Pistoni Idraulici per Gru: Funzionamento e Manutenzione

In un mondo industriale in continua evoluzione, l’efficienza e la affidabilità dei macchinari sono fondamentali per mantenere la competitività sul mercato. Al cuore di numerosi sistemi meccanici troviamo i pistoni idraulici, componenti essenziali che trasformano l’energia del fluido pressurizzato in forza meccanica. Questi dispositivi sono la linfa vitale di un’ampia gamma di attrezzature industriali, dalle presse alle gru, e la loro manutenzione è sinonimo di continuità operativa e sicurezza.

Tuttavia, proprio come il cuore umano, i pistoni idraulici richiedono attenzione e cure per garantire il loro funzionamento ottimale. Una manutenzione inadeguata può portare a guasti improvvisi, fermi macchina costosi e persino pericolose situazioni di avaria. Proprio per questo motivo, la manutenzione e revisione dei pistoni idraulici non è un’opzione, ma una necessità.

Il funzionamento delle gru su autocarro e autogru avviene tramite un impianto oleodinamico. Il movimento della gru viene azionato attraverso pistoni idraulici, che vengono riempiti di olio specifico per azionamenti oleodinamici.

Cos’è un Pistone Idraulico?

Prima di immergerci nel mondo della manutenzione, è essenziale comprendere cosa sia un pistone idraulico e quale ruolo svolga nei contesti industriali. Questo componente fa parte di un motore o cilindro idraulico e viene utilizzato per esercitare una forza attraverso uno spostamento lineare. Utilizzando il principio di Pascal, ovvero la trasmissione della pressione all’interno di un fluido chiuso, il pistone idraulico trasforma l’energia del fluido in energia meccanica.

Questi dispositivi sono composti principalmente da un cilindro chiuso, un pistone mobile e una o più aste di collegamento. Quando il fluido idraulico viene pompato nel cilindro, la forza generata sposta il componente lungo l’asse del cilindro, permettendo così al meccanismo di compiere lavoro. La capacità di esercitare forze considerevoli in spazi ristretti rende i pistoni idraulici una soluzione ideale per innumerevoli applicazioni, dalle macchine movimento terra fino ai sistemi di sollevamento e alle linee di produzione automatizzate.

La scelta del pistone idraulico adeguato dipende dalla natura del lavoro da svolgere, dalla forza richiesta, dalla velocità di movimento, dalla durata e dalle condizioni operative, compresa l’esposizione a temperature estreme o a sostanze corrosive.

Elementi Costituenti una Gru per Autocarro

Sono di seguito elencati gli elementi strutturali che in genere compongono la gru per autocarro con gruppo bracci articolato e descritte le loro caratteristiche principali e il loro funzionamento. Le caratteristiche specifiche e l’esatta posizione di tali elementi possono variare a seconda della marca e del modello della gru.

Base

La gru è fissata al telaio dell’autocarro tramite la base, dotata degli ancoraggi per il fissaggio al telaio e dei supporti per la colonna girevole.

Colonna

È l’elemento strutturale che sostiene il gruppo bracci che per mezzo del meccanismo di rotazione (ralla- cremaliera) è in grado di girare; il sistema è fissato al telaio dell’autocarro tramite la base.

Gruppo Bracci

È il sistema composto, oltre che dai bracci, dai cilindri idraulici, dagli sfili idraulici e dalle prolunghe manuali. Il braccio è l’elemento strutturale del gruppo bracci. Lo sfilo (o prolungamento) idraulico è una parte del braccio in grado di eseguire un movimento telescopico, ad azionamento idraulico per variare la sua lunghezza.

La prolunga manuale è una parte del braccio che può essere estesa o retratta manualmente; essa deve avere dei finecorsa e dei mezzi meccanici di bloccaggio per la posizione estesa e per quella retratta. Il cilindro idraulico è una parte del sistema idraulico e costituisce l’attuatore meccanico utilizzato per applicare una forza lungo la sua estensione attraverso il pistone che scorre al suo interno per effetto della pressione del fluido contenuto nel cilindro stesso. Il sistema nel suo insieme può essere definito martinetto idraulico.

Stabilizzatori

Sono i supporti della struttura di sostegno fissati in genere alla base della gru al fine di garantire i requisiti di stabilità della gru durante il suo funzionamento, scaricando le forze a terra, e il livellamento della base. Il posizionamento degli stabilizzatori non deve determinare il sollevamento del veicolo dal suolo.

Lo stabilizzatore è strutturalmente composto di una parte orizzontale, mossa manualmente o idraulicamente, chiamata braccio e da una parte verticale, in genere un cilindro idraulico, che poggia a terra tramite il “piede”.

Braccio

La parte orizzontale dello stabilizzatore è definita braccio ed estende lateralmente lo stabilizzatore dalla posizione di trasporto a quella di lavoro.

I bracci stabilizzatori a comando idraulico devono essere provvisti di mezzi di bloccaggio nella posizione di trasporto; inoltre, devono possedere sistemi di blocco nella posizione di lavoro se i cilindri idraulici non sono in grado di resistere alle forze durante la movimentazione del carico.

Cilindro

La parte verticale dello stabilizzatore è costituita da un cilindro idraulico che deve stare a contatto con il suolo per fornire la stabilità richiesta, per mezzo di adeguati dispositivi (ad esempio piedi).

Perché la Manutenzione è Cruciale?

La manutenzione dei pistoni idraulici non è un semplice impegno a cui dedicarsi quando si presenta un problema; è una strategia proattiva per garantire l’affidabilità e l’efficienza a lungo termine degli impianti industriali. Senza una manutenzione appropriata, anche il più robusto dei sistemi idraulici può fallire, portando a interruzioni improvvise della produzione, incremento dei costi operativi e, in casi gravi, incidenti che compromettono la sicurezza del personale e dell’ambiente.

Riduzione dei Fermi Macchina: La manutenzione regolare previene i fermi macchina non pianificati. Questi ultimi rappresentano uno dei maggiori costi nascosti dell’industria, non solo per la perdita di produzione ma anche per l’aumento dei costi di riparazione che possono sorgere da un guasto improvviso.
Incremento della Vita Utile dell’Attrezzatura: Attraverso interventi mirati e regolari, è possibile estendere la durata operativa dei pistoni idraulici. La pulizia, la lubrificazione, il controllo dell’usura e la sostituzione tempestiva delle parti deteriorate contribuiscono a mantenere l’efficienza del sistema nel tempo.
Sicurezza e Conformità alle Normative: La sicurezza sul lavoro non è mai negoziabile. Mantenere i sistemi idraulici in perfetto stato significa ridurre i rischi per gli operatori e assicurare che l’impianto rispetti le normative vigenti in termini di sicurezza e ambiente.
Ottimizzazione delle Prestazioni: Un pistone idraulico ben mantenuto non solo funziona meglio, ma aiuta anche l’intera macchina a operare in modo più efficiente. Questo si traduce in un risparmio energetico e in una riduzione dell’impatto ambientale.

Tutti i cilindri con il passare del tempo perdono inevitabilmente prestazioni, a volte addirittura si guastano del tutto. Tuttavia, è possibile mantenere i cilindri in perfetto funzionamento e tagliare i costi nel lungo termine!

Esistono molteplici ragioni per le quali i cilindri idraulici si deteriorano: contaminazione del fluido, guasti alle guarnizioni, steli piegati o rigati, canne del cilindro deformate, corrosione, effetti dell’usura sulle tolleranze, perdite interne o mancanza di lubrificante...

Tutto quello che ti occorre è la corretta manutenzione, disciplina e prestare attenzione alle cose importanti. TVH ti aiuta a individuare i problemi prima che diventino gravi. Una manutenzione regolare è essenziale per prevenire l'usura prematura e mantenere alta l'efficienza.

Ci sono diversi passaggi essenziali da prendere in considerazione:

Ispezione e sostituzione del fluido: Il fluido idraulico è la linfa vitale del sistema. Controllare regolarmente i livelli, la qualità e la pulizia del fluido. Un fluido contaminato o degradato può causare un'usura accelerata. Sostituire il fluido secondo le raccomandazioni del produttore.
Ispezione delle guarnizioni: Le guarnizioni del cilindro idraulico svolgono un ruolo fondamentale nella prevenzione delle perdite e nel mantenimento di una pressione adeguata. Controllare che non vi siano segni di usura, crepe o danni nelle guarnizioni. La sostituzione immediata delle guarnizioni usurate può prevenire danni più gravi.
Lubrificazione: Accertarsi che tutte le parti in movimento siano correttamente lubrificate per ridurre frizione e usura. Seguire le linee guida del produttore per la frequenza e il tipo di lubrificazione.
Ispezione asta e canna: Ispezionare regolarmente l'asta e la canna per verificare la presenza di segni di corrosione, vaiolatura o rigatura. Le superfici danneggiate possono causare danni alle guarnizioni e perdite di fluido.
Test di pressione e prestazioni: Verificare periodicamente la pressione e le prestazioni del cilindro per individuare eventuali deviazioni dalla norma.

È ora di diventare proattivi. Riconoscere i segni di usura consente di affrontare i potenziali problemi prima che diventino tali. Esistono diversi sintomi comuni e numerose cause all’origine:

Perdita di fluido: Le perdite di fluido idraulico sono spesso segno di guarnizioni danneggiate o di un'installazione non corretta.

Dispositivi di Sicurezza

I sensori di pressione vengono installati sui bracci e sui cilindri di sollevamento e lavorano abbinati ad una centralina elettronica, che elabora i dati, calcolando il momento presente sul braccio. Se si supera la soglia di momento massimo di carico, interviene un elettrovalvola, che agisce sul circuito idraulico, impedendo tutte le manovre che inducono alla fuoriuscita dalla curva dei carichi massimi previsti per quel tipo di gru.

L’indicatore di carico nominale può essere presente tra la strumentazione in dotazione alla gru.

Valvole di Blocco

Le valvole di blocco, chiamate anche valvole di ritegno o di non ritorno, sono montate sugli stabilizzatori e sui cilindri di sostegno bracci.

Rischi e Prevenzione

Per quanto riguarda il vento è necessario sospendere l’uso della gru quando è raggiunta la velocità stabilita dal fabbricante o, in mancanza di questa, dalle velocità stabilite dalla norma. Per prevenire tale rischio occorre eseguire un’indagine preliminare per la scelta del luogo in cui posizionare l’autocarro, rispettare scrupolosamente le istruzioni del fabbricante e il relativo registro di controllo, eseguire le verifiche previste dalla norma.

Il rischio di caduta di materiale dall’alto è dovuto alla movimentazione di carichi non correttamente imbracati, ad errate manovre che comportano l’urto del carico contro strutture fisse.

Urti, colpi, impatti, compressione, schiacciamento è un rischio che riguarda in particolar modo il personale di assistenza da terra durante le operazioni di movimentazione. Per prevenire tale rischio è necessario che gli addetti al ricevimento dei carichi siano formati sulle manovre da eseguire, in particolare sulle distanze di sicurezza dal carico in fase di avvicinamento e deposito; inoltre è necessario che l’operatore della gru abbia la completa visibilità delle manovre da eseguire o che sia adeguatamente guidato dall’aiuto manovratore con appropriate segnalazioni.

Il rischio elettrico è dovuto alla possibilità di un eccessivo avvicinamento o di contatto del braccio della gru con linee elettriche aeree non protette. La verifica del sito e il conseguente corretto posizionamento della gru, nel rispetto delle indicazioni della norma, permette di evitare questo rischio.

Durante il funzionamento della gru, l’autocarro deve rimanere avviato pertanto gli addetti possono essere esposti ad inalazioni di gas di scarico. La quantità di inquinanti presenti nel gas di scarico, che può essere inalata dai lavoratori, dipende dalla corretta manutenzione del motore e dal luogo in cui opera la macchina.

Il rischio di contatto con agenti chimici può avvenire durante le operazioni di manutenzione e rifornimento della gru idraulica e dell’autocarro, per l’uso di oli minerali, grasso e carburante; inoltre il contatto, anche sotto forma di getti e schizzi, può avvenire durante il normale utilizzo della gru in caso di avaria ai tubi idraulici contenenti fluido ad alta pressione. Per far fronte a questi rischi, le operazioni di manutenzione ordinaria devono essere eseguite con attrezzature adatte allo scopo ed efficienti (es. contenitori, imbuti, pistole ingrassatrici), devono essere eseguiti i controlli e le necessarie sostituzioni delle tubazioni dell’impianto oleodinamico e verificata l’efficacia delle relative protezioni.

Il rumore nella postazione dell’operatore di una gru per autocarro deriva prevalentemente dalla sorgente di potenza che permette il funzionamento della gru (motore dell’autocarro); il valore di esposizione dell’operatore è pertanto fortemente influenzato dalla sua posizione, dalle condizioni di conservazione dell’autocarro, dalla presenza e corretto fissaggio dei ripari e dei carter del vano motore.

L’uso della gru dalla postazione fissa dei comandi (comandi a terra) comporta per l’operatore livelli di pressione sonora che, in genere, compresi tra 80 dB(A) e 86 dB(A); l’esposizione ma rumore per l’operatore che usa la gru con il radiocomando mobile è fortemente influenzata dalla posizione che l’operatore assume rispetto alla sorgente di rumore pertanto deve essere valutata più approfonditamente caso per caso (a tal proposito si ritiene utile sottolineare che il valore di pressione sonora si riduce di 6 dB(A) al raddoppio della distanza dalla sorgente).

Il rumore prodotto dalla macchina deve essere contenuto con la sua manutenzione e con il suo uso corretto.

Per ridurre tali rischi occorre verificare che gli spazi a disposizione lascino adeguati margini di sicurezza (spazi minimi) per il posizionamento degli stabilizzatori e per i movimenti del braccio e del carico.

Doveri del Gruista

Il gruista deve verificare il funzionamento dei freni e degli impianti di finecorsa di emergenza prima dell’inizio del lavoro, deve controllare inoltre lo stato della gru su autocarro per individuarne eventuali difetti visibili. In caso la gru su autocarro sia comandata senza fili deve controllare la disposizione dell’apparecchio di comando e della gru su autocarro.

Il gruista deve interrompere l’esercizio della gru in caso di riscontro di difetti che potrebbero compromettere la sicurezza, deve comunicare tutti i difetti della gru su autocarro al sorvegliante addetto, in caso di cambio della gru su autocarro anche al proprio sostituto.

Il gruista deve osservare se potrebbero sussistere pericoli a causa del carico durante tutti i movimenti della gru su autocarro, o in caso di movimento senza carico a causa dei dispositivi di presa del carico, se non è possibile l’osservazione, il gruista può manovrare la gru su autocarro solo seguendo le indicazioni di un segnalatore.

Il gruista deve fornire se necessario segnali d’avvertimento, non deve trasportare carichi sopra a persone, i carichi agganciati a mano possono essere mossi dal gruista solo dopo il chiaro segnale della persona che ha eseguito tale operazione, se per la comunicazione col gruista si devono usare segnali, questi si devono stabilire prima tra il responsabile e il gruista, se il gruista riconosce che i carichi non si sono fissati secondo le norme, non li deve trasportare.

Fino a che un carico è appeso alla gru il gruista deve avere i dispositivi di comando a portata di mano, questo non vale per il traino di veicoli con le gru di traino. Il gruista non deve avvicinare in condizioni normali d’esercizio le posizioni finali che sono limitate solo da finecorsa.

Durante tutti i movimenti della gru su autocarro il gruista deve osservare soprattutto il carico, se la gru su autocarro va senza carico deve osservare il gancio o l’organo di sollevamento.

È vietato il raddrizzamento della gru su autocarro per misurare la velocità del vento. Il gruista deve informarsi delle velocità del vento attese, mediante fonti informative adeguate.

Esempi di Specifiche Tecniche

Esempi di specifiche tecniche:

CLASSE DI PORTATA: Momento massimo 50 tm / 490 kNm
MAX SBRACCIO IDRAULICO: fino a 28,55 m con jib
INGOMBRO GRU SUL CASSONE: da: w. 2,48 m, l. 1,45 m, h.

Optional e sistemi Fassi:

RCH/RCS - Radio Remote Control: Radiocomando digitale di nuova generazione esclusivamente abbinabile al prodotto Fassi, con ampio display grafico, per il controllo a distanza delle funzioni della gru e su richiesta anche delle opzioni sul veicolo e degli stabilizzatori.
FX500 - Fassi Electronic Control: Esclusivo sistema di controllo elettronico delle condizioni di carico della gru, delle prolunghe idrauliche e manuali e del verricello. Gestisce il momento di sollevamento dando la possibilità di attivare diverse zone di lavoro rispetto alle condizioni di stabilità dell’unità veicolo/gru.
FSC - Fassi Stability Control: Sistema esclusivo Fassi a controllo continuo per assicurare le condizioni ideali di utilizzo della gru nel pieno rispetto della stabilità del veicolo, in dipendenza della fuoriuscita dei supporti allargamento laterale stabilizzatori.
CPM - Crane Position Monitoring: Sistema di controllo che verifica il completo rientro dei supporti estensione laterale stabilizzatori, sia nella versione manuale che idraulica.
MPES - Multi Power Extension System: Originale sistema Fassi per ottenere una eccezionale velocità in uscita e rientro dei bracci sfilabili, costituito da una serie di martinetti indipendenti di uguale potenza, collegati idraulicamente tra loro in serie.
FL - Full Lift: Sistema che permette di selezionare, in base alle esigenze operative, la modalità di utilizzo “veloce” (valvola rigenerativa attivata) o “potente” (valvola rigenerativa disattivata) dell’uscita dei bracci sfilabili.
PROLINK - Progressive Link: Esclusivo sistema Fassi realizzato tramite l’utilizzo di un martinetto secondario più lungo abbinato ad un particolare sistema di biellismo che permette di aumentare l’angolo di lavoro sopra la linea orizzontale da 10 a 15 gradi in dipendenza dei modelli, garantendo anche in tale configurazione le prestazioni di targa.
UHSS - Ultra High Stregth Steel: Acciai ad ultra alta resistenza sono utilizzati per la costruzione di importanti componenti strutturali delle gru Fassi.
FWD - Fewer Welds Design: Più si riduce la presenza di saldature nella struttura, più la struttura sarà resistente.
D900 - Digital Multifunction Distributor Bank: Distributore idraulico compensato multifunzione digitale ad alto litraggio, con sistema antisaturazione “flow sharing” che garantisce una multifunzionalità superlativa.
OTC - Oil Temperature Control: E' il dispositivo termoregolatore a controllo elettronico della temperatura dell’olio.

Verifica Ventennale delle Gru Idrauliche

La manutenzione delle gru idrauliche è essenziale per garantire sicurezza ed efficienza operativa. La verifica ventennale rappresenta un controllo critico che assicura il corretto funzionamento e la conformità legale, proteggendo sia gli operatori che le aziende.

Normative sulla verifica ventennale delle gru

In Italia, la legislazione impone che le gru idrauliche siano sottoposte a verifiche periodiche per garantire la sicurezza. La verifica ventennale è tra le più approfondite e regolata dal D.Lgs. 81/2008, che specifica i requisiti di manutenzione per i mezzi di sollevamento. È fondamentale mantenere una documentazione completa della gru, comprese le certificazioni precedenti e i registri di manutenzione, per soddisfare questi requisiti.

Chi effettua le verifiche periodiche delle gru e tempistiche

Le verifiche periodiche devono essere eseguite da tecnici abilitati e enti accreditati, come l’INAIL e altre organizzazioni autorizzate. La prima verifica deve essere eseguita entro due anni dalla messa in servizio della gru, con controlli successivi effettuati ogni anno per mantenere gli standard di sicurezza.

Procedure della verifica ventennale delle gru idrauliche

La verifica ventennale delle gru idrauliche comprende diverse fasi eseguite da tecnici qualificati. L’ispezione visiva verifica le condizioni generali della gru, inclusi bracci, pistoni e componenti idraulici. I controlli funzionali testano le operazioni di sollevamento e movimentazione per assicurare il corretto funzionamento. L’analisi strutturale esamina la struttura per identificare segni di usura o danni. Infine, la documentazione necessaria viene raccolta e verificata per garantire la conformità.

Aspetti tecnici della verifica ventennale

Durante la verifica ventennale, vengono eseguiti controlli specifici su componenti chiave della gru. I bracci vengono ispezionati per rilevare crepe, corrosione o deformazioni. I pistoni e gli impianti idraulici sono verificati per tenuta e prestazioni. La struttura portante viene controllata per solidità e integrità. Le ispezioni regolari e i controlli funzionali a intervalli prestabiliti sono fondamentali. La manutenzione preventiva, che include la sostituzione o riparazione dei componenti usurati, aiuta a evitare problemi maggiori. È cruciale mantenere una documentazione accurata di tutte le operazioni di manutenzione e delle ispezioni effettuate, facilitando la verifica ventennale e prolungando la vita utile della gru.

Benefici della verifica ventennale delle gru idrauliche

La verifica ventennale offre numerosi benefici, tra cui un aumento della sicurezza, riducendo i rischi di incidenti e infortuni sul lavoro. Assicura anche l’affidabilità operativa della gru, garantendo il funzionamento corretto e senza interruzioni. Interventi tempestivi durante la verifica aiutano a prolungare la vita utile della gru, evitando danni maggiori e costosi. Inoltre, adempie agli obblighi normativi, evitando sanzioni e multe.

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