Il Funzionamento del Distributore Idraulico negli Escavatori

L'oleodinamica è una tecnologia di movimentazione basata sull'uso di fluidi, in particolare olio, per trasmettere forza e movimento. Ma come funziona l'oleodinamica? Il cuore di un sistema oleodinamico è la pompa, che trasforma l'energia meccanica in energia fluida. La pompa agisce da generatore di pressione, facendo in modo che il fluido venga spinto attraverso il sistema. Il fluido utilizzato nell'oleodinamica ha delle proprietà particolari che lo rendono adatto a questo tipo di applicazioni. In primo luogo, l'olio è incompressibile, il che significa che la pressione generata dalla pompa viene trasmessa senza perdite di energia.

Gli elementi principali di un sistema oleodinamico sono la pompa, i tubi, le valvole e il cilindro o pistone. Il cilindro o pistone è il componente che converte la pressione del fluido in movimento meccanico. L'oleodinamica offre diversi vantaggi rispetto ad altre tecnologie di movimentazione. In primo luogo, i sistemi oleodinamici possono generare una grande quantità di forza, grazie alla pressione generata dal fluido. In secondo luogo, gli oleodinamici sono molto precisi e possono essere facilmente controllati grazie alle valvole e ai dispositivi di regolazione della pressione.

L'Impianto Idraulico dell'Escavatore

L’impianto idraulico è il centro nevralgico dell’escavatore cingolato e artefice delle sue prestazioni, ed 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. Se il motore diesel rappresenta il cuore dell’escavatore, l’impianto idraulico ne è in tutti i sensi il sistema nervoso. 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 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

Quanto alle prime, 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 quale, 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 Idraulici: Convenzionali vs Load Sensing

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 e Sistemi di Pilotaggio

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.

Distributore Flow Sharing Combinato a Pompa Load-Sensing

Il distributore flow sharing combinato a pompa load-sensing garantisce un controllo preciso e portate calibrate e indipendenti per ogni funzione. L’innovativo circuito Walvoil DPX-HS combina sezioni centro aperto per la rotazione e le funzioni secondarie, e sezioni flow sharing per il controllo del braccio, così da offrire un significativo aumento di prestazioni e facilità di utilizzo, in una soluzione compatta ed economica. Il distributore è alimentato da due pompe, una a cilindrata fissa e una load-sensing.

In più, sugli escavatori, dove tre o quattro movimenti simultanei sono comuni, è molto facile che si verifichi il problema della saturazione di portata. Questo accade ogni volta che l’operatore chiede alla pompa più portata di quella disponibile: la tecnologia flow sharing aiuta a garantire la contemporaneità dei movimenti, ma con un generale rallentamento. Invece, con lo speciale circuito del distributore DPX-HS, in caso di saturazione della pompa load-sensing, la portata dell’altra pompa viene trasferita alle sezioni che controllano i movimenti del braccio, in modo impercettibile per l’operatore.

Il circuito è pensato in modo che la sezione della rotazione, che deve mantenere la massima controllabilità, mantenga la priorità sulle altre funzioni. La possibilità di controllare le pressioni massime consente di sfruttare al meglio la caratteristica del motore, ottenendo un preciso controllo della potenza e dei consumi, e un migliore utilizzo dell’energia immessa nel motore.

Anche la produttività è incrementata: grazie alla somma delle portate delle pompe si ottengono movimenti più veloci e precisi. Il perfetto controllo della rotazione può ridurre drasticamente la fatica dell’operatore, grazie a migliori accelerazioni e decelerazioni.

Tutte le soluzioni impiegate comunemente in circuiti per escavatori, come controllo speciale della traslazione, rigenerazione di portata nella discesa del braccio, utilizzi con basso trafilamento, possono essere facilmente implementate nel distributore, così come è possibile l’integrazione di circuiti speciali.

Il Miniescavatore: Uno Strumento Indispensabile

Il miniescavatore è uno strumento sempre più indispensabile e più facile da trovare all'interno di cantieri, nei pressi di strade in manutenzione, nel giardinaggio, nell'agricoltura e nella demolizione di edifici. Questo mezzo è ormai da tempo entrato nei cuori degli operatori che lavorano in cantiere, ma anche in quelli di qualche privato.

Grazie alle importanti caratteristiche tecniche e prestazionali, il miniescavatore garantisce un grande risparmio in termini di tempo e costi di manodopera. Il miniescavatore è una macchina versatile che può essere usata sia per realizzare fondazioni, trincee e piccoli scavi che per lavori di demolizione.

L’utilizzo delle diverse attrezzature di cui è dotato fa sì che il miniescavatore possa intervenire in molti contesti non risolvibili con altri tipi di interventi e mezzi. Le attrezzature accessorie come demolitore, trivella, trinciarami, che analizzeremo in seguito, ampliano le possibilità di questo mezzo rendendolo uno strumento molto versatile.

Come è Fatto un Miniescavatore?

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. 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 più 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.
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.
Braccio: Rappresenta una delle parti mobili principali ed è qui che vengono collegati la benna per lo scavo o eventuali accessori.
Carro: è il sistema meccanico collegato allo Chassis ed ai cingoli ed è movimentato dal motore.
Cingoli: Sono essenzialmente delle fasce dentate realizzate in una gomma particolare o in metallo.
Comandi: Sono costituiti da una serie di leve e bottoni utili alla movimentazione del mezzo.
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.
Giro: È la parte sporgente posteriore del miniescavatore.
Benna: Costituisce la parte meccanica che va a contatto con il terreno durante la fase di scavo.
Lama Apripista: È sostanzialmente una barra di metallo che può essere alzata o abbassata tramite un'apposita leva nell'escavatore.

Terminologie Principali di un Miniescavatore

Peso: la caratteristica fondamentale del miniescavatore, tanto che è presa come riferimento per chiamare in gergo il tipo di mezzo.
Forza di strappo: la forza massima che può esercitare il braccio durante la fase di sollevamento.
Profondità di scavo: questa è la profondità massima che può toccare la punta della benna del miniescavatore.
Rotazione del braccio: consiste negli angoli di rotazione massimi che può compiere il braccio del miniescavatore.
Velocità di marcia: la velocità massima che può raggiungere il mezzo durante lo spostamento.

A Cosa Servono i Miniescavatori?

Il miniescavatore è un mezzo per la movimentazione del terreno, nato principalmente per scavare. In realtà, grazie alla sua forza, può anche sollevare oggetti pesanti e compattare il terreno, anche se non è molto noto per queste qualità. Nel corso degli anni questo potente mezzo è stato munito di diversi accessori, rendendolo uno strumento molto versatile.

Oggi viene praticamente utilizzato in quasi tutti i settori che hanno a che fare con l'edilizia (in particolar modo per gli scavi di sbancamento, splateamento, a sezione obbligata, ristretta ecc...), ma è decisamente apprezzato anche nel giardinaggio e nel fai da te. Eventualmente, un mezzo del genere potrebbe danneggiarsi a causa di manovre scorrette e incidenti ed avere bisogno di manutenzione, quando non di riparazioni vere e proprie.

Tipologie di Miniescavatori

Di miniescavatori ne esistono di diversi tipi in genere classificati tramite il quintalaggio. Di seguito ti do qualche consiglio su quale scegliere in base alle tue esigenze:

Miniescavatori da 8 a 12 qli: Utili per lavori di piccola entità e per entrare in zone a difficile accesso.
Miniescavatori da 16 a 26 qli: La fascia più utilizzata e versatile in virtù del miglior rapporto tra forza di scavo e peso.
Miniescavatori da 35 a 90 qli: I più potenti, utilizzati per i lavori più duri e adatti a cantieri di media e grande entità.

Accessori Principali del Miniescavatore

Oltre alla benna standard per lo scavo, sul miniescavatore è possibile montare altre tipologie di benne. Ecco quelle più comuni:

Benna grigliata: Utile a sezionare il materiale più grande da quello più piccolo ed utile sia alla bonifica del terreno che alla selezione di materiale di risulta.
Benna Pulisci Fossi: Utile alla pulizia degli argini dei fossati ed è particolarmente indicata in terreni agricoli, per la manutenzione di canali di scolo acque e per le opere di bonifica ambientale.
Benna Rastrello: È stata concepita e studiata per separare e ammassare materiale presente in superficie, come legna, erbacce, pietre, detriti e così via.
Benna Trapezoidale: È stata studiata per la realizzazione e la pulizia di canali di scolo ed è caratterizzata dalla sua forma particolare a trapezio da cui prende il nome.
Benna Metano: Una benna con profilo allungato e svasato molto stretta.
Benna Roccia: Una particolare benna studiata per le alte sollecitazioni e per impieghi su materiali altamente abrasivi all'interno di cave o miniere come pietra, roccia, marmo e granito.
Benna Scogliera: Un tipo di benna studiata per il sollevamento e la movimentazione di massi e pietre.
Benna Alto Adige con Grifo: Una benna studiata per spostare massi in sicurezza nei cantieri e nelle cave, grazie al grifo di chiusura idraulica che va a serrare il masso durante lo spostamento dello stesso.
Benna Frantoio: Ideale per l'uso in cantiere, viene utilizzata per la frantumazione dei materiali inerti in loco.
Benna Mordente: Utilizzata per la raccolta di cippato, cereali e per lo spostamento di terra e materiale di risulta.
Benna Ripper: Cruciale nei lavori in cava e in miniera, pensata principalmente per penetrare su materiali duri, ha una forma simile ad un artiglio.

Sul miniescavatore è, inoltre, possibile utilizzare accessori che lo rendono molto versatile. Di seguito vi elenco i più importanti:

La trinciarami: Accessorio applicabile in modo rapido sulla maggior parte dei miniescavatori, permette di pulire argini stradali da rami e sterpaglie.
La Trivella: Accessorio per miniescavatore che vanta la sua massima utilità nella realizzazione di fori sul terreno di discreta profondità, nella realizzazione di palizzate e recinzioni in modo rapido e sicuro.
Il Martello Demolitore: Indispensabile per la demolizioni in generale di strutture in cemento armato, massetti e asfalto.

Come si Usa un Miniescavatore?

Il miniescavatore è una macchina abbastanza semplice da utilizzare. Le leve e i pedali di movimento servono a far muovere il mezzo in tutte le direzioni, i joystick controllano il braccio ed un'ulteriore leva alza ed abbassa la lama apripista. Altri pulsanti, invece, vanno ad azionare l'impianto idraulico che attiva gli accessori.

P.S. Ricordati che per utilizzarlo hai bisogno del patentino! Per avere maggiori informazioni, leggi questa veloce guida patentino per miniescavatore.

Quando Conviene Acquistare un Miniescavatore?

I miniescavatori, come abbiamo visto sopra, possono essere di varie tipologie e i prezzi di acquisto di questo mezzo dipendono essenzialmente dal marchio, dal modello e dalla quantità dei mezzi che vuoi comprare. (Ovviamente durante la fase di acquisto ha una certa rilevanza anche la tua capacità commerciale.) Se il tuo budget non è elevato o l'uso che dovrai farne ne rende difficile l'ammortamento nel tempo, ti consiglio vivamente di valutare l'acquisto di un miniescavatore usato.

Manutenzione del Miniescavatore

Gli escavatori sono potenti macchine che svolgono varie operazioni, come la movimentazione della terra e la preparazione dei terreni. Tuttavia, per garantire che funzionino al massimo delle loro capacità, è essenziale dedicare attenzione e cura alla loro manutenzione. Un escavatore in perfette condizioni non solo assicura prestazioni ottimali, ma è anche sinonimo di sicurezza sul lavoro.

La manutenzione regolare di un escavatore ne prolunga la vita utile e assicura all’operatore di poter svolgere il proprio lavoro sempre in condizioni di sicurezza. Proprio per questi aspetti è importante stabilire un programma di manutenzione che alterni controlli preventivi e interventi correttivi.

La manutenzione preventiva, effettuata a intervalli regolari, include, ad esempio, ispezioni sul mezzo, lubrificazione ed eventuale sostituzioni di componenti che mostrano segni di usura. La manutenzione correttiva, invece, si concentra sulla riparazione di guasti evidenti e già manifestatisi.

Idealmente, un escavatore dovrebbe essere sottoposto a controlli di routine ogni 50-100 ore di utilizzo, con manutenzioni più approfondite ogni 500-1000 ore.

Passaggi Fondamentali per una Corretta Manutenzione

La manutenzione di un escavatore comprende diversi aspetti fondamentali. Ecco una guida dettagliata per garantire che il tuo mezzo sia sempre in efficiente e sicuro:

Controllo del motore: verifica i livelli dell’olio, il sistema di raffreddamento e il filtro dell’aria.
Sistema idraulico: controlla regolarmente i tubi, i cilindri e il liquido idraulico.
Cingoli o ruote: verifica l’allineamento e la tensione dei cingoli.
Attacchi e componenti di usura: gli attacchi, come benna e braccio, e i componenti come denti e perni, devono essere controllati e sostituiti se necessario.
Indicatori, spie e sicurezza: controlla il funzionamento della consolle di comando e del joystick e assicurati che il tettuccio e il braccio di sicurezza siano ben ancorati.
Separatore d’acqua: svuota il separatore d’acqua quotidianamente per prevenire la formazione di condensa nel motore e proteggere gli iniettori dalla corrosione.
Lubrificazione e pulizia: una corretta lubrificazione riduce l’attrito e l’usura, mentre la pulizia previene il blocco dei meccanismi.

Vantaggi di una Corretta Manutenzione

Prendersi cura dell’escavatore significa garantire che operi con efficienza, riducendo i consumi di carburante e i costi di esercizio. Ecco perché una manutenzione regolare è fondamentale:

Miglior funzionamento del mezzo, di affidabilità e di produttività.
Risparmio a lungo termine, riducendo l’entità e il costo degli interventi nel tempo.
Estensione della vita operativa del mezzo, ritardando il momento in cui sarà necessario sostituirlo e sfruttando al massimo l’investimento.
Funzionamento sicuro del mezzo.
Mantenimento della validità della garanzia.
Minimizzare gli interventi di emergenza.

Per assicurare un funzionamento ottimale e la longevità dell’escavatore, è importante l’uso di parti di ricambio originali e compatibili.

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