il funzionamento a bassa velocità e coppia elevata.

Le unità idromeccaniche (HMD) hanno coppia e velocità di base simili a quelle di un HDD, ma l'unità è collegata all'albero motore del sistema tramite un riduttore. Questa configurazione crea perdite meccaniche che riducono la coppia in uscita. La quantità esatta di coppia persa dipende dal tipo di riduttore utilizzato, dal numero di stadi di trasmissione di cui dispone e dal fattore di sovradimensionamento.

Un convertitore di frequenza CA a velocità variabile (ACD) combina un motore a induzione CA ad alta velocità con un riduttore per ottenere una bassa velocità di funzionamento. In alcuni casi è necessario installare un giunto idraulico tra il motore e il riduttore. Esistono diversi metodi per controllare un ACD. Questi metodi solitamente consentono una velocità controllabile compresa tra 0 e 100 Hz in applicazioni pesanti. Quando funziona alla frequenza nominale di 50/60 Hz, l'azionamento può funzionare continuamente al 100% della coppia nominale del motore; tuttavia, a velocità inferiori la coppia continua disponibile risulta ridotta.