Impianto Idraulico per Trattore: Funzionamento e Componenti

L'estrema versatilità del trattore agricolo si esprime non solo nelle varie possibilità di trasmissione della potenza alle macchine operatrici, ma anche nelle diverse modalità con cui si effettua il loro collegamento. Infatti, oltre al classico traino, reso possibile da un gancio che si accoppia ad un occhione solidale ad un timone, e al fissaggio rigido con piastre, staffe e bulloni, le attrezzature possono essere abbinate alla motrice mediante un attacco a 3 punti, gestito dal sollevatore idraulico.

Distributori Idraulici

I distributori idraulici per i trattori permettono di azionare e/o regolare alcune attrezzature che vengono connesse al trattore. In genere questi elementi sono posizionati nella parte posteriore del mezzo, in corrispondenza o dell’eventuale attacco di attrezzi al sollevamento oppure dei ganci di traino. I trattori più specialistici possono presentare alcuni distributori idraulici per i trattori anche di lato o anteriormente. Gli attacchi rapidi con cui sono fissati esternamente al trattore hanno dimensioni standard e sono di tipo “femmina”. L’attacco “maschio” è infatti incorporato nelle attrezzature, in corrispondenza dei cavi di connessione.

Le leve che gestiscono i distributori idraulici per i trattori, inoltre, possono assumere tre differenti posizioni: di sollevamento (in cui una parte dell’attrezzo viene mossa o alzata), neutra o di abbassamento. In questo ultimo caso una parte dell’attrezzo viene mossa oppure abbassata.

Tipologie di Distributori

Le tipologie di distributori idraulici per i trattori agricoli sono diverse:

A doppio effetto: aumentano i movimenti del cilindro idraulico.
A semplice effetto: aumentano il movimento in un’unica direzione; la posizione iniziale è riacquistata sfruttando il solo peso proprio dell’attrezzo.
Ad effetto flottante: permettono all’attrezzo connesso al trattore di seguire l’andamento del suolo.

Numero distributori presenti sul trattore; in linea di massima, possiamo dire che di solito si arriva fino a 4 distributori a doppio effetto, anche se ovviamente non mancano macchine con configurazioni di maggior numero. Di questi, almeno uno è a comando a pulsante su eventuale bracciolo di comando, oppure due distributori sono comandati a croce con joystick etc etc.

Sollevatore Anteriore e Posteriore

Quasi tutte le soluzioni prevedono l'utilizzo di un distributore posteriore da dirottare poi davanti per il comando del sollevatore anteriore; non sarebbe preferibile avere un comando del sollevatore anteriore indipendente dall'impianto idraulico ausiliario, con comandi dedicati e non dipendenti dai comandi distributori idraulici?

Premesso che qui si parla di impianti idraulici ausiliari, mentre per i sollevatori esistono già alcune discussioni, vorrei però capire se potrebbe essere comoda un opzione che preveda il sollevatore posteriore inteso come un utenza idraulica possibilmente a doppio effetto slegata in tutto e per tutto dal controllo di sforzo e posizione, comandabile poi ad esempio dal joystick dei distributori ausiliari.

Esempio, coi sollevatori elettronici spesso diventa "complicato" l'uso del sollevatore come "alza abbassa" con movimenti " di fino" e/o veloci, oppure i comandi che permettono cio' sono non integrati sul bracciolo multiuso ma sulla console dei settaggi sollevatore e quindi magari scomodi da utilizzare tutto il giorno. Un opzione del genere potrebbe far comodo in qualche contesto?

Attacco a 3 Punti: Componenti e Funzionamento

Sia posteriore che anteriore, il terzo punto è l’elemento fondamentale per realizzare l’accoppiamento portato tra il trattore e l’operatrice.

Componenti

I bracci inferiori sono massicce barre in acciaio a sezione rettangolare, incernierate ad un’estremità alla struttura del trattore per permetterne una conveniente rotazione entro l’arco operativo previsto, mentre il terzo punto è un robusto tirante anch’esso incernierato al corpo trattore, costituito da due viti a filettatura opposta (una destra e una sinistra) con occhiello ad una delle estremità, che si avvitano all’estremità opposta in un manicotto centrale femmina.

Le estremità dei bracci inferiori e del terzo punto definiscono quindi il cosiddetto “triangolo di attacco”, che logicamente deve coincidere (a meno di una determinata tolleranza) con i perni dell’analogo telaio triangolare di collegamento della macchina operatrice.

Per i trattori agricoli sono state stabilite 4 categorie, definite con i numeri 1, 2, 3 e 4, di dimensioni progressivamente crescenti. Di particolare interesse per i modelli dedicati alle coltivazioni specializzate (frutteti, vigneti, giardinaggio, manutenzione del verde, ecc.) è poi la sottocategoria 1N, che è tipica dei trattori cosiddetti “a carreggiata stretta”.

Terzo Punto Idraulico

Pur essendo gestito idraulicamente dal sollevatore, l’attacco a 3 punti tradizionale è un dispositivo esclusivamente meccanico, dove l’escursione delle varie regolazioni è effettuata tramite robuste barre maschio e manicotti femmina, entrambi filettati.

Walterscheid ha messo a punto di recente un terzo punto idraulico con ammortizzatore integrato, in grado di migliorare la gestione dell’attrezzo nell’accoppiamento portato e di rendere più sicura (e confortevole) la conduzione del trattore, perché grazie all’accumulatore ad azoto i picchi istantanei di carico trasmessi dall’operatrice al trattore vengono efficacemente ridotti, specie nelle lavorazioni di campo e nei trasferimenti su superfici sconnesse.

È installata una valvola di non ritorno (protetta dalla sporcizia mediante un grano a vite) che, oltre a permettere la ricarica dell’azoto, può servire anche per regolare la pressione di lavoro, e quindi la rigidezza dell’ammortizzatore.

Questo terzo punto dispone anche della funzionalità flottante, per cui in pratica il telaio triangolare di attacco dell’attrezzo agisce passivamente alla stregua di un gancio di traino, e il terzo punto si allunga e si accorcia seguendo fedelmente le variazioni relative di assetto tra il trattore e l’operatrice, quando si trovano a lavorare su terreni accidentati.

Stabilizzatori Idraulici

Le oscillazioni laterali dell’attrezzo collegato all’attacco a 3 punti del trattore devono essere attentamente controllate, per evitare pericolose collisioni e strisciamenti tra i bracci inferiori e gli adiacenti fianchi interni degli pneumatici. La versione idraulica dello stabilizzatore assicura una transizione attiva tra le posizioni flottante e rigida, indipendentemente dalla lunghezza del braccio di sollevamento o dalla quota da terra dell’attrezzatura. È anche possibile impostare un limitatore di corsa quando è necessario passare dalla Cat.

Manutenzione dell'Impianto Oleodinamico

L’oleodinamica è una tecnica che utilizza i fluidi per generare pressione e convertirla in energia meccanica. Per il funzionamento di sistemi oleodinamici viene raramente utilizzata l’acqua. Di solito tali impianti vengono azionati con l’aiuto di un olio speciale (olio idraulico). Grazie alle sue proprietà, l’olio è perfettamente idoneo a garantire un funzionamento delicato all’interno della meccanica di precisione di macchine e motori.

Come oli oleodinamici si possono utilizzare, a seconda del settore di applicazione, oli minerali, oli vegetali, emulsioni acqua-olio o fluidi sintetici. L’olio bollente nell’impianto idraulico delle vostre apparecchiature è una delle cause principali di scarso funzionamento, guasto dei componenti e tempi di fermo macchina.

Controllo della Temperatura dell'Olio

L’olio del sistema idraulico è stato progettato per funzionare entro un preciso intervallo di temperatura. Si può far funzionare a temperature più elevate per brevi periodi di tempo, ad intermittenza, senza effetti negativi. “Olio bollente” è un termine relativo. Nella maggior parte dei casi, circa 49°C (120°F) al serbatoio è considerata una temperatura operativa ideale. Controllare sempre la temperatura dell’olio nel serbatoio, non su un componente o in nessuna delle tubazioni. Alcuni sistemi idraulici sono progettati per funzionare a circa 54°C (130°F) o più.

Esistono diversi modi per controllare la temperatura dell’olio. Il metodo migliore e più accurato è per mezzo di un termometro. Su alcune macchine, questo è montato sul serbatoio. Se la tua macchina non ha un termometro del serbatoio, usa il “test della mano”. Prima controlla il serbatoio con la punta del dito; se non è troppo caldo da toccare, posiziona il palmo sul serbatoio. Sarai in grado di tenerlo lì senza disagio se la temperatura dell’olio è di circa 55°C o inferiore. Il controllo periodico della temperatura dell’olio è una buona manutenzione preventiva.

L’olio che è diventato troppo caldo apparirà più scuro e si sentirà più sottile dell'olio nuovo. Avrà anche odore di bruciato.

Altri Aspetti della Manutenzione

Mantenere l’apparecchiatura pulita. Uno spesso strato di sporco funge da isolante.
Nei giorni e nei climi caldi, controllare e cambiare l’olio più frequentemente.
Se le valvole di controllo del flusso o di scarico sono in funzione, controllare e regolare le loro impostazioni. Una valvola bloccata può causare calore eccessivo.
Se una bobina non torna immediatamente nella posizione neutra, il flusso della pompa si scaricherà continuamente.
Se una valvola limitatrice è impostata su un valore troppo basso, parte dell’olio verrà scaricato attraverso la valvola stessa ad ogni ciclo. Anche questo è fonte di eccessivo calore.
Sfiato d’aria interrotto.
Viscosità del fluido troppo bassa.
Si può verificare un'azione elettrolitica con alcuni metalli.

Cura dell'Olio Idraulico

Mantenere sempre il livello dell’olio.
L’olio deve essere controllato dopo le prime 100 ore e va verificato che la classe d’olio soddisfi i requisiti della pompa utilizzata.
La pulizia o sostituzione dei filtri dell'impianto viene effettuata per evitare la grippatura della pompa. Durante lo smontaggio dei filtri viene valutata la necessità della loro sostituzione oppure la semplice pulizia.
Mantenere in circolo all'interno dell'impianto olio sporco, che contiene detriti o microparticelle, mette a rischio tutti i compenenti dell'impianto oltre a ridurne la pressione di utilizzo.
Utilizzare contenitori, tubi e impianti puliti durante il riempimento del serbatoio.
Cambiare o pulire necessariamente o come indicato sui filtri forniti con indicatore visivo. Deve essere pulito dopo 10 ore di funzionamento inizialmente e successivamente ogni 100 ore.

Componenti Oleodinamici

Esattamente come avviene per un sistema pneumatico anche per l’oleodinamica si hanno una serie di componenti. In primis vi è un gruppo generatore nel quale avviene la trasformazione di energia meccanica in energia idraulica. Vi è poi un gruppo di controllo nel quale avviene il condizionamento del fluido, così che quest’ultimo possa assumere specifici valori di pressione e portata.

I cilindri oleodinamici sono molto simili a quelli che vengono utilizzati nella pneumatica; trattasi dunque di cilindri a semplice e a doppio effetto e di cilindri telescopici. Per la costruzione dei cilindri oleodinamici vengono impiegati i materiali più resistenti, come ad esempio l’acciaio. Un cilindro è costituito da due testate, tra le quali vi è una camicia. Le due testate sono tenute insieme da un numero di quattro tiranti.

Il distributore oleodinamico rappresenta certamente dopo le tubature l’elemento più importante di un impianto oleodinamico. Il distributore idraulico di un trattore permette la distribuzione dell’olio in pressione, (indispensabile per la macchina) in tutte le utenze; in questo modo viene consentita la ripetizione, l’interruzione e l’inversione dei movimenti di lavoro.

New World Technology vi propone una vasta gamma di ricambi e componenti di oleodinamica, prodotti dai più importanti marchi che operano nel settore.

Tecnologie Avanzate negli Impianti Idraulici

I migliori impianti idraulici montati oggi sui trattori specializzati sono a centro chiuso con pompe Load Sensing (sensibili al carico) da oltre 120 L/min, distributori programmabili in temporizzazione e portate, un elevato numero di vie collocate posteriormente, anteriormente e anche lateralmente, scarichi liberi di ritorno Power Beyond (vedi sotto) e la possibilità di concentrare più funzioni in un unico strumento di controllo.

Sui modelli più evoluti, oggi sono montati sollevatori a controllo elettronico, distributori idraulici programmabili (in tempo e portata), innesti elettroidraulici per trasmissioni anteriori e prese di potenza, bloccaggi dei differenziali, prese di potenza ventrali movimentate dall’olio in pressione e, infine, trasmissioni split-power con ramificazione della potenza meccanico-idraulica.

Le prese ad alta pressione dirette con scarichi liberi, dette anche attacchi Power Beyond, permettono di convogliare l’intero flusso d’olio in pressione dalla pompa idraulica verso uno o più motori idraulici montati sull’attrezzatura.

Sollevatore Idraulico: Funzioni e Modalità

Nell'arco della loro vita, le trattrici lavorano con attrezzature trainate, portate o semi-portate. Il sollevatore è indispensabile per gestire le attrezzature portate e semi-portate poiché, usando l'energia accumulata sotto forma di pressione dall'olio e generata da una pompa idraulica, permette il loro sollevamento durante le svolte a bordo campo e nel passaggio al trasporto su strada.

Nella pratica, il sollevatore idraulico si occupa di trasmettere lo sforzo di trazione all'implement, alzarlo o abbassarlo per mantenere una determinata posizione e regolare gli sforzi trasmessi da esso al trattore.

La pompa eroga un flusso di olio con una pressione fino a 180-200 bar nel circuito. Se la pompa a ingranaggi fornisce una portata fissa, quella a pistoni a cilindrata variabile - più complessa e in genere installata sulle alte potenze - offre una portata regolabile in funzione delle esigenze del sistema.

Realizzato in acciaio, ogni cilindro idraulico ospita un pistone che scorre grazie al flusso d'olio in pressione e agisce su una leva calettata sull'albero per il comando dei bracci del sollevatore. L'attacco a 3 punti comprende due bracci inferiori, un terzo punto (regolabile in inclinazione e lunghezza), tiranti meccanici e catene registrabili per la riduzione dell'oscillazione laterale.

Solo un attacco a 3 punti con geometria ben definita consente un corretto accoppiamento degli attrezzi.

Modalità di Funzionamento del Sollevatore

Posizione fissa: permette il mantenimento delle attrezzature in una posizione fissa rispetto alla superficie del terreno - come nel caso di spandiconcime, barre irroratrici, falciatrici a dischi - o a una determinata profondità nel suolo (attrezzi per la lavorazione).
Sforzo controllato: è possibile mantenere costante il tiro richiesto al trattore cambiando in automatico la profondità operativa degli attrezzi al variare delle condizioni del terreno.
Flottante: evita l'intervento del sollevatore durante il lavoro e consente alle attrezzature con ruote o slitte (trinciatrici, coltivatori, alcuni erpici a denti, sarchiatrici, rincalzatrici, alcune falciatrici) di appoggiarsi liberamente sul terreno, seguendone il profilo.

Se inizialmente i sollevatori erano controllabili solo per via meccanica, ora i modelli più recenti ed evoluti possono essere gestiti tramite elettronica. Il conducente controlla un sollevatore meccanico con una leva di posizione e una dello sforzo. In modalità Sforzo controllato, si usa la leva dello sforzo per impostare l'ampiezza dell'intervallo in cui il tiro deve rimanere costante. Se l'ampiezza stabilita è elevata, il controllo dello sforzo manterrà costante il tiro del trattore per ampie variazioni della profondità.

Un sollevatore elettronico è gestibile con interruttori e potenziometri, raggruppati sul bracciolo a lato del posto guida, e dotato di sensori - detti estensimetri - per il controllo dello sforzo.

Sollevatori Anteriori e Posteriori: Caratteristiche e Gestione

Il sollevatore anteriore permette il lavoro con attrezzi frontali che - combinati con quelli posteriori - assicurano maggiore produttività oraria, minori costi di gestione e ridotto calpestio del terreno.

I sollevatori anteriori sono generalmente a doppio effetto e gestiti da distributori meccanici o elettronici a seconda del modello e dell'allestimento. Possono lavorare in doppio effetto, semplice effetto, flottante oppure bloccati, attraverso selettori di tipo meccanico o elettronico.

Non è previsto lo Sforzo controllato, ma la Serie S offre il controllo automatico della posizione degli implement tra 2 punti di minimo e di massimo. New Holland propone sollevatori anteriori a singolo effetto, meccanici o elettronici, perfettamente integrati nel trattore in modo da limitare lo sporgere di tubazioni, connessioni elettriche, accumulatori e rendere l'installazione funzionale durante il lavoro, oltre che gradevole alla vista.

I sollevatori anteriori elettronici sono controllabili allo stesso modo dei posteriori tramite la nuova logica Front Hitch Managament, che prevede il comando a rotella/a mouse in cabina. Anche i sollevatori anteriori Kubota sono semplici da gestire.

In generale, è consigliabile scegliere un sollevatore anteriore montato di fabbrica per la precisione nell'assemblaggio da parte di personale qualificato. Si ha la certezza di avere un accessorio perfettamente integrato con il trattore e gestibile in modo ottimale dalla cabina senza inconvenienti.

I sollevatori dei trattori da vigneto e frutteto si distinguono da quelli da campo aperto per il comando generalmente meccanico, la capacità di sollevamento inferiore e la maggiore compattezza. L'esigenza di maggiore compattezza si riflette nel montaggio di un attacco a 3 punti di categoria più bassa: 1 o 2 per trattori fino a 100 cavalli.

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