Modellazione e simulazione del circuito oleodinamico di un escavatore a fune = Modeling and simulation of the hydraulic circuit of a rope excavator

L’attuale situazione del mercato delle macchine per le tecnologie del sottosuolo ha spinto Soilmec S.p.A. a rivedere la propria strategia produttiva, richiedendo una ricerca e sviluppo a 360° della flotta di macchinari disponibili, con particolare attenzione a quelli più sensibili al cambiamento strategico. Tra questi, è stato analizzato un escavatore idraulico a fune, caratterizzato da un’elevata intercambiabilità tra le diverse tecnologie del sottosuolo ed in grado di movimentare carichi sospesi fino a 130 tonnellate. La macchina, grazie a queste caratteristiche, presenta un sistema oleodinamico altamente affidabile per garantire la corretta esecuzione dei duty-cycle previsti. Sebbene l’intercambiabilità rappresenti un punto di forza distintivo dell’azienda, essa ha reso necessario consolidare le prestazioni delle tecnologie affinché siano, con un margine di sicurezza maggiore, ripetibili nel tempo e coerenti con l’obiettivo aziendale perseguito. Per rispondere a queste esigenze nasce il presente elaborato, che parte da una comprensione delle tecnologie chiave responsabili di aver caratterizzato il circuito chiuso così come implementato. Tuttavia, l’analisi si focalizza sullo studio della tecnologia che integra l’utilizzo di un circuito aperto durante il ciclo di lavoro, presente nella versione base della macchina, ma attivato unicamente con l’utilizzo di questa specifica tecnologia: l’Idrofresa, protetta da brevetto aziendale. Questa recente modifica “hardware” della macchina deve operare in armonia con le altre componentistiche previste nel funzionamento in circuito chiuso, che rappresenta il sistema dominante nelle applicazioni più comuni di lavoro. La raccolta dei dati necessari per ottenere le informazioni è stata condotta nell’ambiente di simulazione Amesim. Poiché la tecnologia in oggetto è coperta da brevetto aziendale, i circuiti analizzati non dispongono di confronti diretti; questo aspetto porta a caratterizzare il sistema in modo differente rispetto ad un approccio più tradizionale basato su dati sperimentali. In particolare, utilizzando i dati trasmessi dal centro di controllo della macchina, noto come DMS, è possibile far convergere le caratteristiche e le prestazioni della simulazione con quelle rilevate durante le fasi di lavoro reali della macchina operante in cantiere. I risultati della simulazione confermano le potenzialità del sistema oleodinamico nel soddisfare le esigenze operative del cantiere. Tuttavia, in condizioni operative reali, emergono sporadicamente limiti nella corretta esecuzione delle manovre, soprattutto a velocità di lavorazione molto basse. Questa discrepanza è riconducibile principalmente al sovradimensionamento del sistema rispetto alle funzionalità richieste, un aspetto ulteriormente amplificato da fattori di disturbo reali, intrinseci e/o estrinseci alla macchina. Questo studio non fornisce soluzioni definitive per eliminare tali limiti, ma pone le fondamenta per future ottimizzazioni del sistema, rappresentando un tassello aggiuntivo al raggiungimento degli obiettivi aziendali.