Capitolo 7: Progetto costruttivo
7.1 Motrice
7.1.1 M
OTORUOTA STERZANTEVista la coppia necessaria in fase di accelerazione e la coppia frenante necessaria in fase di frenata di emergenza, la scelta è ricaduta su la motoruota sterzante MR415FM prodotto dalla società Metalrota (fig.7.1)
Figura 7.1: Motoruota MR415FM
Di seguito le caratteristiche principali:
Ruota in poliuretano (durezza 75Sha scolpita) 406x180 Rapporto di trasmissione 1:25,6
Motore di trazione 48V 5kW a 2000rpm, eccitazione separata e termocoppia Freno elettromagnetico con coppia massima 75Nm (1875Nm alla ruota) Coppia massima alla ruota=3600Nm (nominale 870Nm)
Peso massimo 4000kg Potenza massima 12000W
Sistema sterzante con motore di sterzo a 800W e 2800rpm.
7.1.2 S
TRUTTURA MECCANICALa struttura meccanica della motrice deve avere la duplice funzione di:
Zavorra per mantenere l’aderenza della motoruota nella condizione sia di trazione che di frenata.
44 Resistenza meccanica durante la movimentazione con carrello carico
agganciato.
La base è un telaio ricavato da un laminato di 60mm (fig.7.2). Su di esso sono saldati i due sostegni che servono per l’accoppiamento con il carrello, altri due sostegni per l’alloggiamento delle rotelle alza ruote e due fiancate che sorreggono il piatto sul quale si avvitano le ruote fisse.
I sostegni di collegamento, essendo gli elementi più critici, sono stati verificati nel capitolo 8.
Figura 7.2: Telaio motrice
Nel telaio è ricavato un foro nel quale alloggia la motoruota. Sulla superfice superiore un angolare perimetrale fa da alloggio per la batteria, accanto alla quale vi è il quadro elettrico. Il tutto è protetto mediante carteratura di lamiera (nella parte superiore) e nella parte inferiore per l’anti schiacciamento. Secondo la norma UNI 45322 l’altezza da terra massima deve essere inferiore a 30 mm. Sulla carteratura superiore è presente una botola per accedere direttamente al pacco batteria e relativo caricatore(fig.7.3).
45
Figura 7.3: Motrice completa con carenature in trasparenza
7.1.3 R
UOTE FISSELa scelta delle ruote fisse è data dal carico normale che devono sopportare durante la marcia della motrice senza carrello. Da un semplice bilancio di forze risulta che sulla singola ruota ci scarica una forza:
𝐹𝑟𝑢𝑜𝑡𝑎 𝑓𝑖𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑐𝑒 = 2500 𝑁
Ecco che la scelta ricade su ruote in polietilene della “Casa delle ruote” di seguito le caratteristiche:
Dimensioni 150x40
Materiale vulkollan Sha90 serie pesante Capacità di carico massima 5000N.
7.2
Carrello
7.2.1 S
TRUTTURA MECCANICALa struttura meccanica (fig.7.4) è un assemblato composto da due caprette, anteriore e posteriore, collegate da due travi HEB 140x140x12 da 6000 mm.
46
Figura 7.4: Assieme carrello
Le due caprette sono due saldati molto simili eccetto per alcuni particolari: l’anteriore ha due piastre saldate sulle quali si avvitano due staffe di bloccaggio (per il collegamento mediante perno con la motrice). Hanno una struttura formata da due tubolari quadrati 150x150x8 con saldata all’estremità una piastra opportunamente sagomata per alloggiare l’asse pope della bobina. Il carico passa quindi attraverso i tubolari e va a scaricarsi sulla trave HEB 140x140x12, alle cui estremità sono posizionate le ruote (sulle quali grava quindi tutto il carico di compressione) fig.7.5.
47 Sui due tubolari sono inoltre saldate due piastre sagomate che riducono la deformazione flessionale durante la frenata d’emergenza e ne aumentano la stabilità. Schematizzando l’appoggio anteriore come cerniera mentre il posteriore come carrello, la parte anteriore sarà quella più caricata. Vedi verifica capitolo 8.4.
Nella parte inferiore della capretta anteriore sono avvitate le due guide d’invito delle rotelline della motrice formate da piastre di sp. 10mm opportunamente sagomate e saldate assieme (fig.7.6).
Figura 7.6: Particolare delle guide
Sono infine presenti i 3 sostegni per i laser scanner, discussi nel capitolo 6, progettati in modo da limitare al massimo le vibrazioni che andrebbero a muovere nocivamente l’area di scansione, distorcendone la dimensione.
Le lamiere anti schiacciamento sulle 4 ruote sono necessarie ai fini della sicurezza e sono avvitate alle piastre delle caprette.
Per cautelarsi da eventuali carichi accidentali sulle ruote, è stata predisposta una controventatura sulle travi doppio T di collegamento. Essa è composta da 2 cavi incrociati messi in tensione da un tenditore (vedi capitolo 8.5 per la verifica).
7.2.2 R
UOTERuote fisse
Considerando la fig.7.5, il carico che si va a scaricare sulle ruote posteriori è: 𝐹𝑟𝑢𝑜𝑡𝑎 𝑓𝑖𝑠𝑠𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑙𝑙𝑜= 30000 𝑁
48 Ecco che la scelta ricade su ruote in polietilene della “casa della ruota”; di seguito le caratteristiche:
Dimensioni 400x100mm fisse
Materiale vulkollan Sha90 serie pesante Capacità di carico massima 40000N. Ruote pivotanti
Considerando sempre la fig.7.5, il carico che si va a scaricare sulle ruote anteriori è:
𝐹𝑟𝑢𝑜𝑡𝑎 𝑓𝑖𝑠𝑠𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑙𝑙𝑜= 33000 𝑁
La scelta ricade sulle medesime ruote precedenti, solo che in questo caso devono essere pivotanti, per permettere la manovrabilità della macchina.
7.2.3 F
RENO DI STAZIONAMENTOSu ciascuna ruota fissa del carrello è stato posizionato un freno di stazionamento (fig.7.7). L’operatore, manualmente va a ruotare la manovella spinata su un perno filettato che a sua volta è bloccato sulla piattabanda della HEB da una flangia. Così facendo la piastra porta steli frenanti, trasla, facendo toccare le estremità degli stessi con la superficie della ruota. I due steli scorrono all’interno di boccole a flangia GLY-PBG353926F, alloggiate nella piastra porta ruota.
49
Figura 7.7: Assieme freno
L’operatore deve azionarli solo quando il carrello rimane fermo in sosta (sia a pieno carico che senza bobina). Un apposito sensore induttivo ne rileva il serraggio in fase di partenza della macchina, mandando un segnale di avviso luminoso direttamente sul display del radiocomando.
7.2.4 P
ERNO DI COLLEGAMENTOIl perno di collegamento è un tondo di acciaio rettificato (Ø=40mm) di lunghezza 1270 mm alla cui estremità è saldato un collarino di battuta e un’impugnatura di presa. Esso viene inserito una volta che la motrice arriva a fine corsa delle guide. L’operatore manualmente lo inserisce. Un perno a molla ne evita lo sfilamento. Inoltre è presente un lamierino di blocco sul sostegno, in modo da obbligare l’inserimento in un solo verso.
50
Figura 7.8: Perno di collegamento
Sono presenti alle due estremità, due sensori di sicurezza che ne rilevano la presenza quando inserito totalmente e mandano un feedback positivo al PLC di comando per poter partire. Essendo una funzione di sicurezza è obbligatorio metterne due, in modo da garantire il PL “d”.
51