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Documento PDF - AMS Tesi di Laurea

1. 2 braccio sfilabile 142 3 sfilo 55 3 sfilo 41 3 braccio sfilabile 134 4 sfilo 50 4 sfilo 32 4 braccio sfilabile 133 nei 85 nne 50 articolazione articolazione 5 braccio sfilabile 127 Pistone 1 sfilo 37 Pistone 1 sfilo 24 6 braccio sfilabile 103 Pistone 2 sfilo 40 Pistone 2 sfilo 24 7 braccio sfilabile 86 Pistone 3 sfilo 40 Pistone 3 sfilo 23 8 braccio sfilabile 74 Pistone 4 sfilo 38 Pistone 4 sfilo 25 Pistone principale 210 Pistone secondario 210 Pistone 1 sfilo 50 Pistone 2 sfilo 52 Pistone 3 sfilo 53 Pistone 4 sfilo 49 Pistone 5 sfilo 51 Pistone 6 sfilo 52 Pistone 7 sfilo 52 Pistone 8 sfilo 52 Considero la massa concentrata nel baricentro e come braccio la distanza di questo dall asse colonna mentre per i carichi assumo quelli massimi previsti per ciascuna configurazione configurazione gt kg a m Q kg Li m _400 4 1680 4 28 2670 12 20 _400 4 J4 2385 7 97 800 21 55 _400 5 1858 5 07 2060 14 45 _400 5 J4 2353 7 73 620 23 85 _400 6 2013 5 91 1640 16 65 _400 6 J4 2508 8 62 420 26 05 66 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 400 8 2277 7 44 900 21 40 Dove gt somma dei pesi propri dei soli bracci ed accessori a distanza del baricentro dei pesi
2. Caratteristiche meccaniche secondo norma UNI 10277 2 Spessore Laminato pelato rullato SH Trafilato a freddo C mm Durezza HB Rm Mpa 221 Appendice B Materiali utilizzati Rp0 2 Rm As 96 minimo minimo minimo MPa MPa gt 5 lt 10 350 460 760 8 gt 10 lt 16 300 430 730 9 gt 16 lt 40 92 163 310 550 250 400 700 10 gt 40 lt 63 92 163 310 550 200 350 640 12 gt 63 lt 100 92 163 310 550 180 320 580 12 gt 45 normalizzato il pi usato e va sostituendo il C40 in molte applicazioni Particolarmente adatto per la tempra superficiale con min HRC 55 Analisi chimica Mn 0 50 0 80 Diametro Rn RE min Asmin saggio KV min J HB max J N mm N mm 96 mm lt 16 gt 620 340 16 gt 9SMnPb36 Acciaio non destinato al trattamento termico causa dell elevato contenuto di zolfo Generalmente non raccomandato per la saldatura 222 Appendice B Materiali utilizzati Caratteristiche meccaniche Stato del Diametro R Durezza materiale saggio mm N mm HB nax Normalizzato 390 590 lt 10 540 430 Trafilato crudo gt 10 lt 16 490 740 gt 16 lt 40 440 590 gt 39NiCrMo3 bonificato Composizione chimica 46 Si 0 15 0 40 perature per la lavorazione a caldo ed il trattamento termico C Punti normalizza
3. 23 0 N lt 393 6 mm mm Verificata 170 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S44 braccio A I i ZN st SN 2 ge S Y A 32 6 cm N 2277 0 cm 4 ug N L 9742cm W 176 5 cm W 253 0 cm N La M lt W 143 2 cm Azioni sul piano verticale Asse colonna Faccio le stesse considerazioni viste per il braccio principale vista l impossibilit nel calcolare le masse a valle della sezione 4 ed il buon bilanciamento delle masse dell elemento in esame considero che la massa della parte di braccio che contribuisce a generare momento flettente sia met della massa totale del braccio In tale ipotesi stato sottinteso considerare anche met massa del pistone dell articolazione a favore di sicurezza m 7324414434534 190 254 234 24 24 20 340kg 2 2 171 Capitolo 5 Verifiche strutturali P mp g 1 1 340 9 81 3667N 0 0 g 1 18 420 9 81 4862N ds Qd d 3667 22 12 17 94 4862 26 05 17 94 54759Nm d4 3667 22 12 17 94 15328Nm _ 54759 1532 Rc cu s t adr 202 W W 176 5 mm N N 223 4 393 6 mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna 24290 ul s Fpi
4. La prima verifica si esegue sulla gru _400 8 Per il dettaglio in analisi si deve verificare che Aosa lt Aosa dov e O O Omax 7 Omin il maggiore intervallo calcolato delle sollecitazioni di progetto Omax Omin SONO 1 valori estremi delle sollecitazioni di progetto risultanti dalle combinazioni di carico A secondo la EN 13001 2 applicando yp 1 sollecitazione di compressione con segno negativo Aosa l intervallo di sollecitazione ammissibile Definizione dei parametri di resistenza ed esecuzione della verifica 75 Capitolo 5 Verifiche strutturali l logAo 1 Limitea fatica per un intervallo di 3 sollecitazioni costante 2 Limite della curva 1 _ 105 10 105 logN 2 x 10 5 105 Il diagramma sopra riportato mostra i valori caratteristici dell intervallo di sollecitazione Ac indica la resistenza a fatica sotto un intervallo di 2 10 cicli a sollecitazione costante e con una probabilit di sopravvivenza di P 97 7 Si considera una vita media utile della gru di 2 10 cicli e si assume di conseguenza un fattore m pendenza inversa della curvao N pari a 3 Il valore dell intervallo di sollecitazione Ac e analogamente At funzione del livello di qualit della saldatura e del tipo di sollecitazione agente su questa Si fa riferimento ad una classe di qualit del giunto di livello B Dal
5. un OLG 43 Capitolo 2 Cenni sulle normative 44 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN Le norme DIN alle quali prevalentemente stato fatto riferimento per la precedente verifica sono di seguito riportate e DIN 15018 parte 1 2 3 tratta gli acciai utilizzati ed il calcolo delle tensioni ammissibili sia nel caso statico che in quello dinamico DIN 4114 partel e 2 per la verifica all imbozzamento delle sezioni pi critiche e per il calcolo a carico di punta dei martinetti DAST Richtlinie 011 norma specifica per gli acciai StE690 e simili La verifica a fatica ai fini della sicurezza a rottura per sollecitazioni variabili nel tempo e frequentemente ripetute si deve eseguire per un numero di cicli di sollecitazione superiore a 2 10 Le tensioni ammissibili sono uguali per ogni gruppo di sollecitazione e dipendono dalla famiglia di tensioni e dal numero di cicli di sollecitazione Tale normativa prevede anche che si vada a ridurre la tensione ammissibile del materiale invece che amplificare le sollecitazioni Alle diverse fasce di cicli di sollecitazione e alle famiglie di tensioni sono associati gruppi di sollecitazioni secondo la tabella seguente 45 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN Tabella 1 Gruppi di sollecitazione in funzione delle fasce di cicli di sollecitazione e delle famiglie di t
6. 157 216 279 343 4010 4711 55 1 62 8 703 p 11000 7450 5100 3750 2870 2290 3 10 475 655 845 24200 16390 11220 8250 6314 1102 157 216 279 343 14010 4711 551 628 i 1870 1560 10 45 12 45 14 60 16 80 5038 4114 3432 2904 2200 ibs 703 ft 12 Introduzione Lo scopo principale di questa tesi verificare secondo le attuali norme europee UNI EN una gru progettata seguendo la superata normativa tedesca DIN Una volta stabilita la conformit o la discordanza con le nuove norme nel caso in cui la struttura risulti sovradimensionata ovvero con una differenza tra le sollecitazioni di progetto e quelle ammissibili sufficientemente elevata si vuole arrivare a determinare la differenza di carico con la quale possibile aumentare quello massimo attualmente ammesso Pensando di estendere questo concetto a tutti i modelli in produzione l azienda si troverebbe ad avere la stessa gamma di prodotti ma caratterizzati ciascuno da prestazioni superiori portando a un sostanziale vantaggio sia di tipo economico che di rendimento della macchina Il lavoro si articolato nel seguente modo e Studio delle normative inerenti alle apparecchiature di sollevamento e Determinazione dei parametri di lavoro secondo normativa e Scelta delle sezioni di riferim
7. 690 6840 12180 I carichi dovuti alla rotazione dei comandi sono quelli gi visti durante la verifica di del braccio secondario Smax 2582N S min 1170N da Q _9 09 1965 21 40 900 i C S max Mm Q 1965 900 4 6 de 6 84 M nax Sun CANN td j 2585 12 18 0 69 33230Nm 2 A v M vin Smin Xol a 1170 6 84 0 69 8810Nm cl min 2 A v 3 ene Moss _ 83230 8810 10 2 s A 2 s A 2 6 56190 5 mm N 2 36 2 m lt 393 6 mm mm W 4 56190 5 m Usa 3 Verificata 125 Capitolo 5 Verifiche strutturali Gru 400 6 J4 Verifica della sezione So 6 braccio sfilabile A 35 0 I 2998 0 I 921 8 W Wy 205 3 cm W 290 2 cm W 148 6 cm Azioni sul piano verticale Asse colonna my g 1 1 155 495 9 81 7014N 126 Capitolo 5 Verifiche strutturali P agisce sul baricentro dei centri di massa del sesto sfilo mo e della prolunga integrale alla distanza dp dall asse colonna Mt dy _15 55 155 19 86 495 de Tg T ny 155 495 18 83m Q 4 Q g 1 18 420 9 81 4862N d Qa d 7014 18 83 14 46 4862 26 05 14 46 87002 Nm Pd d 7014 18 83 14 46 30651Nm M M min E
8. Bus M aai 87002 30651 _ 5 W W 205 3 mm 72745 lt 393 6 n mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna I K Sio 14390 18830 21360 ul Fri T ms 8 tg ax 155 495 420 9 81 tg 5 918N Y mo emp g tg u 155 495 9 81 tg 5 557N Sesto F 1 05 918 964N i max 6 sfilo S min 6 filo F 1 imin sfo 1 05 557 585N 127 Capitolo 5 Verifiche strutturali max ed S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna _ dp my m dy Q 18 83 155 495 26 05 420 alu 21 36 m m Q 155 495 420 X d 18 83m pom Sus 7 ds 964 21 36 14 39 6719N Smin 7 ds 585 18 83 14 39 2597N M Mini 950 0 BN SPAZIA VEE W W 148 6 mm Ag uo Ie mm mm Verificata 128 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione Sg 5 braccio sfilabile x Ta Va S 4 y Z A 46 6 cm I 4864 0 cm j I 223 7 cm A T W W 302 1 cm W 430 4 cm W 223 7 cm SISSI Azioni sul piano verticale Asse colonna 14170 19860 26050 P mso m g 1 1 834 495 9 81 8935N P agisce sul baricentro dei centri di massa
9. I 1608 0 I 680 1 W 139 8 cm Wx 201 0 cm W 111 4 cm Azioni sul piano verticale Asse colonna 32 41 43 53 25 23 24 24 265kg P Mpr 2 4 8 1 1 265 9 81 2860N 0 0 g 1 18 420 9 81 4862N 4 044 4 2860 22 12 19 27 4862 26 05 19 27 41115Nm dy 2860 22 12 19 27 8151Nm Moss Mss 41115 8151 AO O O min UE 2 235 8 A W W 139 8 mm X x 169 Capitolo 5 Verifiche strutturali N 2 23582 lt 393 6 Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna 24530 S dis Fyi Q g 18 Cima 265 420 9 81 tg 5 588N Friminiesfito Mpr 1 4 8718 265 9 81 1g 5 227N S F mex ego 1 05 588 617 Saulo di 1 05 227 239N Smx ed Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna X u ds T Mpr 4 do t Q E 22 12 amp 265 26 05 420 5 265 420 de 22 12 Sos to ds 2 617 24 53 19 27 3245Nm Smin ds 239 22 12 19 27 26810 f o min S min M M i 245 681 O max O min pem U fom 2 di 23 0 BE 2 W W 111 4 mm y y N 2
10. Misure tecniche di sicurezza e dispositivi di protezione aggiuntivi Ove non sia possibile la costruzione conforme a principi di progettazione sicura il passo successivo l adozione di misure tecniche di sicurezza Queste possono prevedere ad esempio l installazione di ripari fissi o mobili rilevatori di presenza per evitare avviamenti inattesi ecc Le misure tecniche di sicurezza devono impedire a chiunque l accesso o il contatto involontario con un elemento pericoloso che implica un rischio di lesione personale oppure ridurre il rischio portandolo ad uno stato sicuro prima che la persona possa entrare in contatto con esso I ripari possono essere fissi per limitare o mantenere la distanza da un pericolo o mobili interbloccati o regolabili manualmente o automaticamente I dispositivi di protezione utilizzati per creare un sistema di sicurezza comprendono o Dispositivi di interblocco che rilevano e controllano la posizione dei ripari mobili utilizzati generalmente per consentire le operazioni di carico e scarico pulizia impostazione regolazione ecc La protezione degli 23 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine operatori assicurata dall arresto della macchina quando l attuatore fuori dalla testa dell interruttore quando la leva o il pistone attivato quando il riparo aperto o la cerniera del riparo ruotata di 5 generalmente su macchine a bassa inerzia ad esempio con tempi di arresto r
11. x c mo Q 348 1965 900 S max X dp 9 09 Smin Susa x bonds 2896 12 54 0 65 34433N Smin X d 2084 9 09 0 65 17589N M M 2 O max cue mim ii 16 2 n W W 1040 0 mm Ac p lt Aca 393 6 zi mm mm Verificata Azioni torsionali I momenti torcenti sono gli stessi visti per la sezione A A M x 1415Nm M min 963Nm La verifica si esegue allo stesso modo M 1415 10 N Tu om 2 2 2 10 i 2 s A 2 6 56190 5 mm 117 12 54m Capitolo 5 Verifiche strutturali Mus 90907 ec sN TM inii 43 2 2 s A 2 6 56190 5 mm Rr sci E Lu mm Verificata 118 Capitolo 5 Verifiche strutturali Braccio principale verticale e pacco bracci orizzontale Verifica della sezione A A 290 fl 088 i A 72 36 cm H L 8873 6 I 10064 cm 3 W 561 5 cm mr 518 8 cm W 652 4 cm W 727 2 cm W 694 0 cm 71568 mm In questa configurazione le sollecitazioni che interessano la struttura sono tre o Momento flettente dovuto alle masse ed ai carichi o Momento flettente generato dall inzancatura o Momento torcente dovuto all azione di rotazione dei comandi Azioni sul piano verticale 1 l inzancatura il disassamento tra i
12. 115550N Ri 575040N da cui 5865303 Materiale 35NiCrMol6 060 1 24mm a 2mm 182 Capitolo 5 Verifiche strutturali A 2826mm2 W 21195mm Verifica a flessione Vla 1 1 1 0 E 2 286990 247 5 2032650Nmm 2 3 2 43 Msa lt Mra Verificato Verifica a taglio 1 Af 3 2826 900 E 1001202N 43 y y 4 43 11 10 v Rd peli A 3005658 477 3 F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica a d t f 1 60 24 700 F ri a E 1 1 0 7 1309090 N TE Meg es Fosa lt Fora Verificato Verifica perno 2 gt Sez A A Materiale 35NiCrMol6 080 183 Capitolo 5 Verifiche strutturali 1 45mm a lmm A 5024mm W 50240mm Verifica a flessione Must du AI tab 1 1 1 0 e g ROV 3 3 2 3 Msa lt Mga Verificato Verifica a taglio 1 Af 3 5024 900 F LAS L 43 y y 4 V3 1 1 1 0 v Rd 1779918N p Pa _ 1614710 to 807355N F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica p _ 4 17 _1 0 80 45 700 3272727N VER Ym Ysp 1 1 0 7 R 1614710 F sa 2 807355N Fb sa lt Fora Verificato Sez B B Materiale 35NiCrMo16 0105 245mm a lmm L 71mm a lmm A 8654mm Wz113591mn R53 21151340N 11321203 4 10228503 4 1667503 184 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica a flessione 5 Wes _ 1135
13. 72 36 cm I 8873 I 10064 cm W 561 5 cm W 518 8 cm W3 652 4 cm W a 727 2 W 694 0 A 71568 mm In questa configurazione le sollecitazioni sono ancora o Momento flettente dovuto alle masse ed ai carichi o Momento flettente generato dall inzancatura o Momento torcente dovuto all azione di rotazione dei comandi Azioni sul piano verticale 23490 P Amos g 1 1 1674 495 9 81 23406N 155 Capitolo 5 Verifiche strutturali d ae Morose t do Ma _ 5 23 1674 19 48 495 m My 1674 495 dp 8 48 2 6 0 d 0 g 1 18 420 9 81 4862N P do ds oa ds S 23406 5 23 0 67 4862 23 49 0 67 255561Nm M join 45 23406 5 23 0 67 138095Nm M M PE crum uie fomno 255561 138095 2264 m W W 518 8 mm 2264 lt AG p 393 6 a mm mm Verificata Azioni sul piano laterale Si presentano le stesse sollecitazioni che quando il braccio principale era sull orizzontale generavano la torsione dovute all inzancatura M 1208Nm M 998Nm f L min Myra Myra _ 1208 AO Opx Opin f L max _ J 08 998 0 3 N W W 694 0 mm 0 3 nS lt Ac 393 6 28 Verificata 156 Capitolo 5 Verifiche
14. O p _Damm compressione Opg Y Te Ly O p Damm campo pulsante 0 lt lt 1 O i Dz 0 trazione Op Lamm EN z 0 amm 1 O D 0yamm Y 0 75 o i O Dda 0 amm compressione O pa Z O 1 Dd 0 amm i X 0 90 0 dove O tensione di rottura 5 O D 0 amm 3 O p tamm O Da 0 amm 2 O D 1 amm Le sollecitazioni tangenziali ammissibili 7 nel materiale base e nei cordoni di saldatura valgono o materiale base 75 y Op X amm con X amm calcolato WO 51 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN o cordone di saldatura Z Z Op X anm 2 con Op X o calcolato per KO In presenza di sollecitazioni composte deve inoltre essere soddisfatta la seguente relazione per la verifica della resistenza a fatica Occorre tenere conto dei segni e dei rapporti con le corrispondenti sollecitazioni limite per il materiale base o per il cordone di saldatura o per entrambe 2 2 2 2 O Oy O pls ea A O vDamm T Damm Ox O O YDamm O xDamm XDamm Dove Ox Oy tensioni normali di calcolo in direzione x e y Oxpamm gt tensioni ammissibili corrispondenti alle tensioni ox e oy rispettivamente tensione tangenziale di calcolo tensione tangenziale ammissibile corrispondente alla tensione Poich come gi detto nel caso particolare la risulta nulla per la verifica del
15. 1 05 1441 1513N hi max 4 sfilo Soin sfilo hF hi min 4 sfilo 1 05 669 702N S max d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna _ dp my g d9 Q_15 10 779 21 40 900 X nl eleme Mas Q 779 900 18 48m dp 15 10m S 95 Capitolo 5 Verifiche strutturali soma Sma dy 21513 18 48 10 17 212573N M oin Sin xil d 702 15 10 10 17 2 3461N M omx M omin 12573 3461 N Omax Omin 32 4 3 W W 281 3 mm Ac 32 4 se lt Ac 393 6 22 Verificata 96 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S 3 braccio sfilabile 57 1 cm I 8800 I 3074 cm Wa Wy 453 1 cm W 621 9 cm W 345 4 cm CHIODI DI SALDATURA P sig g 1 1 74 86 103 127 133 134 52 52 52 51 49 53 9 81 9950N Q Q g 1 18 900 9 81 10418N M ds Qd ds 9950 13 84 8 13 10418 21 40 8 13 2 195061Nm 97 Capitolo 5 Verifiche strutturali M nin P la d 9950 13 84 8 13 56815Nm M M z Min _ 195061 36815 ags N W W 453 1 mm 305 1 lt 393 6 Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna S7 _ 17490 s Fri imax ass Mgs Q g tg d
16. 1 184 0 592 3 PM2sf 14 45 0 896 0 448 6 PM2sf 21 40 1 326 0 663 4 1220 0 756 0383 1 613 2340 1451 0 723 4 PM1sf 14 45 0 896 0 448 6 J3 PMIsf 25 95 1 609 0 805 4 PM2sf 16 65 1 032 0 516 6 J3 PM2sf 27 60 1 711 0 856 433 1970 1221 0 611 1 6 J4 26 05 1 615 0 808 62 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 414 21 55 1 336 0 668 6 J4 PM1sf 27 65 1 714 0 357 5 14 45 0 896 0 448 7 19 10 1 184 0 592 5 PMIsf 16 80 1 042 0 521 7 PM1sf 21 40 1 327 0 664 5 PM2sf 1940 1 184 0 592 8 21 40 1 327 0 664 5 J3 22 10 1 370 0 737 5 J3 PM Isf 23 75 1 473 0737 5 J3 PM2sf 25 40 1 575 0 788 514 23 85 1 479 0740 5 JA PM1sf 25 55 1 584 0 792 J3 J4 prolunghe integrali ad azionamento oleodinamico a 3 e 4 sfili rispettivamente PMI1sf PM2sf prolunghe meccaniche ad azionamento manuale ad 1 o 2 sfili rispettivamente Nei vari allestimenti della gru cambia solo il numero degli sfili con i relativi organi di controllo ma le sezioni di questi sono invarianti Assumendo la condizione pi critica verificabile considero Vn 400 0 808 m s fino al sesto sfilo comprese le prolunghe integrali e quelle meccaniche Vn 4007 0 664 m s per il settimo ed ottavo sfilo Ne discende 1 05 0 17 0 80
17. 24 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Impediscono l accesso ma si attivano quando lo rilevano la pressione esercitata sul tappeto interrompe il movimento pericoloso o Interruttori di sicurezza con elettroserratura bobina per prevenire l apertura delle protezioni mobili le fasi pericolose a differenza degli interruttori senza blocco gli interruttori con bobina sono utilizzati su macchine con inerzia elevata ad esempio con tempi di arresto lunghi e sono consigliati per il controllo degli accessi previo arresto del movimento pericoloso Sono spesso utilizzati con i moduli Preventa temporizzati con tempi di arresto macchina definiti o di rilevamento velocit nulla con tempi di arresto variabili per consentire l accesso solo quando sono soddisfatte le condizioni di sicurezza La scelta e l installazione degli interruttori di sicurezza deve consentire di ridurre al minimo la possibilit di guasto ed errore mentre il dispositivo di protezione non deve impedire le lavorazioni e la produzione Per raggiungere questo obiettivo sono necessari dispositivi di protezione fissati solidamente il loro montaggio smontaggio o regolazione deve richiedere un utensile dispositivi o sistemi bloccati codificati per l interblocco del comando o dell alimentazione meccanico elettrico magnetico o ottico impedimento fisico o schermo di protezione per prevenire l accesso al dispositivo di interblocco con riparo ape
18. 4 32 212014N Mu M omin 20236 12014 Ao O max O min z cl foin E 26 0 14 3 L W W 575 5 mm lt Ao 393 6 28 Verificata 143 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S4 braccio secondario A 85 6 cm I 2 21377 0 cm I 8050 0 cm W Wa 867 2 W o 1195 0 cm W 682 2 cm Azioni sul piano verticale Asse colonna M 2nd 6 26050 Pra Le 1674kg P m i ema g 1 1 1674 495 9 81 23406N agisce sul baricentro dei centri di massa del pacco sfili e della prolunga integrale alla distanza dp dall asse colonna 144 Capitolo 5 Verifiche strutturali g e MST dn 7 66 1674 19 86 495 poe a s m 1674 495 10 44m 2 4 6 0 0 g 1 18 420 9 81 4862N M sin P dp ds Qd 23403 10 44 2 88 4862 26 05 2 88 289579Nm Pd d 23403 10 44 2 88 176927 Nm M M 0 a u 289579 176927 _ 1299 ud W W 867 2 mm 129 9 lt 393 6 3 mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna 10440 12970 S F rru 6 tma Q 8 18 Cnn 1674 495 420 9 81 19 5 2222N gt pnd hi max braccio 2 pass m g 18 ax 1674 495 9 81 tg 5 1862N 1 hi min braccio_ 2
19. J 1227500 a M 2 1 4705420Nmm 2 2 3 Msa lt Mr4a Verificato Verifica a taglio 1 Af _3 2826 900 F y 1001202N u Yp 4 3 11 10 191 Capitolo 5 Verifiche strutturali Z Ra _ 1227500 E 613750N F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica d t f 1 60 20 700 1090908N m yos 1 1 0 7 F sa Pa 152509 613750N 2 Fosa lt Fora Verificato Verifica perno 1 Le forze che agiscono sul perno 1 considerando anche le sollecitazioni di flessione e torsione che vanno a scaricarsi sul biellismo sono Rx 203600N R 599050N da cui 632700N Materiale 35NiCrMol6 060 1 26mm a 2mm A 2826mm W 21195mm Verifica a flessione W f _ 21195 900 My 17341363Nmm tak 1 1 1 0 032700 20 7 _35993600Nmm 2 748 Msg Mg Verificato 192 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica a taglio 1 Af _3 2826 900 em 43 y y 4 3 1 1 1 0 v Rd 1001202N R 632700 P 316350N F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica F SRI 1418181N RES 1 1 0 7 SHE T 316350N Frsa lt Fvra Verificato Verifica perno 2 Sez A A Materiale 35NiCrMol6 60 1 20mm a lmm A 2826mm W 21195mm Verifica a flessione w _ 21195 900 _17341363Nmm 1 1 1 0 m Es a r 4578920Nmm M ra MED
20. P 24 maa 8 1 1 74 86 52 52 9 81 2849N 0 0 g 1 16 900 9 81 10242N Dove m comprende la massa del settimo e dello sfilo e dei relativi martinetti idraulici di sfilamento Anche in questo caso bisogna precisare che a valle della sezione Su alla massa delle parti sospese non partecipa la camicia del secondo martinetto Tuttavia poich si conosce la massa totale di ambo le parti e poich la Aosa il risultato di una differenza considerando la stessa massa in entrambi i 85 Capitolo 5 Verifiche strutturali termini il risultato non varia Analoghe considerazioni vengono fatte anche per le altre sezioni verificate P dp d Qd d 2849 18 94 16 75 10242 21 40 16 75 53865Nm Pd d 2849 18 94 16 75 6239Nm 11 M 62 gt W W 163 5 mm 2913 0 lt Ag 393 6 Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna Da 18940 wi F Mam sio Q g t8 dmx 264 900 9 81 5 999N Y Y hi min 7 sfilo 1 8 8 18 O rax 264 9 81 1g 5 227N Seso F 1 05 999 1049N i max 7 sfilo S rain 7 filo F hi min 7 sfilo 1 05 227 238N S mak d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna 86 Capitolo 5 Verifiche strutturali do
21. PII Concetto di costruzione sicura Alcuni rischi possono essere evitati adottando semplici misure possibile eliminare all origine il rischio Talvolta possibile eliminare il rischio automatizzando alcune operazioni quali ad esempio il carico della macchina Ad esempio l utilizzo di un solvente non infiammabile per le operazioni di pulizia dei macchinari pu evitare i rischi di incendio causati da sostanze infiammabili 22 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Questa fase viene definita con il termine di costruzione conforme ai principi di progettazione sicura e rappresenta l unico modo per azzerare il rischio Togliere la trasmissione dal rullo terminale di un trasportatore permette di ridurre la possibilit che qualcuno venga intrappolato Sostituire le pulegge a raggi con dischi lisci consente di ridurre i rischi di taglio Eliminare bordi e spigoli taglienti angoli o sporgenze consente di evitare tagli ed ecchimosi L aumento delle distanze minime dalla macchina pu permettere di evitare lo schiacciamento di parti del corpo La limitazione di forze velocit e pressioni pu ridurre il rischio di lesioni Occorre fare attenzione a evitare di sostituire un rischio con un altro Gli utensili alimentati ad aria permettono ad esempio di evitare i rischi legati all elettricit ma possono implicare altri rischi legati all uso dell aria compressa quali l iniezione d aria e il rumore del compressore
22. a d t f _ 1 60 26 700 Ry 1 1 0 7 1418181N F 1216420 2 608210N lt Verificato Verifica perno 3 189 Capitolo 5 Verifiche strutturali Materiale 35NiCrMol6 60 1 20mm a lmm A 2826mm W 21195mm Verifica a flessione B WES _ 21195 900 Ya o 1 1 1 0 nr 29 41 45789201m 2 43 2 3 My 17341363Nmm Msg Mg Verificato Verifica a taglio 1 Af _3 2826 900 1001202N u 4 43 11 10 E wo Es _ 597250N v Sd 2 F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica Biella _a d t f 1 60 26 700 Kata 1 1 0 7 1418181N R 1194500 2 2 597250N Frsa lt Fora Verificato Bronzina 190 Capitolo 5 Verifiche strutturali A livello indicativo si esegue anche una verifica della bronzina Per il calcolo della tensione di snervamento ho considerato una bronzina Himon BRM 10 CuSn8 avente tensione di snervamento 270 700 N mm Le bronzine sono state progettate per non lavorare oltre i 100 110 N mm per tale verifica si assume il valore minimo di 270 N mm p QI 1 60 40 270 841558N aio Va No 1 1 0 7 Fa zs CM 597250N Fosa lt Fora Verificato Verifica perno 4 Materiale 35NiCrMo16 060 1 20mm a lmm A 2826mm W 21195mm Verifica a flessione _ W f _ 21195 900 Vaf 1 1 1 0 17341363Nmm M ra R
23. resistente allo scorrimento a caldo Pu essere sottoposto a trattamento di nitrurazione Composizione chimica C Mn i Cr i Mo 0 38 0 45 0 60 0 90 0 90 1 20 0 15 0 30 Caratteristiche meccaniche Saggio mm Rm N mm KCU nin J lt 16 1100 1300 30 16 40 1000 1200 35 bonificato 40 100 900 1100 35 100 160 800950 35 160 250 750 900 35 228 Ringraziamenti Al termine della mia carriere universitaria il mio primo doveroso e pi sentito ringraziamento v ai miei genitori e a mio fratello Stefano che oltre a darmi la possibilit di arrivare fino a questo punto mi hanno sostenuto in tutto e per tutto credendo in me e nella mia tenacia specialmente nei momenti di sconforto Spero un giorno di essere in grado di ricambiare Ringrazio la mia Silvia che sempre stata il mio modello da seguire e che a modo suo mi ha dato sempre la forza di continuare a sbattere la testa contro al muro Ringrazio Sam col quale ho condiviso pesanti giornate di studio e Iacopone sempre pronto a dare il giusto consiglio Ringrazio i colleghi dell ufficio tecnico della Copma2000 in particolare Giuliano ma anche l ing Di Gioia Zanna Massimo Lucio e Carlo Ringrazio infine il mio relatore prof ing Dal Re ed il mio correlatore aziendale ing Barlotti senza il cui impagabile aiuto sarebbe stato impossibile realizzare questa tesi Cesare
24. soggetta a sollecitazioni molto gravose che implicano geometrie molto massicce e sezioni di ampiezza elevata Oltre agli ingombri questi fattori portano necessariamente a un peso affatto trascurabile della struttura delle macchine che a loro volta produrranno delle sollecitazioni interne nei vari elementi Poich il materiale ha una resistenza limitata l azione del peso proprio della struttura penalizza necessariamente e in maniera considerevole sia la massa del carico sollevabile dalla gru stessa sia la massa trasportabile dall autocarro sul quale la macchina montata Per adattare le macchine a ogni tipologia di autocarro necessario uno studio del bilanciamento al fine di garantirne un adeguata stabilit Introduzione Risulta fondamentale anche l aspetto della sicurezza che implica l adozione di un sistema elettronico di limitazione del carico Per capire in maniera semplice il tipo di macchina che si andr ad analizzare si riporta uno schema di massima della architettura della gru in particolare si osserva la gru in diverse disposizioni andando a mettere in mostra 1i componenti principali Ill Tali macchine quindi sono caratterizzate da diverse possibilit di movimentazione in funzione della struttura di base e dalle esigenze dell utente finale tuttavia l architettura principale nei diversi modelli piuttosto standardizzata Introduzione La figura precedente e le foto
25. 48 30841N M ois Smin 7 ds 1928 0 09 1 48 1462N Moss Min O uk rin fo max fo min 30841 1462 23 3 N W W 694 0 mm 23 3 lt AG 393 6 mm mm Verificata Azioni torsionali 112 Capitolo 5 Verifiche strutturali Asse colonna Sono generate dal disassamento inzancatura del braccio secondario rispetto al principale Secondo la normativa le azioni di tipo vanno trattate allo stesso modo delle valore caratteristico dell intervallo di sollecitazione utilizzato la determinazione dell intervallo si sollecitazione ammissibile AGgq identico al Ne consegue che anche il AOg sia identico Deve dunque risultare M max M min N Af mE 6m Ap SDAI Ww w mm M wax M pacco bracci Q do 1965 0 49 900 0 50 1415Nm M min M b 1965 0 49 963Nm t min pacco_bracci m Data la natura della sezione a parete sottile per la determinazione di At e ATmin si utilizza la teoria di Bredt trascurando le appendici si sezione come ipotesi a favor di sicurezza M 254 Ty 113 Capitolo 5 Verifiche strutturali u M t min A 71568 2 5 4 2 6 71568 ATga Tmax 1 1 1 0 5 Arg a a mm Verificata 963 10 N mm 393 6 mm 2 mm 114 Capitolo 5 Verifiche strutturali Veri
26. 5 cm Azioni sul piano verticale Asse colonna 2470 26050 1094kg P may my g 1 1 1094 495 9 81 17417N P agisce sul baricentro dei centri di massa del pacco sfili ma s e della prolunga integrale alla distanza dp dall asse colonna Ame Ma dpi Mo 9 47 1094 19 86 495 Wis Mpr 1094 495 dp 12 71 141 Capitolo 5 Verifiche strutturali 0 0 g 1 18 420 9 81 4862N M Pd 7d Qd d 17147 12 71 4 32 4862 26 05 4 32 249515Nm d 17147 12 71 4 32 143863Nm M M 249515 1438631 0 N W W 739 3 mm 142 9 2 lt Ac 393 6 a mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna pime tss Maso my Q g t8 dx 1094 495 420 9 81 tg 5 1724N F imin 1esfio Mas Mp g 18 Arx 1094 495 9 81 tg 5 1364N S sax efto 1 05 1724 1810N S min 1 sfito F ui min 1sfilo 1 05 1364 1432N S max d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna _ dy Mao m d Q _12 71 1096 495 26 05 420 mi m Q 1096 495 420 15 50 5 142 Capitolo 5 Verifiche strutturali Xi G dp 12 71m Smin Mii Sus x4 DE d 1810 15 50 4 32 20236N Mosole ola d 1432 12 71
27. AO 2 193 Capitolo 5 Verifiche strutturali Msa lt Maua Verificato Verifica a taglio 1 Af 3 2826 900 Eee 1001204N u Yy 4 V3 14 10 R 1194500 F 23 597250N i 2 F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica Fina Sy _1 0 60 20 700 90909 i Vasto 1 1 0 7 p Ra _ 1194500 b Sd T 2 597250N Frsa lt Fvra Verificato Sez B B Materiale 325NiCrMol6 0100 220mm ajizilmm l 277mm a 1mm A 7850mm W 98125mm R53 2716480N 3 9557603 R54 21045960N 4 2151903 Verifica a flessione W Moe fo _ 098125 900 Ki 1 1 1 0 R l R l Mu fe 1689 2 185999 77 a 10043508mm 80284090Nmm 194 Capitolo 5 Verifiche strutturali R l Ra 1 a 3a ee 5 3n 28000 E LISTIS z sa 4520430Nmm 2 Msa MES F 4630660 Msa lt Mga Verificato Verifica a taglio 1 Af 3 7580 900 2781122N 43ey y 4 J3 1 1 1 0 F pi L 221320 Casio i 2 2 F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica a d t 1 0 100 77 7 Eu s 0 7000000N boys 1 1 0 7 Eu T Doll 608210N Frsa Fora Verificato 195 Capitolo 5 Verifiche strutturali 196 Conclusioni Conclusioni Verifica a fatica La prima cosa che si osserva scrutando le norme che negli elementi saldati l intervallo di sollec
28. EN 12999 e UNI EN 13001 2 La massa del carico sollevato comprende le masse del carico utile 1 dispositivi di sollevamento e una porzione delle funi e delle catene di sollevamento sospese ecc Per come stata ottenuta la corrisponde alla max_400 Si assunto un comando di sollevamento HD4 considerando un incremento lineare della a partire da un valore minimo nullo fino ad un certo valore massimo Si suppone di azionare il comando di alzata molto rapidamente raggiungendo cos in pochi istanti la massima velocit di sollevamento ottenendo che la velocit o misurata corrisponde a quella massima Come velocit di sollevamento massima considero dunque Vh max_400 4007 Di max Vh max 430 430 Di max con b braccio i esimo del carico rispetto all asse di rotazione della colonna Trattandosi di una verifica da eseguire su una macchina gi in produzione e quindi nota in tutte le sue caratteristiche sia a livello progettuale che in condizioni reali di lavoro che si ha gi un ampia conoscenza sull entit delle sollecitazioni agenti sulle strutture Poich le sollecitazioni maggiori si hanno nella gru_400 risulta superfluo verificare la _430 I risultati sono riportati nella tabella seguente Allestimento biz Vh max 400 Vh 400 Allestimento bi Vh max 400 Vh 400 400 430 m m s m s 400 430 m m s m s PM1sf 12 30 0 763 0 382 6 PM1sf 19 10
29. Verifica fusto biella Verifica a trazione 2 1194500 2 N Verificato A 20 110 mm Verifica a carico di punta a 20mm b 110 mm au J l 1 600 mm de eee s 20 o ma _ 5 77 RENANIA dy 600 104 Pie 5 71 o 6 43 da tab u 2 p 1 12 p 0 5 DASI Ri 0l Scite7 Y Tabelle 8 Knickzahlenwfir Bauteile aus SIE 690 o cM 6 43 N 43 2 Ja A 20 110 mm Jsa lt fna Verificato Verifica orecchie a strappo DE R 2 _ 1194500 2 _ 4594 N A 20 65 mm 187 Capitolo 5 Verifiche strutturali fsa lt fra Verificato Verifica biella corta Materiale StE 690 5700 Dalla UNI CEN TS 13001 3 1 Verifica fusto biella Verifica a carico di punta a 20mm b 170mm lo 1 150 mm b a 2571 Ds xm Ju 1 Prin 7577 o 1 07 da tab F 1227500 10 7 0107 oc Is A 20 120 i fsa lt fna Verificato Verifica perno 0 188 Capitolo 5 Verifiche strutturali Materiale 35NiCrMol6 060 1 26mm a 1 5mm A 2826mm W 21195mm Verifica a flessione _ W f _ 21195 900 Mi 17341363Nmm E AR 1 1 1 0 s a E 15 6183500Nmm Msa lt Mga Verificato Verifica a taglio Af 3 2826 900 1001202N u 3 4 43 11 10 F 1216420 F sa 2 608210N F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica
30. a imak braccio Mp p 8 tg ux 340 420 9 81 1g 5 620N Y Y hi min braccio p amp i tg 340 I 9 81 tg 5 292N di I 1 05 620 641N Lia s Pda 1 05 292 306N Smax ed Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna _ ds Mpo do Q 22 12 340 26 05 420 Xl us h my Q 340 420 x d 22 12m 24 29 cls min 172 Capitolo 5 Verifiche strutturali x d E 641 24 29 17 94 4070Nm f o max cl Saa Ac as ds4 306 22 12 17 94 1279Nm min 4070 1279 N O max O min cs zm foin 19 5 2 w w 143 2 mm 19 5 2s lt 393 6 Verificata 173 Capitolo 5 Verifiche strutturali Resistenza statica La verifica della resistenza sotto sollecitazione quasi statica protegge contro deformazioni eccessive dovute allo snervamento del materiale o allo slittamento di collegamenti a frizione cos come contro la rottura statica di elementi o collegamenti strutturali Le verifiche devono essere fatte per elementi e collegamenti strutturali tenendo conto del pi sfavorevole effetto dei carichi prospetto 10 della EN 13001 2 Le sollecitazioni e forze limiti di progetto devono essere calcolate con e Sollecitazioni limiti di progetto f ra funzione fx O e Forze limiti di progetto F Rd funzione F x y
31. braccio pi robusto resistenza meccanica superiore e stabilizzatori adeguati per evitare rotture Come anticipato poco fa le portate di sollevamento dipendono quindi da 2 elementi quali l ampiezza degli stabilizzatori e la resistenza del materiale La stabilit e definita come la capacit di una gru di resistere al ribaltamento In generale se una gru perde stabilit perch l ampiezza degli stabilizzatori limitata dalla resistenza dei materiali Anche lo sbraccio e il peso della macchina sono fattori che incidono sulla stabilit Per migliorare la sicurezza stato introdotto nel 1996 con il Decreto di Recepimento della Direttiva Macchine l obbligo di installazione del limitatore di momento di carico per le macchine marcate CE Il limitatore di momento di carico blocca le funzioni della gru all approssimarsi delle condizioni critiche di stabilit o strutturali nelle diverse situazioni di lavoro I sistemi adottati dai costruttori consistono di un display grafico che permette all operatore di visualizzare in ogni momento posizione ed entit del carico sollevato e permesso Il limitatore di momento di carico costituito da Display in cabina Sistema anti doppio bloccaggio in punta al braccio Misuratore inclinazione e lunghezza del braccio Trasduttori di pressione sul braccio Unit centrale di processo in cabina dietro al sedile operatore 42 Capitolo 2 Cenni sulle normative ls 0 0 fd
32. condizioni di vento forte 68 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 Carichi eccezionali Carichi di prova sono applicati alla gru in condizioni di servizio La norma prescrive che tale carico di prova sia moltiplicato per un coefficiente calcolato come segue e carico di prova dinamico il carico di prova deve essere almeno il 110 del massimo carico sollevato 0 5 1 1 e carico di prova statico il carico durante la prova deve essere almeno il 125 del massimo sollevato 1 Combinazioni di carico La normativa impone che per la verifica e la resistenza a fatica si devono considerare le combinazioni di carico A con tutti i coefficienti di sicurezza parziale y posti uguali a 1 00 Combinazioni di carico A T Coeff di Categorie dei T a Carichi f 1 sicurezza carichi Al A2 A3 A4 parziale Yp Masse della gru 1 1 di 1 Accelerazione di x de i 2 b 1 gravit impatti Massa del carico sollevato 3 da Esclusi i Masse comandi di 4 regolare 1 00 i d i Accelerazione della gru e sollevamento dai comandi del carico Inclusi i sollevato comandi di 5 5 sollevamento Movimenti 6 1 1 1 1 occasionale non previsti eccezionale forze dovute ad un effetto eccezionale 69 Capitolo 4 Classificazione della macc
33. criteri con cui sono state fatte rispondono ai requisiti del mercato in uno specifico campo di applicazione e sono congruenti con eventuali Direttive Europee che le coinvolgano Esempi di impieghi sono strutturali meccanici pressione trasporto gas acqua ecc Le Direttive Europee invece sono disposti emanati dalla Commissione Europea per specifici settori di applicazione che devono essere recepiti dai singoli Stati Membri nel loro sistema legislativo nazionale Con esse vengono normalmente fissati i requisiti essenziali senza definire nel dettaglio elementi tecnici specifici Quando le norme recepiscono i requisiti essenziali di una Direttiva sono chiamate Norme Armonizzate e gli estremi vengono pubblicati sulla Gazzetta Ufficiale della Comunit Europea I prodotti direttamente interessati devono essere collocati sul mercato solo se congruenti con i requisiti essenziali Una norma entra ufficialmente in vigore quando gli Enti nazionali di Unificazione UNI DIN AFNOR ecc hanno l obbligo di recepire la norma entro 6 mesi dalla data di approvazione del CEN Le norme vengono pubblicate 33 Capitolo 2 Cenni sulle normative in lingua ufficiale della CE inglese francese tedesco ed eventualmente tradotti dai singoli Enti Nazionali come DIN EN xxx UNI EN xxx ecc e sostituiscono la norma nazionale precedente se esistente Le Norme nazionali sostituite vengono ritirate La motivazione dell impiego della norme EN dato dal f
34. del quinto e sesto sfilo lt e della prolunga integrale alla distanza dp dall asse colonna 129 Capitolo 5 Verifiche strutturali dm s6 Mp _14 17 334 19 86 495 d 15 6 334 495 17 58m 0 0 g 1 18 420 9 81 4862N M ax P la ds ds 8935 17 57 12 26 4862 26 05 12 26 114492Nm Ma dy 8935 17 57 12 26 47445Nm M max M v min 1144 m AO m O max O min x fa 22 uan 221 9 28 W 302 1 ap N Ac 393 6 di mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna 17570 20420 ul mso m Q g tg ax 834 495 420 9 81 1g 5 1072N Y Y Mg o 8 te d x 834 495 9 81 tg 5 712N S max 5 sfilo mas Sosfilo 1 05 918 1126N S min 5 sfilo F n i min 5 sfilo 1 05 712 748N max d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna 130 Capitolo 5 Verifiche strutturali Xd ms d9 O _17 57 334 495 26 05 420 _ NA pu mso 334 495 420 dy 17 57 Saa tc 4 1126 20 42 12 26 9188N ds Je 748 17 57 12 26 3972N Mola dx Mss Mas 9188 3972 _ N AO O max Omin 23 3 5 w W 223 7 mm NARA i mm mm Verificata 131 Capit
35. in generale prolunghe integrali P I opportunamente Introduzione inserita nei bracci sfilabili della gru base e collegate al circuito di potenza della macchina Si possono inoltre montare sia sulle gru base che su quelle dotate di prolunghe integrali delle prolunghe manuali regolabili manualmente sempre allo scopo di aumentare lo sbraccio massimo delle macchine Per incrementare la capacit di sollevamento ogni versione delle gru utilizza un sistema oleodinamico azionato elettronicamente detto sistema HPV High Power Velocity che gestendo opportunamente l apertura e la chiusura di valvole del circuito oleodinamico permette un aumento della capacit di carico della gru a fronte per di un aumento del tempo di sollevamento in modo da ridurre l entit degli effetti dinamici durante il sollevamento e l abbassamento del carico Introduzione Questo sistema si attiva in modo automatico al momento in cul si sta sollevando un carico superiore ad una certa soglia tarata in funzione della pressione di esercizio della gru Tale sistema riduce la velocit di sollevamento diminuendo i coefficienti dinamici sulla struttura dovuti ai pesi propri della gru stessa aumentando cos la capacit di carico della gru Tutto questo in quanto le massime sollecitazioni della gru sono una combinazione di due fattori carico Q e peso proprio P moltiplicati per i relativi coefficienti Se un fattore cala l altro pu aumenta
36. max d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna do Q 16 29 597 21 40 900 N 19 36m mg Q 597 900 X X ol dp 16 29m Smin Mi Sus d 1349 19 36 12 26 9578N Sma a ds 538 16 29 12 26 2168N f o min 92 Capitolo 5 Verifiche strutturali Mos Mss _ 9578 2168 _ N AOs O max O min z 33 1 5 W W 223 7 mm Ao 33 1 2A lt AOp 393 6 Bs mm mm Verificata 93 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione Sg 4 braccio sfilabile A 51 8 cm I 6639 I 2250 Wa Wa 374 0 cm Wx 521 9 cm W 281 3 SESS IAA P mas g 1 1 74 86 103 127 133 52 52 52 51 49 9 81 8406N 0 Q g 1 18 900 9 81 10418 94 Capitolo 5 Verifiche strutturali ds HQ do d 8406 15 10 10 17 10418 Lo 10 27 158436Nm M min d 8406 15 10 10 17 41442Nm M M AG oL Gin J v max _ f v min 158436 41442 va 312 8 24 W W 374 0 mm lt AGO 393 6 18 Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna Bs 18480 hi Q g tg o 779 900 9 81 1g 5 1441 z hi min 4 sfilo Ma 8 8 16 z 779 9 81 tg 5 669N la 49 sfilo F
37. max z O min m m psum 2015 190 1 W W 46 8 mm Ag 303 6 mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna s j Fyi Mpa 8 t8 mx 57 420 9 81 tg 5 409N Frimin4esfilo 4 87 tg A rax 57 9 81 tg 5 49N S max fto Fax seio 1 05409 429N S nin isl Fi in dosi 1 09 49 51N Smx ed Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna d 46 Xol Sis Q Q 25 10 57 26 05 420 25 04m Smax my Q 57 420 X dp 25 10m S min Saec x d 429 25 94 24 22 738Nm f o max S nin xil dy 51 25 10 24 22 45Nm M M O max O nin fo tra N pumit Ds 58 14 8 W w 66 3 mm 214 8 lt Aa 393 6 mm mm Verificata 162 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S 7 3 braccio sfilabile 1 i 17 5 cm I 562 6 I 231 3 m W 64 7 cm N 4 We 93 0 cm SN P lt W 50 2 91 e Azioni sul piano verticale Asse colonna Maaa 32 41 25 23 121 P Maga 8 1 1 121 9 81 1306N Q Q g 1 18 420 9 81 4862 Pd 7d Qd 4 1306 24 05 22 57 4862 26
38. mostrano i principali componenti strutturali della gru che fanno parte dello studio progettuale in una generica configurazione di lavoro Le possibili configurazioni di lavoro assunte dai bracci per compiere il lavoro di sollevamento e spostamento dei pesi sono infinite e si analizzano quelle che per esperienza danno le maggiori sollecitazioni strutturali La figura seguente mostra invece la gru in configurazione riposo ovvero completamente chiusa e occupante il minimo ingombro Introduzione Schema di una gru I eruppi principali che compongono una ru sono quattro 1 il basamento 2 la colonna 3 il braccio principale 4 il braccio secondario ed il gruppo sfili Il basamento il telaio della macchina attraverso un bilanciere si va ad ancorare al telaio dell autocarro sul quale fissato Introduzione Il basamento a sua volta composto da due sottoinsiemi il gruppo traverse e il castello o gruppo rotazione All interno del gruppo traverse scorrono dei bracci alle cui estremit sono presenti i piedi dispositivi atti a conferire una maggiore stabilit alla macchina durante le operazioni di carico semplicemente aumentando l area della base d appoggio Introduzione Il castello invece un collegamento tra il gruppo traverse e la colonna e su di esso si impegna il bilanciere ovvero un sistema a 1gdl una rotazione in grado recuperare ed assorbire le eventuali tensioni torsionali indotte sul telaio d
39. ns ds 1170 6 84 0 67 8763Nm M 166 10 ono ru c ex _ 33166 8763 10 aa id 2 s A 2 5 A 2 6 71568 mm 7 284 s 393 6 mm mm Verificata 122 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione B B 290 P 103 3 cm I 15798 cm I 15080 cm W 785 9 cm W 652 8 cm W 3 877 6 cm W 4 999 8 cm W 1040 0 cm 56190 5 mm sollecitazioni sono le stesse viste sezione T Q Azioni sul piano verticale Asse colonna 6840 C Ne c 18920 P z21204N Q z10418N tds Qo d E 21204 6 84 0 69 10418 18 92 0 69 3639631Nm 123 Capitolo 5 Verifiche strutturali Pp 45 21204 6 84 0 69 159666Nm M max M v min U 1 fms _ 363963 159666 0 W W 652 8 mm AO 312 9 lt 393 6 de mm mm Verificata Azioni sul piano laterale Asse colonna 490 502 i EDEN Si presentano le stesse sollecitazioni che quando il braccio principale era sull orizzontale generavano la torsione dovuta all inzancatura 1415Nm M 5 tmin 963Nm Kreis L m din SEK W W 1040 0 mm 0 43 2 2 Ac 393 6 A Verificata Azioni torsionali 124 Capitolo 5 Verifiche strutturali
40. progetto corrispondente In caso di stati di sollecitazione piani bisogna in pi dimostrare che 2 2 2 Osa 5 OsaxXOsa ji Tsa J lt 11 dius fna Ja fna dove x y indicano le direzioni ortogonali delle sollecitazioni Stati spaziali di sollecitazione possono essere ridotti allo stato piano di sollecitazione pi sfavorevole Collegamenti con perni I collegamenti con perni sono considerati come collegamenti che permettono la rotazione delle parti collegate Forze limiti di progetto nei perni 175 Capitolo 5 Verifiche strutturali Il perno di un collegamento con perno deve essere progettato tenendo conto della flessione del taglio e della pressione specifica La norma assume il seguente schema semplificato Per i perni si deve tenere conto dei seguenti carichi limiti di progetto Momento flettente limite di progetto Y gp M ra CON yg Ysp dove Wa il modulo elastico della sezione del perno lo snervamento valore nominale del materiale del perno il coefficiente di resistenza specifica per il momento flettente dei collegamenti con perni 1 0 Forza limite di taglio di progetto per piano di taglio per perni prot Ae ME u 43 y y con Kio Vm Ksp dove 4 MINA EET per perni pieni 4 laya T H Xx per perni forati 3 Ty per P D dove 0 D il diametro interno del perno 11 diametro esterno del p
41. stata svolta solo per i casi di carico H e per un numero di cicli di sollecitazione al di sopra di 2 10 sia per il materiale base che per gli organi di collegamento Come anticipato le tensioni ammissibili sono uguali per ogni gruppo di sollecitazione e dipendono sia dalla famiglia di tensioni sia dal numero dei cicli di sollecitazione Sono stabilite in funzione dei tipi acciai di sollecitazione dei casi di intaglio e dei rapporti delle tensioni limite y Il rapporto delle tensioni limite si calcola con le formule X Omin Omax OppUre X Tmin Tmax CON y 1 1 Il valore oscilla a seconda del segno delle sollecitazioni limite nel campo alternato y 1 0 e nel campo pulsante y 0 1 Le tensioni superiori ammissibili nelle diverse condizioni di carico sia per le sollecitazioni normale e tangenziale negli elementi costruttivi e nei cordoni di 50 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN saldatura sono ricavabili in funzione dei valori base delle tensioni ammissibili O a dal rapporto delle tensioni limite 7 1 Le sollecitazioni ammissibili corrispondono alle sollecitazioni tollerabili con 90 di probabilit di assenza di rotture Le tensioni superiori ammissibili nel caso di valori di y 1 sono ricavabili mediante le relazioni riportate nella tabella 18 e nella figura 9 della norma DIN 15018 campo alternato 1 lt y lt 0 5 trazione Op A acu D 2y
42. 05 22 57 18853Nm d 1906 24 05 22 57 2 1933Nm M M n W W 64 7 mm x 163 Capitolo 5 Verifiche strutturali N 2 mm 2471 lt 393 6 mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna 25600 ul 4 msi g te z 121 420 9 81 tg 5 464 Y Y 8 18 aax 121 9 81 1g 5 104N hi min 3 sfilo Sss hF 1 05 464 2487N hi max 3 sfilo S min 3 sfio F n nin yio 105 104 110N Sma ed Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna d Mpg f dy Q _ 24 05 121 26 05 420 x alsm Mpiga Q 121 420 25 60m X d 25 10m cls min Sw X ds 487 25 60 22 57 1476Nm Sus Xol d 51 24 05 22 57 163Nm f o max f o min M Mi i 1476 163 N Ac OV E LL fem 26 2 W W 50 2 mm y y 164 Capitolo 5 Verifiche strutturali 262 lt Ao 393 6 mm mm Verificata 165 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S46 2 braccio sfilabile 1 id 2 R N 2 J 25 3 cm 4 _ 4 S i 1085 0 cm j I 452 1 cm W 107 4 cm H 5 xl d Wo 153 9 c
43. 12999 La norma europea UNI EN 12999 Apparecchi di sollevamento Gru caricatrici specifica i requisiti minimi per la progettazione il calcolo le verifiche e le prove delle gru caricatrici idrauliche ed il loro montaggio su autoveicoli o su fondazioni statiche La presente norma non applicabile alle gru utilizzate a bordo di navi o strutture galleggianti ed alle gru per autocarro con gruppo bracci articolato progettate come parte integrale di apparecchiature speciali come macchine per l esbosco di legname minuto Non tratta 1 pericoli correlati con il sollevamento di persone e si applica a gru per autocarro comprese le gru per la movimentazione di legname fabbricate dopo la data di approvazione della presente norma da parte del CEN e gru per autocarro gru Gru a motore comprendente una colonna che ruota intorno ad una base ed un gruppo bracci che applicato alla sommit della colonna La gru montata di regola su un veicolo eventualmente su un rimorchio ed progettata per caricare e scaricare il veicolo e articolato Movimento degli elementi del braccio che ruotano intorno ad un giunto con perno e base Alloggiamento comprendente punti di ancoraggio e supporti per la colonna girevole e braccio Elemento strutturale nel gruppo bracci della gru per autocarro 209 Appendice A UNI EN 12999 e sfilo idraulico Parte del braccio in grado di eseguire un movimento telescopico a comando idraulico per variare la su
44. 2 1 28 lt Ac 393 6 m mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale 16480 ul h F Y moss Q g tg d ax 1160 900 9 81 tg 5 1768N hi max 2 sfilo Y himin zsfio Moss 818 Q max 1160 9 81 g 5 956N s Facio 1 05 1768 1856N S min 2 sfito s F min 2 filo 1 05 956 1004N S ma d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna _ dp mo do Q _12 66 1160 21 40 900 Xel 16 48m ii m Q 1160 4 900 de 12 66m 5m 7 ds 1856 1648 6 18 19117 s Smin ds 1004 12 66 6 18 6506 101 Capitolo 5 Verifiche strutturali M M 19117 O max nin I fom 2 HO 30 3 W W 416 0 mm Ao 303 5 siae mm mm Verificata 102 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione Ss 1 braccio sfilabile 79 I 16905 cm I 6216 cm W W 739 5 cm W 1072 W 575 5 cm Azioni sul piano verticale Asse colonna 74 86 103 127 133 134 142 175 P Mag 8 1 1 9 81 14976N 52 52 52 51 49 53 52 50 Q Q g 1 18 900 9 81210418N M as P la _ ds _ ds 14496 11 41 4 32 10418 21 40 4 32 283907 Nm 103 Capitolo 5 Verifiche strutturali d 1
45. 4496 11 41 4 32 105907Nm M _ o ou tomm PM pasas _ 287907 105967 _ 0 6 nt W W 739 5 mm 240 6 lt Ac 393 6 mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale mia Q g tg o 1385 900 9 81 1g 5 1961N hi max 1 sfilo Y Mas 8 18 dx 1385 9 81 tg 5 1189N hi min 1 sfilo S max 1 sfilo i Fi i max1 sfilo 1 05 1961 2059N S min i sfilo Q F ui min 1 sfilo 1 05 1189 1248N max d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna EL 000 _11 41 1385 21 40 900 TNR m Q 1385 900 15 34m X de 11 41m Smin Sma X les ds 2059 15 34 4 32 22690N M jus Swa ds 1248 11 41 4 32 8848N f o min 104 Capitolo 5 Verifiche strutturali Misa _ M famin 22600 8848 _ 4 Ora 24 1 2 W W 575 5 mm o 2041 Ag 5936 7 mm mm Verificata 105 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S4 braccio secondario A 85 6 I 2 21377 cm I 8050 cm W Wa 867 2 W 1195 cm W 682 2 cm Azioni sul piano verticale Asse colonna M 2nd 1 8 74 86 103 127 133 134 142 175 370 m amp L1 9 81 ve HE 52 52 52 51 49 53 52 50 210 21204N Q 0 Q g 21 18 900 9
46. 495 dp mo 896 495 13 93m Q d Q g 1 18 420 9 81z 4862N M use Pd 45 Qd dy 15010 13 93 6 18 4862 26 05 6 18 212935Nm Maa d 15010 13 93 6 18 116328Nm M Miss z Kat E Gg ass P 212935 116328 177 9 2A W W 542 9 mm 177 9 2n S Aog 393 6 28 Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna 13930 16740 S F Y Mam siio Moso mp Q g t8 amx 896 495 420 9 81 tg 5 1554N Y hi min 2 sfilo T mo mp 8 g z 896 495 9 81 18 5 1194N Sasso rsio 1 051554 1632N 139 Capitolo 5 Verifiche strutturali S sin sio pio 105 1194 1254N max ed S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna _ dp Moso m do Q _ 13 93 896 495 26 05 420 X al ol m m Q 896 495 420 16 74m X de 13 93m Smi Sms 7 ds 7 1632 16 74 6 18 17234N S uin xil d 1254 13 95 6 18 9744N f o min AG O max O nin Somax m pm Less 85 18 0 W W 416 0 10 mm eique mm mm Verificata 140 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione Ss 1 braccio sfilabile A 79 0 cm I 16905 0 cm L 6216 0 cm W gt W 739 5 cm W 1072 0 W 575
47. 60 60 In una sfilata completa il braccio principale compie una rotazione sul piano verticale da 47 sotto l orizzontale a 81 sopra per un totale di a 128 spazzati pari a 2 23 rad La velocit angolare di sollevamento risulta quindi 2 23 Oteorica_400 319 0 07 rad s Si misurato sperimentalmente che per andare dall orizzontale 77 1 34 rad sopra col carico applicato occorrono 21 5 s da cui 1 34 reale 400 215 0 062 rad s La riduzione di velocit rispetto al caso teorico dovuta alla presenza di valvole al calo di rendimento volumetrico della pompa e alla diminuzione del numero di giri del motore Nell impianto idraulico inserita una valvola che mette a scarico una portata di olio al crescere della pressione nei pistoni principale secondario o articolazione della prolunga integrale Nella _430 quando la pressione raggiunge l 80 della massima viene messa a scarico il 75 della portata In questa condizione il tempo di sollevamento diventa quattro volte superiore Nella 400 lo scarico di olio molto inferiore e risulta trascurabile Rispetto alla 400 la 430 caratterizzata da portate e pressioni indotte superiori Come tempo di sollevamento si considera dunque 21 5s per la _400 e 86s per la 430 La gru viene chiamata 400 con velocit di sollevamento normale e _430 con velocit di sollevamento ridotta 61 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI
48. 7 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN In caso di sollecitazioni puramente tangenziali si considera direttamente TS 3 Classificazione della gru e dei carichi La DIN 15018 considera le gru 400 e 430 appartenenti alla classe di sollevamento H1 la quale indica il tipo di ciclo di carico a fatica in funzione del dimensionamento del sistema Sia le gru nelle versioni base che la prolunga integrale appartengono al gruppo di sollecitazione B3 dipendente dal numero di cicli a fatica considerati nella vita utile della macchina Fanno eccezione gli organi stabilizzatori considerati appartenenti al gruppo B2 poich sollecitati a un numero di cicli di carico molto inferiori del resto della macchina poich quando la gru lavora lateralmente all autocarro vengono sollecitati solo gli organi stabilizzatori posti su quel lato mentre quelli sul lato opposto risultano scarichi Questa classificazione serve a determinare la tensione ammissibile a fatica per i materiali impiegati nei vari elementi che costituiscono la macchina I carichi agenti sugli sfili della gru vengono suddivisi dalla stessa normativa in tre macro categorie 1 Carichi eccezionali sono dovuti ai pesi propri degli elementi della macchina al carico sollevato alle azioni inerziali e centrifughe conseguenti al moto delle parti 2 Carichi complementari sono quelli causati dall azione del vento 3 Carichi eccezionali sono di fatto 1 carichi m
49. 8 1 18 fino alla 400 6 J4 1 05 0 17 0 664 1 16 perle 400 7 e 400 8 gt 7 ed 8 sfilo Sono state assegnate portate differenziate a seconda che si utilizzi o meno il verricello per tener conto anche dei tiri della fune che vanno a gravare sulle strutture di sfili della gru e degli steli dei pistoni di sfilamento Inizialmente sono state calcolate le sollecitazioni nella gru 400 senza verricello 63 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 Le portate sono tali che la _430 senza verricello e le _400 e _430 con verricello diano sollecitazioni in tutta la gru non superiori a quelle della _400 con gancio Verificata la gru_400 la verifica della _430 risulta superflua Rilascio improvviso di una parte del carico sollevato non previsto Carichi causati dallo spostamento su superfici irregolari non previsto Carichi causati dall accelerazione dei comandi Gli effetti inerziali agenti verticalmente sul carico sollevato sono gi stati considerati nel precedente paragrafo pertanto si vanno a considerare solamente quelli agenti sul piano orizzontale Si considera il carico lordo applicato immediatamente sotto al gancio questa la situazione pi gravosa poich non si considerano eventuali smorzamenti delle azioni inerziali prodotte dai sistemi di aggancio del carico es funi catene ecc Si distinguono le accelerazioni in direzione verticale e quelle in orizzo
50. 81210418N M as P dy ds d 21204 9 09 2 88 10418 21 40 2 88 324618Nm M min Pd d 21204 9 09 2 88 2131677 Nm f v min 106 Capitolo 5 Verifiche strutturali M 0 Gi Lerro Pp _ 324618 131677 _ 222 5 X W W 867 2 mm 222 5 B lt AO 393 6 A mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Q g tg e 1965 900 9 81 1 5 2459N hi max 2 F ay 818 Cnn 1965 9 81 1 5 1686N Suo gi F ya 71 05 2459 2582N Sino 1 05 1686 1170N i min 2 S max d Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna L dear do Q _9 09 1965 21 40 900 1 94m Slim Q 1965 900 X d 9 09 Gls min Miss Swa 7 ds 7 2582 12 96 2 88 28748N M jin Smin x T d 1170 0 09 2 88 7266N 107 Capitolo 5 Verifiche strutturali M M 28748 72 O max ts O nin ma 90 3 5 de W W 682 2 mm 31 5 N lt 393 6 mm mm Verificata 108 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S braccio principale In questo elemento le sezioni critiche sono due come mostrato in figura e sono quelle in cui i rinforzi saldati sono minori o assenti Asse colonna 652 1482 Le con
51. 91 900 tata 1 1 1 0 R l R l M sax Pa brath a S 8e SIMO a ma LSU T1 1 3199190Nmm My 92938090Nmm 2 2 2 DM S x r DT z 4677010Nmm Rs Ru Me a 02 M 5666501Nmm Msa lt Mra Verificato Verifica a taglio 1 Af 3 8650 900 v Ri 3065965N u 43 y Y 4 3 1 1 1 0 _ F 973980 S idi 486990N F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica __a d t f 1 0 105 71 700 F Y Yo 1 1 0 7 6777272N R 1036353 2 518177N Fosa lt Fora Verificato 185 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica del biellismo principale PERNO 1 PERNO 4 N BIELLA CORTA BIELLA LUNGA PERNO 2 PERNO 0 Sulla biella corta agisce una forza massima di compressione pari a R 1227500N F Sulla biella lunga una forza di trazione F R 21194500N max trazione ed una forza massima di compressione pari F 29413N Verifica biella lunga 60 H8 n 2 fori ZONA DI MARCATURA NUMERO DI RINTRACCIABILITA 600 02 790 i Materiale StE 885 S900 MC EN 10149 2 186 Capitolo 5 Verifiche strutturali A favore di sicurezza prendo S690 Dalla UNI CEN TS 13001 3 1 f 627 gt mm
52. ALMA MATER STUDIORUM UNIVERSITA DI BOLOGNA SECONDA FACOLTA DI INGEGNERIA CON SEDE A CESENA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA Classe LM 33 Sede di Forli TESI DI LAUREA In S S D ING IND 14 Progettazione e costruzione di macchine VERIFICA SECONDO NORME UNI EN DELLA RESISTENZA STATICA E DINAMICA DELLE GRU MODELLO 400 E 430 PER AUTOCARRO Candidato Relatore MARTINI CESARE Prof Ing DAL RE VINCENZO Correlatore Ing BARLOTTI GIANCARLO Anno Accademico 2011 2012 Sessione I Alla mia famiglia Introduzione Introduzione Copma2000 un azienda presente da oltre 40 anni nel settore della progettazione e realizzazione di gru idrauliche per camion autocarri ed applicazioni marine compresi una vasta gamma di accessori atti a soddisfare ogni esigenza Sono presenti oltre venti modelli di gru polivalenti disponibili in versioni con bracci corti e lunghi accessoriati con jib verricelli radiocomandi e navicelle Le macchine utilizzate per il sollevamento e lo spostamento di carichi rilevanti trovano una larghissima diffusione in numerosi settori in particolar modo nell edilizia nel trasporto di carichi rilevanti e pi in generale in tutti quei campi dove si rende necessaria la movimentazione in loco del carico trasportato Il binomio gru di sollevamento autocarro industriale ben si sposa con la versatilit nella movimentazione della gru stessa Risulta ovvio che questa tipologia di macchine
53. I pericoli da tenere in considerazione includono la possibilit di intrappolamento schiacciamento taglio con attrezzi e utensili con bordi e spigoli vivi della macchina o con dei materiali lavorati Occorre inoltre considerare altri fattori quali stabilit della macchina rumore vibrazioni emissione di sostanze tossiche o fumi radiazioni superfici calde agenti chimici o velocit elevate Questa fase deve includere tutti i rischi riscontrabili durante il ciclo di vita di una macchina compresa la costruzione l installazione e lo smaltimento Qui di seguito si forniscono alcuni esempi di rischi tipici o Chi pu subire lesioni o danni conseguenti ai rischi identificati e quando Chi interagisce con la macchina quando e perch Di nuovo si consiglia di verificare l uso scorretto ragionevolmente prevedibile compresa la possibilit di utilizzo di una macchina da parte di personale inesperto non solo gli operatori ma anche il personale addetto alle pulizie alla sicurezza o il pubblico o Stabilire un ordine di priorit in base dalla gravit del rischio La stima dei rischi pu essere valutata considerando il danno potenziale che potrebbe derivare dal rischio in base all esposizione al rischio stesso e il numero di persone esposte al pericolo Resta comunque difficile stimare il danno potenziale ammettendo sempre la possibilit che qualsiasi incidente possa portare a danni con effetti irreversibili Tuttavia anche nella maggio
54. O MECCANICA DI CONTROLLO DIFORNITURA E QUINDI DI FUNZIONALITA PER L USO APPLICAZIONE PREVISTO CONTENGONO LE PRESCRIZIONI PER IL SODDISFACIMENTO DEI REQUISITI ESSENZIALI RECEPITE DA TUTTI I PAESI DELLA COMUNITA I materiali che possono essere utilizzati sono quelli conformi a e Norme ENarmonizzate e Materiali sottoposti a Benestare Tecnico Europeo Il Benestare tecnico europeo una valutazione d idoneit di un prodotto per l impiego previsto fondata sulla corrispondenza ai requisiti essenziali rilasciato da un Organismo competente a livello europeo notificato su richiesta del fabbricante o del suo mandatario stabilito nella Comunit E necessario anche il marchio CE che identifica i prodotti conformi alla CPD e che si accompagna alla normale certificazione di fabbrica L applicazione del marchio CE responsabilit del fabbricante Il marchio CE deve essere apposto dal fabbricante su un etichetta apposta sul prodotto e sui documenti commerciali di accompagnamento Di fatto rende riconoscibili i prodotti idonei conformi alla CPD e che solo cosi possono essere immessi sul mercato Tale marchio consiste nel simbolo CE accompagnato dal nome o dal marchio del produttore e se del caso da indicazioni atte a identificare le caratteristiche del prodotto in funzione delle specifiche tecniche La CPD construction products e la Direttiva Europea che armonizza le disposizioni legislative reg
55. P m myp g 1 1 1674 174 495 9 81 25283N d Mora dy Ma _7 66 1674 174 19 86 495 d 10 24 1674 174 495 1 18 420 9 81 4862N M v max P dp B ds Q a n ds 25283 10 24 1 48 4862 26 05 1 48 340938Nm ds 25283 10 24 1 48 221479Nm M 2 Ao Gi cou 340938 221479 _ 303 N W W 518 8 mm 230 3 2 lt AO pa 393 6 2i mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale 148 Capitolo 5 Verifiche strutturali Asse colonna 10240 12640 Fia or m O 8 18 Conax 0674 174 495 420 9 81 19 5 2371N Finita my 818 Cru 0674 174 495 9 81 18 5 2011N Sata Fu 1 05 2371 2490N Sminia F 1 05 2011 2112 i min 1 Saa d Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna _ dp ma My do Q 1024 1674 174 495 4 26 05 420 5 max m Q 1674 174 4 495 420 fot 12 64m G X dp 10 24m S min Swa Xo ds 2490 12 64 1 48 27788N Swa 05 2011 10 24 1 48 18501N Moss Mia n cau o Mem Man _ 27188 18501 n N W W 694 0 mm 13 4 lt Acu 393 65 mm mm Verificata Azioni torsionali 149 Capitolo 5 Verifiche strutturali Asse colonna M max Mpacco_ bracci p
56. Q 18 94 264 21 40 900 X abs cl m 264 900 20 84 Xo d 18 94m Smin Sms ds J 1049 20 84 16 74 4301N Smin 7 ds J 238 18 49 16 74 417N M M E AG O max O nin 2 fo max E 33 8 2 W W 115 1 mm 33 8 lt Ao 393 6 A mm mm Verificata 87 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione So 6 braccio sfilabile 35 cm 2998 I 2 921 8 cm W W 22053 W 290 2 cm W 148 6 cm Azioni sul piano verticale Asse colonna P 2 mq g 21 1 861034127 4524 524 52 9 812 4521N O 0 g 1 18 900 9 81 10418N P dp 04 4521 17 62 14 46 10418 21 40 14 46 86587Nm M P d dy 4521 17 62 14 46 14286Nm J v min 88 Capitolo 5 Verifiche strutturali M M AG O Lerma _ 86587 14286 _ 352 2 im W W 205 3 mm N lt 393 6 352 2 2 mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna 20200 Y m Q g tg dax 419 900 9 81 1g 5 1132N hi max 6 sfilo Y hi min 6 sfilo 6 8 8 18 d rax 419 9 81 g 5 360N S max 6 filo F iex 6 sfilo 1 05 1132 1189N S min 6 sfito Q min esio 1 05 360 378N S ma d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze d
57. S max braccio A E F 1 himax braccio 2 1 05 2222 2333N S nin braccio 2 d F 1 05 1862 1955N 2 d i min braccio_2 145 Capitolo 5 Verifiche strutturali max ed S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna 12 97m E dp m fm dy Q 10 44 1674 495 26 05 420 S Ama Q 1674 495 420 Inu np Xol dp 10 44m S min M porn S a Xel usd 2333 1297 2 88 23540N Sin 7 ds 1955 10 44 2 88 14780N M M x O max Omin px sI 12 8 S W W 682 2 mm Ac 7128 Ag 393 6 mm mm Verificata 146 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S braccio principale Asse colonna 652 1482 Verifica della sezione A A 290 A 72 36 cm I 8873 cm I 10064 cm W 561 5 cm W 518 8 cm W 652 4 cm Wa 727 2 cm W 694 0 Valgono le stesse considerazioni effettuate per la verifica della gru base 400 8 sia per le masse sia per le distanze dei baricentri dall asse colonna Si ottiene 147 Capitolo 5 Verifiche strutturali 522kg m 1 braccio martinetto 174kg m m utile A 3 1 braccio martinetto Azioni sul piano verticale Asse colonna 26050
58. Verifica a pressione specifica dt f _1 60 24 700 Macs 1 1 0 7 Bu 1309090N _ F _ 973890 2 F s4 486945N Fpsa lt Fora Verificato Verifica perno 3 Materiale 35NiCrMo16 70 180 Capitolo 5 Verifiche strutturali 1 28mm a lmm A 3846mm W 233565mm Verifica a flessione W fy 33565 900 _ 77536727Nmm Vito 1 1 1 0 F 1614710 2 3 M 2 Tu t 8342668Nmm 4 7 Msa lt Mga Verificato Verifica a taglio 1 Af 3 3846 900 UN T 1362526N 43 y y 4 43 1 1 10 pF _ 1614710 as 807355N F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica a d t f 1 70 28 700 atis 1 1 0 7 1781818N 1617410 sa um 2 807355N Fpsa lt Fora Verificato Verifica perno 4 Materiale 35NiCrMo16 60 181 Capitolo 5 Verifiche strutturali 1 20mm a 2mm A 2826mm W 21195mm Verifica a flessione i _ W f _ 21195 900 1 1 1 0 Mae Da aussi Sd 2 3 2 3 17341363Nmm Msa lt Mra Verificato Verifica a taglio pal f 3 2826 90 Ll 1001202N 43 y Y 4 3 1 1 1 0 p _ _ 1049870 Te 524935N F sa lt Fvra Verificato Verifica a pressione specifica a d t f 1 60 20 700 Va Ysp 1 1 0 7 F pa 1090909 R 1049870 2 524935N Fb sa lt Fora Verificato Verifica perno 1 Le forze che agiscono sul perno 1 sono
59. a 28091 105967 1873 2 W 126 5 e lt Ao A i mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna La 21270 lu F hi max 8 sfilo 9 S t8 126 900 9 81 tg 5 881N zu zu rimin sesfilo Pg 8 18 0 126 9 81 tg 5 amp 108N ln max sessio Ps Fhimax 8osfito 1 05 881 925N S min s sfito F hi min 8 sfilo 1 05 108 113N max d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna 83 Capitolo 5 Verifiche strutturali ds mg do Q 20 33 126 21 40 900 X 2127m Smax m 126 900 de 20 33 Sa Xo ds 925 21 27 19 09 2017N Sois cla ds 113 20 33 19 09 140N M M SA AG PE O max O min fox 22 200 9 21 9 De W W 85 8 mm 21 9 2 lt Ao 393 6 2 mm mm Verificata Si precisa che per il calcolo delle sollecitazioni in questa come nelle verifiche seguenti l effetto del taglio non stato considerato in quanto genera tensioni al pi nell ordine di qualche newton pertanto trascurabile 84 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione 7 braccio sfilabile A 31 1 cm I 2143 I 622 em W Wa 163 5 cm W 225 8 cm W 115 1 cm
60. a gru aumentare le dimensioni delle sezioni resistenti Essendo per la gru il risultato di un progetto che ha cercato come gi accennato precedentemente di minimizzare gli ingombri e il peso proprio agire sulle sezioni significa necessariamente andare ad influire negativamente su di una delle caratteristiche peculiari della macchina Bisogna quindi apportare sostanziali modifiche alla struttura della macchina con tutto ci che ne consegue costi compresi oppure declassare la gru ad una capacit di carico inferiore Un altro aspetto su cui vale la pena soffermarsi il come le sollecitazioni agenti su diversi piani vengono trattate ovvero in modo indipendente le une dalle altre 198 Conclusioni Non infatti rara la presenza di sollecitazioni su pi piani la cui composizione pu provocare il cedimento della struttura Trattandoli separatamente invece il limite imposto dalla geometria e dal materiale pu risultare ancora lontano Dalla verifica secondo la nuova normativa ne discende che la gru si trova ad avere delle sezioni abbondantemente sovradimensionate ed altre che la cui sezione non sufficientemente elevata da sostenere il carico imposto Tuttavia la sezione che non risulta essere verificata la S54 del braccio principale nella configurazione base a 8 sfili Su questa si possono per fare delle considerazioni importanti per agevolare il calcolo non stata considerata l area della sezione dei cordoni di salda
61. a lunghezza e prolunga manuale Parte del braccio che pu essere estesa o retratta manualmente e gruppo bracci Sistema completo composto da sfili idraulici prolunghe manuali e cilindri e colonna Elemento strutturale che sostiene il gruppo bracci e sistema di comando Interfaccia tra le leve di comando e gli attuatori che effettuano i movimenti della gru per autocarro e stazione di comando Postazione dalla quale possibile comandare la gru per autocarro e zona pericolosa Qualunque zona all interno e o in prossimit di una gru nella quale una persona esposta a rischio di lesioni o danni alla salute pesi propri Forze dovute alla massa delle parti fisse e mobili della gru le quali agiscono permanentemente sulla struttura durante l utilizzo della gru e pressione dinamica Pressione in un componente del circuito idraulico o in parte del circuito idraulico determinata da forze dinamiche sugli attuatori durante la movimentazione del carico e accessori di presa permanenti Apparecchiatura con la quale il carico utile pu essere sospeso e che installata direttamente sulla testa del braccio come parte integrante della gru Essa comprende per esempio ganci e benne e valvola di blocco sensibile al flusso Valvola che arresta il flusso quando viene superato un livello prefissato di caduta di pressione e carico lordo Somma delle masse di carico utile accessori di presa e qualora applicabile una parte della fune e
62. aggiorati impiegati in fase di collaudo Carichi eccezionali In questa tipologia di carico rientrano 48 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN o momenti flettenti verticali generati dal peso proprio e dal carico sollevato con le annesse azioni inerziali poich 1 rispettivi punti d applicazione sono distanti dall asse colonna o momenti flettenti orizzontali generati dall inerzia indotta dalla rotazione del tubo colonna o forze centrifughe anch esse dovute alla rotazione sul piano orizzontale della colonna ma di entit trascurabile in relazione agli altri carichi agenti Per tenere conto dell effetto aggravante delle inerzie la norma impone di moltiplicare i vari carichi per dei coefficienti maggiorativi dipendenti dalla velocit angolare delle rotazioni sui diversi piani dalla velocit di sollevamento del carico Carichi complementari Nella verifica delle gru _400 e _430 sono state trascurate poich la macchina di media taglia e inadatta a funzionare in condizioni di vento forte Per il calcolo di tali azioni si fa comunque riferimento alla pressione dinamica i z lt km che la massima velocit ammessa per il vento nel caso specifico 40 PE 11 1 x esercita sulla superficie convenzionale del carico da sollevare assunta pari a S 1 2 m tonn con un minimo di 2 m L azione del vento sulla gru risulta minima e comunque vietata in presenza di s m km vento con ve
63. al momento e a costi ragionevoli tenuto conto del costo totale della categoria di macchine in questione e della necessaria riduzione del rischio I fabbricanti di macchine non sono tenuti ad adottare soluzioni tecniche che siano ancora in fase di ricerca o mezzi tecnici non comunemente disponibili sul mercato D altro canto essi devono tener conto del progresso tecnico e adottare le soluzioni tecniche pi efficaci e adeguate alla macchina in questione quando queste sono disponibili a costi ragionevoli Lo stato dell arte amp pertanto un concetto dinamico esso evolve quando diventano disponibili mezzi tecnici pi efficaci o quando diminuisce il relativo costo Pertanto una soluzione tecnica che si considera soddisfi 1 requisiti essenziali di sicurezza e di tutela della salute della direttiva in un dato momento pu essere considerata inadeguata successivamente nel caso si registrino degli sviluppi nello stato dell arte Le norme armonizzate forniscono le specifiche tecniche che consentono ai fabbricanti di macchine di conformarsi ai requisiti essenziali di sicurezza e di tutela della salute 37 Capitolo 2 Cenni sulle normative Poich le norme armonizzate sono sviluppate e adottate sulla base del consenso fra le parti interessate le loro specifiche danno una buona indicazione dello stato dell arte al momento della loro adozione L evoluzione dello stato dell arte si riflette nelle modifiche o revisioni successive delle no
64. amente agenti la gru risulta essere verificata Verifica statica A differenza della precedente in questa verifica oltre all ampiezza della sezione e al modulo di resistenza si tiene conto sia del tipo di materiale sia della composizione delle sollecitazioni qualora agiscano su diversi piani Secondo la normativa il limite non pi posto sulla tensione ammissibile la classica Gamm ma sulla tensione che la genera Ai fini della verifica 1i due metodi sono equivalenti ma porre il limite su una sollecitazione permette di visualizzare in maniera diretta la variazione di carichi che possibile apportare mantenendosi all interno del limite di sicurezza Per spiegare meglio questo concetto si fa un piccolo esempio numerico 200 Conclusioni Si supponga di avere una sollecitazione di calcolo di 300N mm ed una sollecitazione ammissibile di 400N mm Capire da una tensione di quanto si pu aumentare la sollecitazione o le sollecitazioni che la genera prima di arrivare al limite tutt altro che intuitivo poich bisogna tener conto anche della resistenza offerta dal materiale e dalla geometria Se al contrario si ha una sollecitazione limite di 40Nm ed una di progetto di 30Nm immediato vedere che si pu aumentare la coppia di altri 10Nm pur rimanendo nel campo della sicurezza A seguito dei risultati ottenuti nella presente tesi l azienda Copma2000 ha deciso di utilizzare la stessa struttura apportando le do
65. apidi o Barriere fotoelettriche di sicurezza per il rilevamento degli accessi alle zone pericolose Rilevamento dita mani o corpo capacit di rilevamento fino a 14mm fino a 30mm e oltre 30mm Le barriere fotoelettriche di sicurezza vengono utilizzate generalmente nelle applicazioni di movimentazione materiali confezionamento e imballaggio nastri trasportatori immagazzinaggio ecc Le barriere sono sensori di presenza fotoelettrici concepiti specificatamente per proteggere il personale dai movimenti pericolosi delle macchine Sono perfette per le applicazioni in cui il personale necessita di accedere frequentemente a un punto di lavoro pericoloso L assenza di porte o schermi di protezione facilita l accesso riducendo i tempi necessari alle operazioni di carico ispezione o regolazione pur garantendo un livello di sicurezza ottimale e un elevata produttivit o Tappeti di sicurezza sensibili alla pressione Rilevamento avvicinamento o stazionamento nell area pericolosa I tappeti o pedane sensibili alla pressione sono spesso usati davanti o intorno ad un area con macchine o robot potenzialmente pericolosi Servono a proteggere l area intorno alla macchina impedendo movimenti pericolosi se l operatore si avvicina dalla zona pericolosa Sono concepiti per garantire la sicurezza del personale e vengono spesso associati alle barriere fotoelettriche per consentire il libero accesso per operazioni di carico e scarico delle macchine Non
66. atto che nel caso di norme non armonizzate quindi non legate a Direttive esse rappresentano il riferimento tecnico pi aggiornato nello specifico campo di applicazione con esse 1 materiali sono uguali in tutta la Comunit Europea ed infine perch le norme precedenti sono state ritirate Nel caso invece di norme armonizzate quindi legate a Direttive Europee la giustificazione dovuta al fatto che esse garantiscono conformit ai requisiti essenziali richiesti senza ulteriori costose certificazioni L implementazione progressiva delle EN permette la graduale sostituzione delle eventuali giacenze di materiali prodotti con le norme sostituite In ogni caso recependo il prima possibile le EN si riduce il rischio di giacenze obsolete Le norme EN armonizzate soddisfano i requisiti essenziali oltre ad abbattere le barriere tecniche e creare le condizioni per un mercato interno unico NORME EUROPEE EN ARMONIZZATE EN Preparate per la disciplina dei settori di mercato SOGGETTE E DIRETTIVE NON SOGGETTE E DIRETTIVE STUDIATE SU MANDATO DELLA STUDIATE SU RICHIESTA DI UNA COMMISSIONE O PIU COMPONENTI DI MERCATO CONTENGONO REQUESITI TECNICO STRUTTURALI NECESSARI A SOFDDISFARE LE VARIE ESIGENZE DEL MERCATO E DEI SUOI OPERATORI DEFINISCONO IL PRODOTTO SERVIZIO IN OGNI SUO ASPETTO 34 Capitolo 2 Cenni sulle normative COMPRESE LE PRESCRIZIONI DI FABBRICAZIONE DI RISPONDENZA CHIMICA FISIC
67. celta di un dispositivo logico dipende da molti fattori tra 1 quali il numero di ingressi di sicurezza da elaborare il costo la complessit delle funzioni di sicurezza dall esigenza di ridurre il cablaggio con un bus di campo quali AS Interface Safety at Work o Safe Ethernet o infine dalla necessit di inviare segnali dati di sicurezza su lunghe distanze attraverso macchine di grandi dimensioni o tra macchinari in siti particolarmente estesi L attuale diffuso utilizzo di dispositivi elettronici complessi e software nei controllori o PLC di sicurezza ha in parte influenzato l evoluzione delle normative in materia di sicurezza relative ai sistemi di controllo 26 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine La funzione di protezione prevede generalmente l utilizzo di un sistema di comando e controllo relativamente al quale la Direttiva Macchine indica diversi requisiti prestazionali In particolare la norma specifica che i sistemi di comando devono essere progettati e costruiti in modo da evitare l insorgere di situazioni pericolose La Direttiva Macchine non chiede in modo specifico l applicazione di uno standard tuttavia l utilizzo di un sistema di comando conforme ai requisiti delle norme armonizzate un modo per dimostrare la conformit al requisito della Direttiva Macchine Esempio 1 sistema Elettronico Tecs 2700 per Paesi CE E un sistema elettronico per il controllo e la protezione delle condizioni di cari
68. ch gli operatori possano evitare le situazioni che potrebbero portare a un ribaltamento o rovesciamento della macchina durante le varie fasi della sua esistenza 39 Capitolo 2 Cenni sulle normative Sollevamento Materiali e Controllo delle sollecitazioni Le macchine con un carico massimo di utilizzazione pari almeno a 1000 kg o il cui momento di rovesciamento pari almeno a 40 000 Nm devono essere dotate di dispositivi che avvertano il conducente e impediscano i movimenti pericolosi in caso e di sovraccarico sia per eccesso di carico massimo di utilizzazione sia per superamento del momento massimo di utilizzazione dovuto a tale carico o e disuperamento del momento di rovesciamento Il punto sopra descritto tiene conto del fatto che alle condizioni d uso prevedibili l operatore non possa valutare correttamente il peso del carico da sollevare che possa cercare di sollevare un carico eccessivamente pesante o sollevare il carico fino a una posizione che determiner la perdita di stabilit Questo requisito ha quindi lo scopo di evitare tale uso scorretto prevedibile della macchina La scelta dei dispositivi di protezione dipende dalla categoria e dalle caratteristiche della macchina Per la maggior parte delle categorie di macchine di sollevamento 1 dispositivi con cui attrezzare la macchina sono specificati nelle norme armonizzate pertinenti In generale i dispositivi di controllo del carico e del momento devono poter misurar
69. co C Ricott Ricottu Punti fucinat normalizzaz ura ra rinvenimento critici ura ione subcrit isoterm ica ica Ac1 730 650 70 Ac3 780 0 840 880 550 560 1h Caratteristiche meccaniche Saggio Remin Amin Durezza HB Stato N mm mm N mm 2 in J allo stato Ricotto 700 8 16 490 15 25 lavorab lt 220 40 bonificato Ricotto 640 7 155 2 16 40 420 17 25 isoterm 80 10 ico 40 100 370 590 7 18 20 Ricotto lt 179 217 Appendice B Materiali utilizzati 40 sferoid ale Normaliz 520 7 16 100 325 18 zato 20 Temprabilit HRC martensite Diametro temprabile mm 90 50 olio acqua 53 42 25 218 Appendice B Materiali utilizzati gt StE 460 bonificato secondo le normative europee designato con 20 Mn V 6 Acciaio micro legato con buone caratteristiche di saldabilit Grazie alla sua struttura fornisce migliori performance meccaniche alle basse temperature Viene prodotto esclusivamente allo stato naturale Composizione chimica 46 0 16 0 22 1 30 1 70 Caratteristiche meccaniche Gamme dimension ali Carico di rottura N mm Carico di snervamen to N mm Allungamen to 26 Durezz a HB Stato di fornitura Tutti i 600 780 450 Non trattato temprato Caratteristiche di tempra superficial
70. co Sarebbe auspicabile che la normativa potesse fornire un valore o punteggio per ciascun rischio ed un valore ottimale massimo da non superare Il punteggio assegnabile a ogni singolo rischio oltre al livello di rischio tollerabile dipende da una serie di analisi e pu variare in funzione della persona incaricata o in base all ambiente I rischi che potrebbero ad esempio essere ragionevoli e tollerabili in un ambiente industriale con personale specializzato sarebbero al contrario inaccettabili in uno spazio pubblico con presenza di bambini L analisi storica o statistica dei tassi di incidenti e infortuni pu essere un indicatore utile ma non pu fornire un indicazione affidabile sulle percentuali prevedibili di incidenti ed infortuni Definire i limiti della macchina Cosa importante valutare Quali sono le velocit i carichi le sostanze ecc che possono essere coinvolte Non si deve dimenticare di prevedere un uso errato o non idoneo definito scorretto prevedibile come ad esempio l eventuale utilizzo di una macchina al di fuori delle specifiche tecniche Per rispondere alla domanda di quale l aspettativa di vita di una macchina e dell applicazione ad essa 19 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine correlata bisogna prevedere in che modo rottamare la macchina al termine del suo ciclo dl vita Identificare i rischi Quali aspetti della macchina possono causare danni o lesioni a una persona
71. co della gru Attraverso l uso di sistemi a microprocessore effettua il monitoraggio della gru del jib del verricello e del radiocomando e possibile effettuare cambiamento di classe di sollevamento da H1B3 a H2B3 benne o polipi e possibile contare le ore totali di servizio o di noleggio e Pu monitorare una gru allestita con PLE e Individua eventuali guasti sulla Valvola di Emergenza e sulla Valvola di Limitatore di Carico e n caso di sovraccarico una indicazione sul display ed una luminosa indicano quale parte della gru andata in sovraccarico gru jib o verricello 27 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine e Gestisce aree diverse di carico anteriore al camion o posteriore riducendo la percentuale di carico e n presenza di una cella di carico possibile visualizzare sul display il peso e gestire di conseguenza anche le prolunghe meccaniche e Segnala in automatico i cicli di manutenzione periodica e F possibile scegliere la lingua con la quale dialogare con il computer inglese italiano francese spagnolo ecc fino ad un numero di 8 Esempio 2 Sistema Elettronico CSS Il sistema CSS un sistema elettronico di supervisione delle funzioni e delle prestazioni della gru che ne permette l utilizzo sempre al massimo della capacit Un computer gestisce tutte le valvole ed il distributore controllando la portata di olio di lavoro a seconda del tipo di operazione che la gru sta e
72. dall asse colonna vedi verifica braccio secondario sez 4 110 Capitolo 5 Verifiche strutturali o lamassa della parte di braccio principale di 174kg ad una distanza molto prossima a quella della sezione A A 40cm che genera una variazione di momento flettente di 60Nm Sulla base di queste osservazioni si ritiene che la variazione della posizione del baricentro sia trascurabile Azioni sul piano verticale P m g 1 1 174 1965 9 81 23081N O 0 g 1 18 900 9 81 10418N Pa ds Qa d 23081 9 09 1 48 2 10418 21 40 1 48 383173Nm M Luis d 23081 9 09 1 48 175646Nm M E Ac mo cou o temm _ 383173 175646 _ W W 518 8 mm 400 0 a 2 393 6 B Non verificata Azioni sul piano orizzontale 111 Capitolo 5 Verifiche strutturali Asse colonna 9090 12740 Y Q t8 aax 174 1965 900 9 81 rg 5 2608N hi max 1 A tota g tg ax 1965 174 9 81 tg 5 1836N a mM hi min 1 A tota Sua F rea 109 2608 2739N Sminia F 1 05 1836 1928N i min 1 A Smax ed Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna dg Q _9 09 174 1965 21 40 900 _ 3 74 dada X x d 9 09m M Sm Xolms ds 2739 12 74 1
73. di fluidi dannosi gas nebbie fumi e polveri 214 Appendice B Materiali utilizzati Appendice B Materiali utilizzati Si riportano di seguito le caratteristiche principali dei materiali usati negli elementi delle gru _400 e _430 gt Fe 430 secondo le normative europee designato con S 275JR A di uso generale con propriet di saldabilit e caratteristiche meccaniche discrete Questo tipo di acciaio viene usato per tutti 1 tipi di costruzioni Dal punto di vista generale un acciaio idoneo alla saldatura Composizione chimica C per spessori in mm gt 16 lt 16 gt 40 lt 40 Caratteristiche meccaniche Trafilato a freddo C Spessore mm 215 Appendice B Materiali utilizzati Rm Rp0 2 minimo AS minimo MPa minimo MPa lt 5 490 590 880 6 gt 5 lt 10 440 540 840 7 gt 10 lt 16 380 540 840 7 gt 16 lt 25 340 540 765 8 225 lt 40 300 490 735 9 gt 40 lt 80 265 440 700 11 gt 80 Stato di fornitura naturale di laminazione 216 Appendice B Materiali utilizzati gt C40 Acciaio al carbonio semiduro impiegato per assali alberi ingranaggi coltellerie comuni vomeri steli porta utensili blocchi porta stampi ecc Composizione chimica 46 C Si i altri 0 37 0 44 0 15 0 40 P e S lt 0 35 Temperature per la lavorazione a caldo ed il trattamento termi
74. di struttura della classe del numero totale dei cicli di lavoro U e del Q Dalla norma UNI EN 13001 1 si assume una classe dei numeri totali dei cicli di prodotto lavoro 04 avendo preso un numero totale di cicli di lavoro C compreso nell intervallo 1 25 2 50 107 77 Capitolo 5 Verifiche strutturali Classi U dei numeri totali dei cicli di lavoro C Classe Numero totale dei cicli di lavoro lt 1 60 10 1 60 10 C lt 3 15x 10 315x10 C 630 x 10 U 630x10 C 125 x 10 125x105 lt C 2 50 x 10 250x10 C 500 x10 5 00 x 10 C 1 00 x 105 1 00 x 108 C 2 00 x 108 2 00 x 10 C 4 00 x 108 4 00 x 105 C 8 00 x 105 Un ciclo di lavoro una sequenza di movimenti che ha inizio quando la gru e pronta a sollevare il carico utile e finisce quando la gru pronta a sollevare il prossimo carico utile durante lo stesso compito Un compito r pu essere caratterizzato da una combinazione specifica della configurazione della gru e della sequenza di movimenti utili Come caso si considera il caso di massimo carico per dato allestimento agente sulla gru per il 10 della sua vita utile ovvero pari a 2 10 cicli Risultano quindi definiti il numero totale di cicli di lavoro durante la vita utile C 2 10 ed il numero di cicli di lavoro del compito r 2 10 Come classe degli spostamenti lineare ed angolare medi assumo rispettivamente Dang3 corr
75. e Diametro mm Profondit mm Durezza HRC 25 0 75 1 25 26 89 1 25 2 25 90 1 8 3 0 219 Appendice B Materiali utilizzati gt Filo per molle classe B UNI 3823 anelli elastici dei martinetti La classe B indica media resistenza e sollecitazioni prevalentemente statiche Sono costruite in acciaio ricotto che deve subire un trattamento di bonifica dopo avvolgimento Resistenza N mm Resistenza N mm 1860 2160 Resistenza N mm 1370 1570 2160 2460 1770 2070 1280 1480 2110 2410 1720 1970 1180 1330 2060 2360 1570 1820 1960 2260 1520 1770 1910 2210 1470 1720 220 1130 1280 Appendice B Materiali utilizzati gt Fe52 2BK S Acciaio strutturale comunemente usato per assiemi saldati con buona tenacit garantita anche a 0 C Pu essere utilizzato per costruzioni sollecitate staticamente e dinamicamente Composizione chimica 46 Caratteristiche meccaniche Resistenza Limite di Allungamento atrazione snervamento Stato di a rottura As Resilienza J Rm fornitura N mm N mm en BK S crudo 570 470 15 rinvenuto gt C10 Acciaio dolce al solo carbonio facilmente lavorabile a freddo e saldabile senza alcuna particolare precauzione Stato di fornitura naturale di laminazione Composizione chimica analisi di colata secondo norma EN 10277 2
76. e di protezione prese dall utilizzatore comprese quelle basate sulle informazioni per l uso fornite dal progettista GESTIONE DEL PERSISTE ER RISCHIO RESIDUO procedure di lavoro sicure della macchina permit to work system protezione inserita nello fornitura ed uso di protezioni aggiuntive specifico c ambiente di lavoro D Lgs 81 08 e ey Tuttavia tenuto conto dello stato della tecnica gli obiettivi da essi prefissi possono non essere raggiunti In questo caso e nella misura del possibile la macchina deve essere progettata e costruita per tendere verso tali obiettivi 36 Capitolo 2 Cenni sulle normative I requisiti dovranno essere applicati con discernimento per tenere conto del livello tecnologico esistente al momento della costruzione nonch degli imperativi tecnici ed economici Con queste osservazioni si ammette la presenza di un rischio residuo sulla macchina rischio residuo gt 0 I requisiti essenziali di sicurezza e di tutela della salute sono inderogabili tuttavia tenuto conto dello stato dell arte gli obiettivi da essi prefissi possono non essere raggiunti In tal caso la macchina deve per quanto possibile essere progettata e costruita per tendere verso questi obiettivi Per corrispondere allo stato dell arte le soluzioni tecniche adottate per soddisfare i requisiti essenziali di sicurezza e di tutela della salute devono ricorrere ai mezzi tecnici pi efficaci disponibili
77. e o calcolare i pertinenti parametri quali ad esempio il peso del carico la posizione del carico e il momento di rovesciamento prodotto dal carico I dispositivi devono trasmettere un segnale di allarme all operatore prima che siano raggiunti il carico d utilizzazione massimo o il momento di rovesciamento in modo che egli possa intervenire ed evitare il sovraccarico della macchina o di spostare il carico in una posizione che pu determinare il rovesciamento della macchina I dispositivi di protezione devono essere integrati nel sistema di comando in modo tale da impedire che la macchina o il carico compiano movimenti pericolosi se viene superato il carico d utilizzazione massimo o il 40 Capitolo 2 Cenni sulle normative momento di rovesciamento Possono essere ammessi movimenti della macchina non pericolosi GRU CARICATRICI controllo stabilit EN 12999 2011 Loader cranes For cranes with a rated capacity of 1 000 kg or above or a maximum net lifting moment of 40 000 Nm or above the stability of the vehicle shall be included in the safety function of the rated capacity limiter Per le gru con carico nominale uguale o maggiore di 1000 kg o con un momento di sollevamento netto uguale o maggiore di 40000 Nm la stabilit del veicolo deve essere inclusa nella funzione di sicurezza del limitatore di carico Per stabilit in questo caso si intende lo sfilamento di ciascuno stabilizzatore monitorato dal limitatore di ca
78. ei baricentri dall asse colonna _ dp g g d9 Q_17 62 419 21 40 900 Xek 20 20m ms Q 419 900 Xl de 17 62m M a S unas Di d 1189 20 20 14 76 2 6825N M join Smin Ded s d 378 17 62 14 46 1195N 89 Capitolo 5 Verifiche strutturali M M 25 11 O max O nin nem fom 2 2 33 8 L W W 148 6 mm 33 8 N lt 393 6 mm mm Verificata 90 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione Sg 5 braccio sfilabile SISSI 1 e anne A 46 6 cm I 4864 0 1 2223 7 em W Wy 302 1 cm W 430 4 cm W 223 7 cm P 2 ms g 1 1 74 86 103 127 52 52 52 51 9 81 6442N 0 Q g 1 18 900 9 81210418N M ma Pa ds Qd B ds 6442 16 29 12 26 10418 21 40 12 26 121182Nm M Jf v min P la d 6442 16 29 12 26 25961Nm 91 Capitolo 5 Verifiche strutturali M Mi 0 me fv max f v min __ 121182 25961 3152 28 Ws W 302 1 mm 315 2 lt 393 6 mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale g 18 aax 597 900 9 81 19 5 1285N hi max 5 sfilo Mea E E e 597 9 81 tg 5 512N Y S max S sfilo maq 5 filo 1 05 1285 1349N S min s sfilo s Fr uis ssi 7 1 05 515 538N
79. el veicolo Il castello presenta sulla sommit un tubo colonna che genera l asse di rotazione della colonna principale Alla colonna solidale un lato del cilindro principale il sistema oleodinamico che muove il braccio primario In pi poich le gru sono solitamente montate su autocarri o su veicoli non dedicati la colonna un sistema che implicitamente consente di superare gli ingombri imposti dal mezzo sul quale la gru montata Alla colonna e al cilindro principale collegato il braccio primario La struttura del braccio primario molto simile a quella gi vista un martinetto oleodinamico comanda l apertura del braccio secondario collegato al primario con tipologie simili alle precedenti Si trovano infine il braccio secondario con il gruppo sfili un braccio simile al primario nel quale connesso il gruppo sfili ovvero un insieme di tubolari due o pi che scorrono l uno all interno dell altro in modo che l elemento sia allungabile o retrattile per mezzo di attuatori oleodinamici lineari indipendenti Caratteristiche principali della gru Per sfruttare al massimo le prestazioni della gru e renderla commercialmente competitiva bene cercare di massimizzare la capacit di carico utile sia in termini di volume che di massa dell autocarro su cui viene installata la gru Introduzione La soluzione che la Copma 2000 adotta il montaggio della gru dietro la cabina di guida dell aut
80. empio l assenza per malattia del personale infortunato mentre alcuni costi sono pi difficili da identificare L impatto finanziario sull azienda altissimo l aumento dei premi assicurativi il calo della produzione la perdita di clienti e della reputazione dell azienda 16 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Alcune misure di riduzione del rischio possono effettivamente migliorare la produttivit l utilizzo ad esempio di barriere fotoelettriche per proteggere i punti di accesso ai macchinari possono permettere un pi veloce e sicuro carico e scarico mentre l installazione di dispositivi di sezionamento pu permettere di isolare alcune parti della macchina in caso di manutenzione lasciando operative altre sezioni Inoltre si anche un costo sociale causato da infortuni o invalidit che finiscono a carico dello stato e quindi di tutta la societ o nazione Le norme tecniche europee Direttiva CE e Strumento legale utilizzato per armonizzare le legislazioni degli Stati membri dell Unione Europea e Stabilisce i requisiti essenziali per la salute e la sicurezza e Obbligo di trasposizione nella legislazione nazionale Norma tecnica Con il termine norma si intende una specifica tecnica approvata da un ente normativo riconosciuto a svolgere questa attivit di formazione Norme armonizzate Una norma diventa armonizzata quando viene pubblicata nella gazzetta ufficiale dell Unione Europea ad appro
81. ensioni Fascia di cicli di N1 N2 N3 N4 sollecitazione Oltre 2 10 ino 107 2 10 Numero Fino 2 10 Oltre 2 10 Oltre 6 10 DARE complessivo Uso Fino 6 10 Fino 2 10 occasionale Uso regolare dei cicli di non regolare Uso regolare Uso regolare In servizio in servizio in servizio pug intermittente continuo ce periodi di gravoso pause Famiglia di ond Gruppi di sollecitazione So molto leggero 2 B3 B4 S leggero B2 B3 B4 BS S medio B3 B4 BS B6 5 pesante B4 BS B6 B6 I gruppi di sollecitazioni da B1 a B6 sono associati a gruppi determinati di cicli di sollecitazione e a determinate famiglie di tensioni Man mano che il gruppo di sollecitazione aumenta di livello le tensioni ammissibili si riducono progressivamente Oltre al gruppo di sollecitazione i parametri da cui dipendono le tensioni ammissibili sono 1 tipo di materiale 2 condizione del materiale WO materiale base 46 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN K giunto saldato con saldatura controllata giunto saldato con saldatura non controllata 3 tipo di sollecitazione dipendente dal fatto che sia di trazione o compressione 4 coefficiente x pari al rapporto tra le tensioni o massima e minima o max c min Nella norma DIN 15018 sono rappresentati i pi diffusi tipi di giunti saldati classificati nei diversi casi di intagl
82. entano le stesse sollecitazioni che quando il braccio principale era sull orizzontale generavano la torsione dovuta all inzancatura M 1208Nm f L max M 5 1min 998Nm Mjrnin _ 1208 ee CU W W 1040 0 mm 020 lt A 393 6 mm mm Verificata Azioni torsionali 159 Capitolo 5 Verifiche strutturali Asse colonna 690 8480 w L 10910 I carichi dovuti alla rotazione dei comandi sono quelli gi visti durante la verifica del braccio secondario Smax 2333N Smin 1955N X 10 91 7 dp 8 48m M Su X 4 2333 10 91 0 69 27063Nm M S Xol 4s 1955 8 48 0 69 17927Nm 3 ss M max Maus _ 27063 17927 10 _ TR i 2 5 A 2 5 A 2 6 56190 5 mm 13 5 2 X Atp 393 6 Ad mm mm Verificata T 160 Capitolo 5 Verifiche strutturali Prolunga integrale PIQS 60 Verifica della sezione Sis 4 braccio sfilabile 14 8 cm I 348 1 I 142 1 W 46 8 cm W 66 3 cm W 36 4 cm 149 Azioni sul piano verticale Asse colonna P Maa g 1 1 25 32 9 81 615N O 0 g 1 18 420 9 81 4862N ds 044 615 25 10 24 22 4862 26 05 24 22 9439Nm M P 4 d 615 25 10 24 22 5414Nm f v min 161 Capitolo 5 Verifiche strutturali M x AO O
83. ento sulle quali eseguire la verifica e Esecuzione della verifica e Ricerca di possibili soluzioni per verificare le macchine Per questa tesi vengono seguite le norme o UNI EN 12999 Gru caricatrici o UNI EN 13000 Gru mobili o UNI EN 13001 1 Criteri generali per il progetto principi e requisiti generali o UNI EN 13001 2 Criteri generali per il progetto azioni dei carichi o UNI CEN TS 13001 3 1 Criteri generali per il progetto stati limite e verifica della sicurezza delle strutture di acciaio o UNI CEN TS 13001 3 2 Criteri generali per il progetto stati limite e verifica di idoneit delle funi nei sistemi in taglia 13 Introduzione 14 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Oltre all obbligo morale di evitare danni alle persone la normativa impone macchine sicure Esistono poi valide ragioni economiche per prevenire gli incidenti La sicurezza deve essere implementata a partire dalla progettazione e deve riguardare tutto il ciclo di vita di una macchina progettazione costruzione installazione regolazione funzionamento manutenzione e rottamazione Questi sono i principi basilari della direttiva europea 2006 42 CE meglio conosciuta come direttiva macchine 15 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Macchine nuove la Direttiva Macchine La Nuova Direttiva Macchine 2006 42 CE entrata in vigore dal 29 Dicembre 2009 Essa stabilisce c
84. er proteggere le persone e le macchine solo in caso di pericoli improvvisi ed emergenze Devono essere robusti affidabili e immediatamente accessibili e disponibili sia in tutte le modalit di funzionamento della macchina che in tutte le posizioni in cui possa essere necessario azionarli Gli arresti sono suddivisi in tre categorie Categoria 0 arresto con immediata apertura dell alimentazione degli attuatori della macchina arresti non controllati Categoria 1 arresto con alimentazione disponibile affinch gli attuatori della macchina eseguano l arresto l alimentazione viene rimossa dopo l arresto Categoria 2 arresto comandato con alimentazione disponibile per gli attuatori della macchina anche dopo l arresto La Categoria 2 non generalmente considerata adatta ad un arresto d emergenza LIMITATORE ARRESTO DI DI COPPIA w J EMERGENZA BARRIERA DI PROTEZIONE DE COMANDI 29 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Rischi residui Dopo aver eliminato o ridotto i rischi il pi possibile attraverso la progettazione e costruzione di macchine intrinsecamente sicure e con l installazione dei sistemi e delle misure di protezione necessari il processo di valutazione dei rischi deve essere ripetuto per verificare che non siano stati introdotti nuovi rischi ad esempio l installazione di ripari mobili pu implicare rischi di schiacciamento e per valutare se ciascun rischio sia stato ridot
85. ermica da 20 a 200 C C Conduttivit termica da 20 a 200 C W m K Densit a 20 C kg dm Ritiro per modello 96 225 Appendice B Materiali utilizzati gt 34NiCrMol6 Acciaio speciale da bonifica usato generalmente per la costruzione di organi fortemente sollecitati sia staticamente che dinamicamente Composizione chimica Si 0 15 0 40 Temperature per la lavorazione a caldo ed il trattamento termico C Punti critici fucinatu ra normalizzaz ione Ricottur a subcritic a Ricottu ra isoterm ica rinvenimento 830 860 550 600 160 180 Saggio Regis 5 Amin KCU min Durezza HB Stato N mm mm N mm J allo stato Ricotto 1230 1 lt 27 lt 16 1030 9 20 lavorab 420 5 ile bonific 1230 1 ato lt 40 1030 9 20 420 1130 1 100 930 10 25 320 226 Appendice B Materiali utilizzati 1080 1 lt 160 880 10 25 270 980 11 250 785 11 25 80 temprat 1720 1 11 1275 7 15 960 disteso Temprabilit Diametro temprabile mm HRC martensite acqua 90 50 olio 227 Appendice B Materiali utilizzati gt 42CrMo4 Acciaio ben lavorabile a caldo e a freddo non presenta fragilit nel rinvenimento Adatto per la costruzione di particolari che lavorano a temperature fino a 400 alberi e tiranti E
86. erno la sezione trasversale del perno y il coefficiente di resistenza specifica per la forza di taglio dei collegamenti con perni y 1 0 per collegamenti con piano multiplo di taglio 176 Capitolo 5 Verifiche strutturali 1 3 per collegamenti con piano singolo di taglio Verifica per collegamenti con perni Per i perni si deve verificare che Msa lt Mra F sa Frisa S Fora dove Mysa il valore di progetto del momento flettente nel perno MrQ 4 il momento flettente limite di progetto Fvsa il valore di progetto della forza di taglio nel perno la forza limite di taglio di progetto valore decisivo di progetto della forza della bronzina nella piastra di giunzione 1 del collegamento con perno Fyra la forza limite di progetto della bronzina L entit delle forze utilizzate per la verifica dei componenti dei biellismi secondario e principale sono stati forniti direttamente dalla ditta Copma2000 tali dati sono stati ottenuti da un foglio di lavoro Excel il quale inserendo tutti i dati geometrici della macchina fornisce per ogni intervallo 10mm di corsa del pistone tutti 1 carichi agenti sugli organi considerati Si nota che lo sforzo massimo nella biella lunga del manovellismo principale si ha dopo 30mm di corsa del martinetto di comando questo perch per i primi tratti di corsa la gru chiusa su se stessa e quindi non in grado di
87. etti del vento e tipo di comando di sollevamento HD4 comando continuo del dispositivo di sollevamento che opera a velocit continuamente crescente Ipotesi di carico I carichi sono suddivisi in e regolari comprendono gli effetti del sollevamento e della gravit agenti sulla massa della gru gli effetti dell inerzia e della gravit agenti verticalmente sul carico sollevato i carichi causati dal movimento su una superficie irregolare i carichi causati dalla accelerazione di tutti i comandi della gru ed i carichi indotti dal movimento L azione del vento si considera agente solo sul carico poich la struttura della gru ne risente in maniera trascurabile senza considerare che nelle sezioni di maggiore ingombro vi l effetto della cabina di guida dell automezzo che smorza l effetto 59 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 complementari comprendono i carichi dovuti al vento in condizioni di servizio i carichi dovuti a neve e ghiaccio i carichi dovuti alla variazione di temperatura ed i carichi causati dal movimento di traverso e eccezionali comprendono 1 carichi causati dal sollevamento di un carico da terra in circostanze eccezionali i carichi dovuti al vento in condizioni fuori servizio i carichi di collaudo i carichi dovuti alle forze dei respingenti i carichi dovuti alle forze di ribaltamento i carichi causati dall azionamento dell emer
88. ffettuando E presente un sistema di anti ribaltamento che consente attraverso l ausilio di alcune bolle di livello di gestire in automatico la movimentazione del carico monitorando l inclinazione del veicolo nei suoi assi principali Il CSS controlla inoltre l interblocco piedi gru attraverso una bolla di livello digitale impedendo la movimentazione dei piedi quando la gru in fase di lavoro Il sistema CSS permette di sfruttare al massimo le capacit di lavoro della gru assolvendo alle stesse funzioni del sistema HPV Tra le altre funzioni del CSS controllo dell inserimento del radiocomando controllo dell inserimento del jib controllo dell inserimento del PLE funzione pesatura controllo cicli di manutenzione avviso avarie Inoltre mantiene in memoria tutti 1 dati di lavoro della gru come una scatola nera gestendo anche la diagnostica e la risoluzione di alcuni difetti o rotture del sistema o dei sensori diagnostica facilitata in caso di avaria 28 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Misure di protezione e dispositivi complementari arresti di emergenza Malgrado i dispositivi di arresto d emergenza siano richiesti per qualsiasi tipo di macchina la Direttiva Macchine prevede due eccezioni specifiche la norma li considera apparecchiature di protezione complementari Poich impediscono e non rilevano l accesso a un pericolo non sono considerati dispositivi di protezione primari Sono generalmente usati p
89. fica della sezione B B 290 A 103 3 cm I 15798 cm I 15080 W1 785 9 cm W 652 8 cm W3 877 6 cm W a 999 8 cm W 1040 0 cm A 56190 5 mm Si applicano le stesse considerazioni effettuate per il caso della sezione A A supponendo per che la massa degli elementi a valle della sezione B B sia 2 3 della totale Azioni sul piano verticale Asse colonna Eu My PER Q 21400 115 Capitolo 5 Verifiche strutturali P m 3 g 1 1 348 1965 9 81 24960N Q Q g 1 18 900 9 81 10418N M vin d Qd d 7 24960 9 09 0 65 10418 21 40 0 65 426836Nm M d 24960 9 09 0 65 210662Nm f v min 2B Mr 42 210662 AO sg Oui 1 uL W W 652 8 mm Ba lt 393 6 5 Verificata Azioni sul piano orizzontale 9090 12740 ul 8 tg dx 648 1965 900 9 81 1g 5 2758N E hi max 1 B m s g tg o 1965 348 9 81 19 5 1985N hi min 1 B Susa F rav p 105 2758 2896N Sun 8 1 05 1985 2084N T ossia Smax ed Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna 116 Capitolo 5 Verifiche strutturali _ d m dy Q 9 09 348 1965 21 40 900
90. figurazioni pi gravose sono due 1 braccio principale in posizione orizzontale allineato col pacco bracci anch esso sull orizzontale 2 braccio principale in posizione verticale e pacco bracci sull orizzontale 109 Capitolo 5 Verifiche strutturali Braccio principale e pacco bracci allineati sull orizzontale Verifica della sezione A A A 72 36 cm I 8873 cm I 10064 W 561 5 cm W o 518 8 cm W 652 4 cm W a 727 2 cm W 694 0 A 71568 mm La massa della parte di braccio principale a valle della sezione considerata mediante software non si riesce a determinare e la misura reale comporterebbe una verifica distruttiva di componenti strutturali con conseguenti costi elevati Il baricentro del braccio principale si visto cadere all incirca a met del componente stesso Per semplicit di calcolo considerando dove sono posizionati i piani di sezione si suppone che la massa degli elementi a valle della sezione in esame sia pari ad 1 3 di quella totale Stessa considerazione viene fatta per il martinetto principale 312 210 522kg 1 braccio martinetto 222 Mi utile A bracci ine 3 1 braccio martinetto 3 Per quanto riguarda i baricentri si fanno le seguenti considerazioni o la massa dell intero pacco bracci 1965kg il cui baricentro si trova ad una distanza di 9 09m
91. g dove fkoFxsono valori caratteristici o valori nominali ygeilcoefficiente di resistenza risultante yg Ym Vs Yn ilcoefficiente di resistenza Ym 1 1 y il coefficiente di resistenza specifica generale per parti speciali di questa norma Sollecitazione limite di progetto in elementi strutturali La sollecitazione limite di progetto fra usata per il progetto di elementi strutturali deve essere calcolata con f fra per sollecitazioni normali Rm per sollecitazioni di taglio Rm CON Yn Ym dove fa l valore nominale dello snervamento del materiale il coefficiente di resistenza specifica per il materiale come segue 174 Capitolo 5 Verifiche strutturali gt Per materiale non laminato O Ysm 1 0 gt Per materiale laminato es lamiere e profilati 1 0 per sollecitazioni nel piano di laminazione Ysm 1 0 per sollecitazioni di compressione e taglio Per sollecitazioni di trazione perpendicolari al piano di laminazione Ysm 1 0 per materiale in classe qualitativa 725 Z35 secondo la EN 10164 Ysm 1 16 per materiale in classe qualitativa 715 secondo la EN 10164 Ysm 1 34 senza classificazione di qualit Verifica per elementi strutturali Per gli elementi strutturali da progettare si deve dimostrare che Osa S fra Tsa S fra dove Og Tsa SONO le sollecitazioni di progetto fRd la sollecitazione limite di
92. genza i carichi causati dal cedimento di un meccanismo o di elementi i carichi dovuti ad eccitazione esterna dalla fondazione della gru ed i carichi causati dal montaggio e dallo smontaggio Carichi regolari Effetti del sollevamento e della gravit agenti sulla massa della gru Le masse della gru devono essere moltiplicate per il coefficiente definito come segue 1 0 con 0 x lt 0 1 Scelgo 0 1 da cui 21 1 Le masse interessate sono quelle degli elementi sempre presenti durante le operazioni ad eccezione del carico netto stesso Sollevamento da terra di un carico libero Il carico sollevato deve essere moltiplicato per il coefficiente definito nel seguente modo 2min B Vn Da normativa Qo min 1 05 e B5 2 0 17 0 5 Vi max vi la velocit caratteristica di sollevamento m s Vnma la massima velocit costante di sollevamento ed stata determinata sperimentalmente noti la portata massima del pistone principale ed il tempo occorrente per una sfilata completa 60 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 La portata massima di olio del pistone principale 60 l min Noti alesaggio e corsa rispettivamente pari a 220mm e 840mm si calcolato il volume d olio necessario ad una sfilata completa 2 2 Vani 840 31 9 dm Il tempo occorrente ad eseguire una sfilata completa 60 t V 319 22 3195
93. he i costruttori garantiscano i requisiti minimi di sicurezza per i macchinari e per le apparecchiature commercializzate liberamente all interno dell Unione Europea Le macchine devono adeguarsi ai requisiti fondamentali di salute e sicurezza elencati nella Direttiva garantendo in tal modo un livello minimo di protezione e sicurezza comune per tutto il mercato europeo Prima di immettere sul mercato una nuova macchina i produttori o i loro rappresentanti autorizzati all interno dell EU devono garantire che la macchina sia conforme rendere disponibile un fascicolo tecnico in caso di richiesta giustificata da parte di un autorit firmare una Dichiarazione di Conformit e apporre la marcatura CE Le norme riguardano tutti i lavoratori dipendenti o autonomi e tutti coloro che si occupano della verifica delle attrezzature e delle macchine Macchine esistenti la direttiva sull uso delle attrezzature da lavoro La Direttiva 89 655 CE sull uso delle attrezzature da lavoro rivolta agli utilizzatori delle macchine ed rispettata utilizzando macchine e macchinari conformi alle norme Riguarda l utilizzo di tutte le attrezzature da lavoro compresi macchinari di sollevamento e attrezzature mobili in tutti i luoghi di lavoro Le attrezzature di lavoro devono essere adatte all uso e garantire la sicurezza nel tempo attraverso una corretta manutenzione Il costo degli incidenti Alcuni costi sono evidenti quali ad es
94. hina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 Secondo la norma UNI EN 13001 2 la combinazione di carico da utilizzare la AI la combinazione di carico A copre i carichi regolari per una gru durante l operazione normale la Al in particolare fa riferimento al sollevamento e deposito di carichi 70 Capitolo 5 Verifiche strutturali Capitolo 5 Verifiche strutturali Le sollecitazioni agenti sui componenti della macchina sono determinate secondo il concetto di sollecitazione nominale ovvero una sollecitazione agente sul materiale base adiacente ad una posizione di cricca potenziale calcolata secondo la teoria della resistenza elastica semplice Queste includono gli effetti di concentrazione della sollecitazione locale dovuti alle influenze dei dettagli di costruzione principalmente causati da e concentrazioni di sollecitazioni locali dovute alla forma del giunto e alla geometria della saldatura e dimensioni e forma delle discontinuit accettabili e sollecitazioni residue e in alcuni casi il processo di saldatura e le procedure di miglioramento post saldatura 71 Capitolo 5 Verifiche strutturali Per l esecuzione della verifica di resistenza a fatica necessaria la storia dei coefficienti di sollecitazione determinabili usando le classi S Cos facendo si tiene conto delle condizioni di servizio e del loro effetto sulla sollecitazione della struttura L influenza della sol
95. i d mi m dg Q 1632 5154 495 2 26 05 420 mao m Q 515 495 420 Xok sain dp 16 32m Mo usc ues d 1288 19 18 10 17 211605N Smin 7 ds 910 16 32 10 17 5597 M M O max EE M W W 281 3 mm AO LAC 6 393 6 mm mm Verificata 134 19 18m Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S 3 braccio sfilabile 57 1 em I 8800 0 I 3074 0 cm W W 453 1 cm Wx 621 9 cm W 345 4 d CHIODI DI SALDATURA Azioni sul piano verticale Asse colonna 26050 P 2 d e my g 1 1 702 495 9 81 12917N P agisce sul baricentro dei centri di massa del terzo quarto quinto e sesto sfilo m e della prolunga integrale alla distanza dp dall asse colonna 135 Capitolo 5 Verifiche strutturali d Ma dy m _ 11 79 702 19 86 495 i hs Mp 702 495 15 13m 0 0 g 1 18 420 9 81 4862N M ina ds Qa d 12917 15 13 8 13 4 4862 26 05 8 13 2177546Nm M vin a 12917 16 32 8 13 90419Nm M M min 177546 41 AG ss 546 90419 _ 199 3 W W 453 1 mm 192 3 n lt Ac 393 6 n mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna P 15130 17970 Ql Fy Mama
96. i b Q bo 1674 495 0 46 420 0 50 1415Nm M vi b 1674 795 0 50 998Nm Data la natura della sezione a parete sottile per la determinazione di ATmax ATmin Si utilizza la teoria di Bredt trascurando le appendici si sezione come ipotesi a favore di sicurezza n m pacco_bracci 150 Capitolo 5 Verifiche strutturali M min 12 1 Af ET STI TE s Se 998 9 Ds 2 s A 2 s A _ 2 6 71568 mm mm mm Verificata 151 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione B B 290 A 103 3 cm I 15798 cm I 15080 W 785 9 cm W 652 8 cm W3 877 6 cm W a 999 8 cm W 1040 0 cm Si applicano le stesse considerazioni effettuate per le configurazioni ed allestimenti verificati precedentemente Azioni sul piano verticale Asse colonna 522kg m braccio martinetto 2 Im nm utile A 3 15 braccio martinetto 348kg P m 5 g 1 1 1674 348 495 9 812 27161N d Phong dy p 7 66 1674 348 19 86 495 1674 348 495 d 9 7lm 1 B 152 Capitolo 5 Verifiche strutturali 0 Q g 1 18 420 9 81 4862N M d Q la d 27161 9 71 0 65 4862 26 05 0 65 369573Nm M d 27161 9 71 0 65 2 246079N
97. i perpendicolarmente all asse longitudinale del componente della gru sono calcolati da dove F q 3 c A relativi alla struttura della gru Fz 2 q 3 c A relativi alle forze del comando richieste per l avvio 93 relativi alle forze del comando durante il movimento controllato F il carico da vento agente perpendicolarmente all asse longitudinale dell elemento considerato il coefficiente aerodinamico dell elemento considerato questo deve essere usato in combinazione con l area caratteristica A i valori di c sono forniti dalla norma stessa A l area caratteristica dell elemento considerato q 3 0 5 p v 3 la pressione del vento a v 3 1 25 kg m la densit dell aria gs 20 7 il coefficiente della forza di avvio convenzionale M 20 337 il coefficiente della forza media convenzionale del comando v 3 1 5 la velocit della raffica di vento media in un periodo di 3 s y la velocit del vento media in 10 min a 10 m di altezza sul terreno piatto o al livello del mare in relazione alla scala di Beaufort Per il calcolo dei carichi dovuti al vento in condizioni di servizio si assume che il vento soffi orizzontalmente ad una velocit costante media a tutte le altezze Nella verifica delle gru _400 e 430 1 carichi causati dall azione del vento sono stati trascurati poich la macchina di media taglia e inadatta a funzionare in
98. ica a fatica secondo le norme DIN Oft 5 a 100 29 3 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0ft Om1 2 34 5 6 7 8 9 1011121314 15 16 17 18 1920 Ten IEEE iu H1 B3 14 60 16 80 19 1 Max carico passante dall orizzontale 56 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN N Q O 57 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN 58 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo le norme UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 Classificazione e classe di distribuzione della massa MDCI tutti i carichi agenti per gravit sulle masse sulle differenti parti della gru aumentano gli effetti dei carichi risultanti e non sono affetti da movimenti voluti e classe di sollevamento struttura flessibile e sistema di comando con caratteristiche dinamiche uniformi e gruppo di sollecitazione combinazione dei carichi A1 condizioni di servizio normale sollevamento discesa dei carichi con verricello senza eff
99. io da WO W2 e da KO a in base all influenza pi o meno rilevante degli intagli dipendente dalla forma dalle modalit di costruzione dalla foratura e dal tipo e qualit dei cordoni delle saldatura Ognuno di questi casi considera la diminuzione della resistenza a fatica al crescere dell effetto di intaglio I coefficienti di intaglio considerati nella verifica delle sezioni di questa gru sono tutti uguali a WO per il materiale base a KO giunto saldato e verificato mediante raggi X o liquidi penetranti e a K1 giunto saldato non verificato Nella verifica delle gru si ha generalmente a che fare con sollecitazioni composte ovvero la combinazione di sollecitazioni di tipo o e di tipo Per calcolare la tensione equivalente si utilizza il criterio classico di Von 2 2 2 idedle Ox O B Ox Oy 9f lt O amm Mises O In generale nella verifica delle gru in particolare nelle sezioni caratteristiche dei vari sfili del pacco bracci si ha a che fare con tensioni normali o generate da momento flettente e sforzo normale e con una tensione tangenziale t dovute a momento torcente e taglio Poich la risulta nulla per il calcolo della tensione ideale conveniente utilizzare la formula semplificata della teoria di Von Mises 2 2 S 3 lt 6 1 amm La normativa DAST Richtlinie 011 permette poi di ricavare le tensioni ammissibili in funzione del materiale e del coefficiente y 4
100. ispondenti a spostamenti medi 5m lt Xy lt 10m il primo e 7 4 lt Xang lt 7 2 il secondo 78 Capitolo 5 Verifiche strutturali Classi D dello spostamento medio X Spostamento lineare Spostamento angolare Classe Spostamento medio Classe Spostamento medio Xin Xu m rad Xin lt 0 63 Xang 1 16 0 63 lt Xin lt 1 25 1 16 lt Xang 1 8 1 25 lt Xin 2 5 8 lt Xang n 4 2 5 lt Xin lt 5 10 Xin lt 20 T lt Xang S 2T 20 Xin lt 40 40 lt Xin lt 80 80 lt Xin lt 160 160 lt Xin lt 320 D Di D D D x DD ul Si assume un coefficiente dello spettro di carico kQ pari a 0 5 al quale corrisponde secondo norma UNI EN 13001 1 una classe Qu Classi Q dei coefficienti dello spettro di carico kQ Classi Coefficienti dello spettro di carico kQ lt 0 0313 0 0313 lt KQ lt 0 0625 0 0625 lt KQ lt 0 1250 0 1250 lt KQ lt 0 2500 0 5000 lt KQ lt 1 0000 t Occorre ora definire il fattore X la massa delle parti rotanti ovvero ai pesi propri della macchina Si sta considerando la configurazione _400 6 J4 alla quale corrisponde una massa complessiva della sola macchina pari a X p 2508 kg 2508 daN G 79 Capitolo 5 Verifiche strutturali Il coefficiente dinamico gi stato definito precedentemente per la configurazione in esame risulta essere 118 Q il massimo carico sollevato che influenza la parte in analisi per data co
101. itazione ammissibile Ao non tiene conto della qualit del materiale ma solamente della presenza di saldature e della loro qualit Questo fatto risulta notevolmente scomodo sia dal punto di vista dell interpretazione fisica sia dal punto di vista della ricerca delle soluzioni Per quel che riguarda il significato ingegneristico ci che pare in disaccordo con la teoria classica che la presenza della saldatura tale da compromettere l intera resistenza di un elemento Negli sfili delle gru analizzate il cordone di saldatura posto nella parte inferiore della sezione esagonale quindi soggetto per lo pi a carichi di compressione che peraltro l unica sollecitazione che riduce il fenomeno della fatica Diversamente negli sfili delle prolunghe integrali le saldature sono poste sul fianco dell esagono in corrispondenza dell asse neutro di flessione Le tensioni che giocano nell uno o nell altro caso sono notevolmente diverse ci nonostante la norma pur considerando la presenza della saldatura un elemento estremamente significativo per la durata a fatica non ne fa alcuna distinzione Questo fatto sicuramente a vantaggio della sicurezza della macchina e degli operatori ma parallelamente sovradimensiona gli elementi strutturali che nel caso specifico di una gru influisce direttamente ed in maniera molto negativa sulle caratteristiche intrinseche della macchina 197 Conclusioni Altro fattore discutibile sempre rigua
102. l braccio principale e quello secondario dovuto alla geometria del collegamento tra le due parti 119 Capitolo 5 Verifiche strutturali Asse colonna 6840 650 18919 P 8 1 1 1965 9 81 21204N Q Q g 1 18 900 9 81 10418N M v max P la ds d S 21204 6 84 4 0 67 10418 18 92 0 67 363331Nm M min 45 21204 6 84 0 67 154242Nm Mou M Lou 1 154242 Omax Onin TE a W W 518 8 mm 403 0 gt 393 6 n mm mm Non verificata Azioni sul piano laterale 120 Capitolo 5 Verifiche strutturali Asse colonna d au 490 502 Si presentano le stesse sollecitazioni che quando il braccio principale era sull orizzontale generavano la torsione dovute all inzancatura M 1415Nm f L max M L 963Nm Mi M i 1415 Agi O max 04 7 Lina Dm 22266 1 0 W W 694 0 mm 1 04 n lt AOp 393 6 28 Verificata Azioni torsionali 121 Capitolo 5 Verifiche strutturali 650 6840 12180 I carichi dovuti alla rotazione dei comandi sono quelli gi visti durante la verifica del braccio secondario S max 2582N S min 1170N Xch dem 99 O _ 9 09 1965 21 40 900 1 max Mpu Q 1965 900 X chmn dp 6 84m S ds Je 2585 12 18 0 65 33166Nm
103. la norma UNI CEN TS 13001 3 1 si sceglie il giunto No 7 sollecitazione normale nella direzione della saldatura con saldatura a piena penetrazione continua ed una qualit di livello nelle condizioni di base che fornisce Ao e pari a 180 N mm 76 Capitolo 5 Verifiche strutturali prospetto A3 Elementi saldati Continua No Ao Dettaglio costruttivo Requisiti Condizioni di base Saldatura manuale o parzialmente meccanizzata a Condizioni speciali am lt eli Saldatura automatica nessun punto inziale 1 NC AX gt Saldatura con restringimento da contrazione 1 NC Sollecitazione normale nella direzione della saldatura 180 Saldatura a piena penetrazione continua qualit di livello B aldatura a piena penetrazione continua qualita di livello 140 Saldatura a penetrazione parziale continua qualit di livello C 90 Saldatura intermittente qualit di livello C Si sceglie un coefficiente di resistenza specifica alla fatica yw 1 15 considerando i componenti non sicuri senza pericolo per le persone eseguendo un ispezione e manutenzione periodica degli elementi con dettagli del giunto accessibili Per trovare s m ovvero il coefficiente della storia delle sollecitazioni necessario conoscere la classe S dei coefficienti di storia delle sollecitazioni La classe S va scelta a sua volta in funzione della classe dello spettro di carico del tipo
104. la resistenza a fatica della gru in esame deve pi semplicemente risultare Omax GDamm Tmax TDamm lt 1 1 Con la verifica condotta seguendo le norme tedesche DIN la gru risulta verificata in tutti i suoi componenti Di seguito si riportano i diagrammi di carico della gru modello _400 verificata seguendo le norme DIN 52 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN O N PITS57 PIQS57 53 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN Oft 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 7 Me I I I I I LLILLITIILLII O N Q Oo 54 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN Massima indinazione JIB 45 sotto orizzontatale Oft 5 10 15 20 25 30 35 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 i 19 1 Im 18 T 0590 16 15 f V 1011121314151617 LITT 1 3 e EE EX ELBLITELBLELEZ O N Q Oi O 55 Capitolo 3 Verif
105. lavorare Verifica del biellismo secondario 177 Capitolo 5 Verifiche strutturali PERNOO Trattandosi di una verifica sono gi note tutte le forze in gioco Sulla biella corta agisce una forza massima di compressione pari a F max compressiaie R 104987N Sulla biella lunga agisce una forza massima di trazione pari a F max frazione R 1614710N Verifica biella lunga Materiale StE 885 S900 MC EN 10149 2 A favore di sicurezza prendo S690 N Dalla UNI CEN TS 13001 3 1 f 627 178 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica fusto biella R 2 _ 1614712 403 6 2 Verificato A 20 100 mm Verifica orecchie a strappo RD 161471 2 N cd A 20 60 8 52 mm Ogg Verificato Verifica biella corta Materiale StE 690 S700 N 2 mm Dalla UNI CEN TS 13001 3 1 f 2618 Verifica fusto biella s Ra 109870 UN sies w A 120416174 mm Re 185 4 Verifica perno 0 179 Capitolo 5 Verifiche strutturali Materiale 35NiCrMol6 060 1 18mm a 3mm A 2826mm W 21195mm Verifica a flessione _ W fp _ 21195 900 M 17341363Nmm a Sos 1 1 1 0 3 4382505Nmm 2 13 08 Msa lt Mr4a Verificato Verifica a taglio 1 Af 3 2826 900 1001204N u 3 4 43 11 10 _ F _ 973890 2 486945N F sa F sa lt Fvra Verificato
106. le sollecitazioni risultano essere maggiori con la PIQS Le macchine vengono allestite come segue _400 4 allestita con PIQS 57 _400 5 allestita con PIQS 60 _400 6 allestita con PIQS 60 Per la determinazione della massa totale si considerano le masse parziali indicate nella tabella che segue ad esclusione del gruppo basamento della colonna e del pistone principale poich questi non incidono significativamente sull inerzia Per determinare i baricentri invece si estrapolano i dati dal modello CAD 3D Le masse riportate in tabella sono misurate e pertanto pi attendibili Pesi propri daN PESI PROPRI PI57 PESI PROPRI PI60 Basamento completo di traverse pistoni i 1650 Nasello 75 Nasello 50 distributore tubi valvole Colonna rotante 460 Bielle 30 Bielle 30 Braccio principale 312 Braccio 125 Braccio 100 Braccio secondario 370 1 sfilo 70 1 sfilo 53 1 braccio sfilabile 175 2 sfilo 60 2 sfilo 43 Peri pistoni ad esempio il cad non considera l olio in esso contenuti la cui massa incide per in maniera significativa Al contrario la posizione del baricentro si ritiene che vari di una quantit trascurabile nell ordine di qualche centimetro pertanto si ritengono validi i dati forniti dal calcolatore 65 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2
107. lecitazione media nelle strutture in condizioni come saldate ovvero senza rinvenimento della sollecitazione trascurabile 6629 S Il coefficiente della storia delle sollecitazioni quindi indipendente dalla sollecitazione media e la resistenza a fatica secondo normativa si basa prettamente sull intervallo delle sollecitazioni Nei dettagli non saldati oppure in quelli saldati e rinvenuti l intervallo effettivo di sollecitazione da utilizzare nella valutazione della fatica pu essere determinato aggiungendo la porzione di trazione dell intervallo di sollecitazioni e il 60 della porzione di compressione dell intervallo di sollecitazione o tramite un analisi speciale Le incertezze nel valutare la resistenza a fatica e le possibili conseguenze di un danneggiamento devono essere tenute in considerazione tramite un coefficiente di resistenza specifica alla fatica Yur Yme Componenti non sicuri Ispezione ed ULM i Componenti sicuri Senza pericolo per Con pericolo per le accesso le persone persone Ispezione e manutenzione MM 1 0 1 15 1 25 periodica Dettagli del giunto 72 Capitolo 5 Verifiche strutturali accessibili Ispezione e manutenzione periodica 1 15 1 25 1 39 Scarsa accessibilit Si definiscono o Componenti strutturali sicuri sono quelli con ridotte conseguenze del cedimento cos che il cedimento locale di un elemento no
108. li _400 e _430 con allestimento fino a otto sfili nel braccio secondario ed appartenenti alle categorie delle gru 40t m e 43t m dove 40t m momento di sollevamento corrisponde alla capacit di carico della gru risultante dal prodotto del peso 10 Introduzione sollevabile dal singolo braccio per la distanza dall asse colonna Le gru appartenenti a questa categoria presentano un andamento lineare nell intorno delle 40t m e 43t m per ogni carico sollevato alle diverse distanze assunte dai bracci sfilabili dall asse colonna La capacit di carico costante in prossimit dei punti di massima estensione della macchina permessa dal tipo di collegamento tra il braccio primario la colonna e il cilindro principale si utilizza di fatto un quadrilatero articolato che consente di avere un braccio pressoch costante anche alle massime aperture del cilindro principale come mostrato dai diagrammi di carico di seguito riportati F direzione della forza sviluppata dal cinematismo L dimensione della leva di sollevamento Con biella With rack 2180 4 50 1300 Senza biella Without rack T 16 05 6 05 7 90 9 85 1 1 75 e IRE A 580 s 11 Introduzione 10750 7200 4850 3520 2660 2090 jeso 1400 1170 900 3 10 475 655 845 10 45 12 45 14 60 16 80 19 10 21 40 33660 23650 15840 10670 7744 5852 4598 3696 3080 2574 1980 ibs 69 102
109. lla base della gru o al veicolo al fine di dare stabilit senza sollevare il veicolo dal suolo e braccio stabilizzatore Parte dello stabilizzatore in grado di estendere lateralmente il martinetto stabilizzatore dalla posizione di trasporto a quella di lavoro e martinetto stabilizzatore Parte di uno stabilizzatore in grado di stare a contatto con il suolo per fornire la stabilit richiesta e fondazione fissa Supporto fisso comprendente punti di montaggio per una gru e gru per la movimentazione di legname Gru per autocarro progettata costruita ed equipaggiata specificatamente con un organo di presa per caricare scaricare il legname non trattato per esempio tronchi d albero rami L operatore comanda la gru da un sedile rialzato o dalla cabina 212 Appendice A UNI EN 12999 e momento di sollevamento totale Somma del momento di sollevamento netto e del momento prodotto dai pesi propri Lista dei pericoli significativi Lista di situazioni pericolose e di eventi pericolosi significativi che potrebbero causare rischi alle persone durante il normale utilizzo e l utilizzo scorretto prevedibile La norma UNI EN 12999 contiene anche i punti che necessario seguire per ridurre o eliminare 1 rischi connessi a tali pericoli gt Pericoli di natura meccanica generati da O O Inadeguatezza della resistenza meccanica della gru e delle sue parti Pericolo di schiacciamento Pericolo di cesoiamento Pericolo di tagli
110. lla struttura del braccio principale L incremento della sezione resistente sufficientemente elevata da garantire la tenuta a fatica e con un incremento di massa contenuto 713 kg A 113 4 cm I 12 516 5 cm W 662 2 cm 204 Conclusioni Con tale soluzione alla sua massima estensione la gru si trova a poter sollevare una massa superiore di 100kg Questo incremento di massa posto alla distanza di 21 40m dall asse colonna genera un aumento di coppia pari a 2140kg m corrispondenti a circa 2 t m Le gru _400 e _430 verrebbero cos riclassificate come _420 e _450 rispettivamente 205 Conclusioni 206 Bibliografia o UNI EN 12999 Gru caricatrici o UNIEN 13000 Gru mobili o UNI EN 13001 1 Criteri generali per il progetto principi e requisiti generali o UNIEN 13001 2 Criteri generali per il progetto azioni dei carichi o UNI CEN TS 13001 3 1 Criteri generali per il progetto stati limite e verifica della sicurezza delle strutture di acciaio o UNI CEN TS 13001 3 2 Criteri generali per il progetto stati limite e verifica di idoneit delle funi nei sistemi in taglia o Niemann Winter Hohn Elementi di macchine Est springer o Baldassini Vademecum per disegnatori e tecnici Hoepli o Il nuovo manuale di meccanica Zanichelli Esac o Nuovo Colombo Manuale dell ingegnere meccanico Hoepli 207 208 Appendice A UNI EN 12999 Appendice A UNI EN
111. locit superiore a 5 m 18 zm Carico di prova La normativa impone di utilizzare il grande carico di prova che considera una maggiorazione del 25 del carico sollevato sommato al 10 del totale del peso proprio delle masse sospese riportate in punta Casi di carico La norma specifica anche i casi di carico e le sollecitazioni ammissibili da applicare alla gru 49 Capitolo 3 Verifica a fatica secondo le norme DIN o Caso H il caso in cui le sollecitazioni sono dovute ai soli carichi principali o Caso Hz il caso in cui le sollecitazioni sono dovute ai carichi principali e all azione del vento o Caso Hs il caso in cui le sollecitazioni sono dovute ai pesi propri della gru e al grande carico di prova Nel caso Hz le tensioni ammissibili vengono maggiorate del 12 5 rispetto al caso H Per i modelli 400 e _430 si verificato che il caso Hz risulta meno gravoso del caso H in quanto l aumento delle sollecitazioni dovuto all effetto del vento risulta inferiore all aumento del valore ammissibile delle tensioni Analogamente nel caso HS le tensioni ammissibili vengono maggiorate del 10 rispetto al caso Hz ovvero 1 125 1 1 1 2375 volte maggiori rispetto al caso H Valgono dunque le stesse considerazioni fatte per il caso precedente Il caso H risulta il pi gravoso perci le verifiche strutturali sono state eseguite in tali condizioni Verifica a fatica La verifica della resistenza a fatica
112. m Tees wx Yo W 85 3 cm Sellia 106 m Azioni sul piano verticale Asse colonna 23050 26050 Dip 3 4 32 41 43 25 23 24 188kg P dj mpg4 8 1 1 121 9 81 2029N 0 0 g 1 18 420 9 81 4862N M Qa d 2029 23 05 20 92 4862 26 05 20 92 29264Nm dy 2029 23 05 20 92 4322Nm Mou My 29264 4322 AB Di a iim Ras and N W W 107 4 mm 166 Capitolo 5 Verifiche strutturali 232 2 CUM lt Am 393 6 mm mm 2 Verificata Azioni sul piano orizzontale WI Fu Y Missio 1 24 0 g te oc 188 420 9 81 tg 5 522 Y hi min 2 sfilo 2 4 8 18 Gna 188 9 81 1g 5 161N Sra eio F 1 05 522 548N hi max 2 sfilo 5 Fi 1 05 161 169N Smax ed Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna d Mpyo 4 d9 Q _ 23 05 188 26 05 420 x alsm Mpe Q 188 420 25 12m X olsun 23 05m clsss ds 169 23 05 20 92 360Nm M omas Mg _ 2302 360 N x E mE 22 8 W W 85 3 mm y y N 2 AG 228 lt 393 6 167 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verificata 168 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione Sis 1 braccio sfilabile A 29 0 cm
113. m f v min M ducc iis fmm _ 369573 246079 _ 189 2 22 W W 652 8 mm 189 2 22 lt Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna S 5 Fi Fic 0 g t8 dax 1674 348 420 9 81 1g 5 2096N deg Mg t8 ax 1674 348 9 81 tg 5 z1735N Suis mde Fu 1 05 2096 2201N Suits m F 105 1735 81822N Saa d Smin agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna mo m d Q 7 66 1674 348 420 26 05 420 10 29m em Mo tmp Q 1674 348 420 d 7 66m mc CANN d 2201 10 20 0 65 21218N 153 Capitolo 5 Verifiche strutturali is Smin Ao 7 ds 1822 7 66 0 65 12772N M Mi i _ co co Mes Miss _ 21218 12772 g N W W 1040 0 mm 8 1 5 S 393 6 mm mm Verificata Azioni torsionali I momenti torcenti sono gli stessi visti per la sezione A A 1208Nm M sin 998Nm t min La verifica si esegue allo stesso modo Asse colonna M M 12 m 1 i ATga T max mA al i 998 9 0 31 28 2 8 2 s A 2 6 56190 5 0 31 a SAT 393 6 a mm mm Verificata 154 Capitolo 5 Verifiche strutturali Braccio principale verticale e pacco bracci orizzontale Verifica della sezione A A 290 A
114. n Omax la sollecitazione massima che nel caso specifico generata dall azione del peso proprio e del carico utile mentre Omin la sollecitazione minima che nel caso specifico generata dalla sola azione del peso proprio Si procede con la verifica della gru base 400 8 e successivamente della gru 400 6 4 81 Capitolo 5 Verifiche strutturali Gru base 400 8 Verifica della sezione S42 8 braccio sfilabile 27 3 cm 1473 cm 2 I 395 cm 1 W W 126 3 cm ni 8 4 j W 177 3 cm x W 85 8 62 124 1 Azioni sul piano verticale A sse colonna Sp P me g 21 1 74 52 9 8121360N O Q g 1 16 900 9 81 10242N Dove mg comprende la massa dell ottavo sfilo e del relativo martinetto idraulici di sfilamento Va precisato che a valle della sezione Su alla massa delle parti 82 Capitolo 5 Verifiche strutturali sospese non partecipa la camicia dello stelo dell ottavo martinetto ma poich se ne conosce solo la massa totale e poich la Aosa il risultato di una differenza considerando la stessa massa in entrambi i termini Omax Gmin 1l risultato non varia M wa ni P a d 4 1360 20 33 19 09 10242 21 40 19 09 25345Nm d 1360 20 333 19 09 1686Nm M M Gg S m m
115. n causa il cedimento della struttura o la caduta dei carichi o Componenti strutturali non sicuri sono quelli nei quali il cedimento locale di un elemento porta rapidamente al cedimento della struttura o alla caduta dei carichi Esecuzione della verifica a fatica o Gru base 400 8 braccio braccio 1 sfilo 2 sfilo 3 sfilo 4 sfilo 5 sfilo 6 sfilo 7 sfilo 8 sfilo principale secondario 73 Capitolo 5 Verifiche strutturali o Gru 400 6 J4 braccio 1 sfilo 2 sfilo 3 sfilo 4 sfilo 5 sfilo 6 sfilo I secondario Prolunga Integrale braccio principale Sezione calcolata SO Asse colonna SI Articolazione colonna braccio principale S2 Braccio principale S3 Articolazione braccio principale S4 Braccio secondario S5 1 braccio sfilabile S6 2 braccio sfilabile S7 3 braccio sfilabile S8 4 braccio sfilabile S9 5 braccio sfilabile S10 6 braccio sfilabile S11 7 braccio sfilabile 512 8 braccio sfilabile S13 Articolazione PI60 S14 Braccio PI60 S15 1 sfilo PI6O S16 2 sfilo PI6O S17 3 sfilo PI60 74 Capitolo 5 Verifiche strutturali 518 4 sfilo PI60 519 Articolazione 57 S20 Braccio PI57 521 1 sfilo PIS7 S22 2 sfilo PI57 S23 3 sfilo PI57 S24 4 sfilo PI57 S25 Prolunga meccanica PE2A S26 Prolunga meccanica PE3A S27 Prolunga meccanica PE2B
116. n condizioni di servizio che fuori servizio incluse tutte le fasi di trasporto montaggio e smontaggio in caso di guasti prevedibili di componenti e 38 Capitolo 2 Cenni sulle normative durante le prove effettuate in conformit del manuale di istruzioni A tal fine il fabbricante o il suo mandatario deve utilizzare i metodi di verifica appropriati Le misure da adottare per garantire la stabilit della macchina conformemente ai principi di integrazione della sicurezza concernono in primo luogo la stabilit intrinseca della macchina Secondo laddove persiste il rischio di perdita della stabilit si dovranno installare i necessari dispositivi e attrezzature di protezione per evitare che la macchina si ribalti o si rovesci A tal proposito il fabbricante deve considerare l uso scorretto prevedibile della macchina che potrebbe comportare il rischio di ribaltamento o rovesciamento Le necessarie misure di protezione possono comprendere ad esempio la dotazione di stabilizzatori limitatori di velocit dispositivi di controllo della posizione dispositivi di rilevazione del sovraccarico e del momento e dispositivi di rilevamento dell inclinazione Terzo per i rischi residui che non possono essere completamente eliminati da questi dispositivi si dovranno fornire se necessari degli indicatori adeguati quali ad esempio tachimetri inclinometri e anemometri oltre alle informazioni avvertenze e istruzioni necessarie affin
117. nfigurazione Q pari a 420 G Ne consegue 1 67 y Si assume inoltre una struttura con travi principali sporgenti oltre i supporti Secondo la norma UNI CEN TS 13001 1 la classe S che ne risulta S43 Classi S dei coefficienti s della storia della sollecitazione Classe Coefficiente della storia della sollecitazione s lt 0 008 0 008 lt s lt 0 016 0 016 lt s lt 0 032 0 063 lt s 0 125 0 125 lt s lt 0 250 0 250 lt s lt 0 500 0 500 lt s lt 1 000 0 1000 lt s lt 2 000 0 2000 s lt 4 000 Dalla UNI CEN TS 13001 3 1 risulta definito il coefficiente s m 3 della storia delle sollecitazioni s 0 063 s m 3 delle classi S Classe S0 S 1 S2 54 55 56 S7 S8 S9 Cres m ome ue w 9 K 9 I parametri trovati vengono riassunti nella tabella seguente o At 2180 N mm 1 15 1 25 10 lt C 2 50 107 C 2 10 80 Capitolo 5 Verifiche strutturali U Sm lt Xin 10m D s z 4 lt Xang lt 1 2 Qu G 22508 daN 2508 kg X p 6 1 1 1 18 fino alla 400 6 J4 1 16 per il 7 ed 8 sfilo Q 4200N Si 1 67 0 s m 3 0 063 Si pu ora definire l intervallo di sollecitazione ammissibile Agra Nar A yu 3 1 15 3 0 063 mm Per definire Aog occorre conoscere le sollecitazioni massime e minime Omax O mi
118. nita ad un attuatore idraulico e valvola di massima Valvola che scarica automaticamente l olio idraulico nel serbatoio quando la pressione supera un valore specificato e stazione di comando rialzata Stazione di comando ad una certa altezza dal livello del suolo per esempio un sedile rialzato applicato alla colonna della gru o una piattaforma posizionata sopra alla base della gru per autocarro 211 Appendice A UNI EN 12999 e carico nominale Carico per il cui sollevamento in determinate condizioni di lavoro per esempio configurazione posizione del carico stata progettata la gru e indicatore di carico Dispositivo che fornisce entro i limiti di tolleranza specificati almeno una indicazione continua del superamento del carico nominale e un altra indicazione continua in certi tipi di gru dell avvicinamento al carico nominale e limitatore di carico Dispositivo che impedisce automaticamente che la gru movimenti carichi maggiori del carico nominale tenendo conto degli effetti dinamici durante il normale funzionamento e funzione di messa in opera Funzione della gru utilizzata per predisporre la gru al sollevamento e velocit di discesa per cedimento Distanza in un dato tempo in cui il carico scende a causa dei trafilamenti interni dei componenti idraulici e rotazione Movimento rotatorio della colonna e del gruppo bracci intorno ad un asse verticale e stabilizzatore Supporto della struttura di sostegno fissato a
119. norma di tipo B prevale la norma di tipo C Responsabilit del costruttore I costruttori che immettono le macchine sul mercato europeo devono adeguarsi alle disposizioni previste dalla Direttiva Macchine Per immissione sul mercato si intende anche il caso di un azienda che fornisce un macchinario a se stessa per costruire o modificare macchine per proprio uso personale o ancora l importazione di macchine nell ambito della Comunit Europea Responsabilit dell utilizzatore 18 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Spetta agli utilizzatori accertarsi che le nuove macchine acquistate abbiano la marcatura CE e siano accompagnate da una Dichiarazione di Conformit alla Direttiva Le macchine devono essere utilizzate secondo le istruzioni del fabbricante Le macchine esistenti in servizio prima dell entrata in vigore della Direttiva Macchine sono tenute a garantire la conformit alle regolamentazioni della Direttiva sull Uso delle Attrezzature di Lavoro Direttiva Sociale Analisi del rischio UNI EN 14121 Affinch una macchina o altra apparecchiatura possa essere ritenuta sicura necessario valutare attentamente i rischi che potrebbero derivare dal suo utilizzo Esistono molte tecniche di valutazione del rischio ma nessuna pu essere ritenuta la strategia migliore La normativa specifica d alcuni principi generali ma non pu indicare esattamente la procedura da seguire per ciascun caso specifi
120. ntale L effetto del carico S viene applicato agli elementi esposti alle forze dei comandi alla gru ed al carico lordo Sul piano orizzontale si hanno solo gli effetti prodotti dalla rotazione della colonna principale La norma UNI EN 12999 impone S S AS dove AS S S la variazione dell effetto del carico dovuto alla variazione della forza del comando AF 5 S sono gli effetti del carico iniziale 1 e finale f F F sono le forze del comando iniziali 1 e finale f Come prescritto dalla norma UNI EN 12999 assumo 1 05 Per eseguire la verifica ci si pone nella situazione pi gravosa si ipotizza dunque una condizione di gru ferma ed una successiva messa in rotazione della colonna principale in questo modo l accelerazione angolare agente sulla macchina risulta essere la massima Per carico lordo si intende la somma delle masse di carico utile accessori di presa e qualora applicabile una parte della fune 64 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 Per la verifica delle versioni delle macchine con in dotazione la prolunga integrale PI va naturalmente considerata anche la massa di tali estensioni Le PI sono presenti in due versioni 57 e 60 ciascuna dotata di tre PITS o quattro sfili PIQS A favore di sicurezza si considera sempre il caso pi gravoso che si presenta con le versioni a quattro bracci sfilabili
121. o del carico sollevabile Nella configurazione di massimo sbraccio o AM x cs AO y RIS AO p A CS W A parit di braccio aumentare il momento flettente equivale ad aumentare il carico sollevato di una quantit pari a cs da cui Q Q xcs 900 1 1 1000kg Considerando questa come nuova portata si basa su questa il ridimensionamento della sezione S34 Si considera il caso peggiore con braccio principale verticale e pacco bracci orizzontale Supponendo che la variazione del peso proprio sia trascurabile con la nuova modifica c on la nuova portata si avrebbe P g 1 1 1965 9 81 21204N Q Q g 1 18 1000 9 81 11575N M dos oa d 21204 6 84 0 67 11575 18 92 0 67 385996Nm Jf v max 45 21204 6 84 0 67 154242Nm Moss 154242 AO Opin 9 AZ di W W 518 8 mm A de On POL dg Ac 4467 Occorre modificare la sezione ovvero il modulo di resistenza flessionale il coefficiente di sicurezza diventa dunque il rapporto tra i prima e dopo la modifica Si ricava cos il minimo valore del modulo di resistenza della sezione S54 da ottenere con la modifica 203 Conclusioni cs 0 88 W gt 589 5cm e cs 0 88 Un esempio di soluzione rappresentata nelle figure seguenti sono state create tre piastre di rinforzo da unire mediante saldatura dello stesso spessore e materiale de
122. o o sezionamento Pericolo di impigliamento Pericolo di trascinamento o intrappolamento Pericolo di urto Pericolo di perforazione o puntura Pericolo di strisciamento o abrasione Iniezione o eiezione di fluido ad alta pressione Proiezione di oggetti Perdita di stabilit Scivolamento inciampo caduta gt 2 Pericoli di natura elettrica generati da O O Contatto di persone con elementi in tensione contatto diretto Contatto di persone con elementi che entrano in tensione in caso di guasto contatto indiretto Avvicinamento ad elementi ad alta Fenomeni elettrostatici Radiazioni termiche o altri fenomeni come la proiezione 213 Appendice A UNI EN 12999 o di particelle fuse e gli effetti chimici derivanti da cortocircuiti sovraccarichi ecc gt 3 Pericoli di natura termica che causano o Bruciature scottature o altre lesioni da possibile contatto di persone con oggetti o materiali a temperature estremamente elevate o estremamente basse da fiamme o esplosioni ed anche per radiazione da sorgenti di calore o Effetti dannosi alla salute provocati da un ambiente di lavoro caldo o freddo gt 4 Pericoli generati dal rumore Non significativo per gru che non comprendono la sorgente di potenza gt 5Pericoli generati da vibrazioni 1 5 9 5 10 5 7 Pericoli generati da materiali e sostanze e dagli elementi chimici che li costituiscono lavorati o utilizzati dalla macchina o Pericoli da contatto o inalazione
123. ocarro in una configurazione tale che a riposo si trovi ad essere trasversale all asse longitudinale del mezzo Per superare gli ingombri laterali massimi consentiti dall autocarro si sfrutta un disassamento inzancatura tra gli assi longitudinali del braccio principale e di quello secondario in modo che la larghezza in posizione di riposo risulti semplicemente dalla somma delle larghezze dei bracci Per ottenere una struttura con elevate prestazioni e volume e massa ridotti vengono principalmente impiegate lamiere in materiali speciali con alto valore di snervamento Per massimizzare il campo di azione congiuntamente alla capacit di estensione degli sfili viene utilizzato un motoriduttore idraulico installato sulla colonna rotante Attraverso un pignone che ingrana con una corona dentata solidale al basamento permette una rotazione continua della colonna e dei rispettivi bracci a essa collegati Alla macchina sono richieste anche elevata versatilit e interfacciabilt Per avere un elevata flessibilit e soddisfare il pi possibile le richieste del mercato i modelli in esame presentano otto versioni base in funzione del numero di bracci sfilabili richiesti Oltre agli allestimenti di base le gru permettono l impiego di un ulteriore accessorio denominato jib o prolunga integrale Anche quest ultimo accessorio possiede dei bracci telescopici da tre a quatto bracci sfilabili chiamato JIB3 JIB4 rispettivamente o pi
124. olamentari e amministrative degli Stati membri nel settore delle costruzioni 35 Capitolo 2 Cenni sulle normative dalle ultime due cifre dell anno di fabbricazione dal simbolo di identificazione dell organismo di ispezione interessato dal numero del certificato CE di conformit Pi in particolare per progettazione e costruzione le macchine devono essere atte a funzionare a essere azionate a essere regolate e a subire la manutenzione senza che tali operazioni espongano a rischi le persone se effettuate nelle condizioni previste tenendo anche conto dell uso scorretto ragionevolmente prevedibile Le misure adottate devono avere lo scopo di eliminare ogni rischio durante l esistenza prevedibile della macchina comprese le fasi di trasporto montaggio smontaggio smantellamento messa fuori servizio e rottamazione I requisiti essenziali elencati nella direttiva sono inderogabili Valutazione dei rischi ANALISI DEI RISCH basata sui limiti definiti e sull uso previsto della macchina della macchina se Step 1 progettazione intrinsecamente sicura RIDUZIONE DEI Step 2 RISCHI protezioni e misure di protezione prima dell immission complementari ZEN sul mercato u Step3 u direttiva macchine informazioni per l uso gt sulla macchina md TII cartelli di avviso pittogrammi dispositivi di allarme ecc SY 4 gt nel manuale di istruzioni se pe E A amam i Misur
125. olo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione Sg 4 braccio sfilabile x A 51 8 cm I 6639 0 I 2250 0 em W Wg 374 0 Wi 521 9 cm W 281 3 cm SESS IAA Azioni sul piano verticale Asse colonna 19860 P my g 1 1 515 495 9 81 10899N P agisce sul baricentro dei centri di massa del quarto quinto e sesto sfilo mq4 6 e della prolunga integrale m alla distanza dp dall asse colonna 132 Capitolo 5 Verifiche strutturali Mao dy _12 91 515 19 86 495 d d Mae m 515 495 16 32m 0 0 g 1 18 420 9 81 4862N Mid P a ds Qd E ds 10899 16 32 10 17 4862 26 05 10 17 144632Nm M Luis Pd d 10899 16 32 10 17 2 67029 Nm M M E Onn m room _ 158032 00009 ogg W W 374 0 mm 206 4 2 lt 393 6 i mm mm Verificata Azioni sul piano orizzontale Asse colonna S Maso mp 8 18 dmx 515 495 420 9 81 1 5 1227N Y imin sio Maso Mp 8 tg x 515 495 9 81 tg 5 867N max 4 filo i IRA 1 05 918 1288N S min 4 sfito s Fi 1 05 867 910N ma d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna 133 Capitolo 5 Verifiche struttural
126. propri dei soli bracci ed accessori dall asse colonna Q carico sollevato La norma UNI EN 12999 impone di considerare come forze dovute all accelerazione del gruppo dei comandi 1 carichi orizzontali dovuti alla massa della gru e al carico utile calcolate mediante la relazione Fii m g tga Dove o Fy il carico orizzontale indotto dalla massa della gru e dal carico utile mi la somma della massa della gru e del carico utile o g la costante di gravit 9 81 m s o a la massima inclinazione ammessa la gru in questo caso a 5 Come per i carichi verticali viene calcolata la in funzione della sezione che si sta verificando Ancora una volta la configurazione pi sfavorevole data dalla gru con bracci primario e secondario orizzontali e con tutti gli sfili aperti compresi quelli delle prolunghe integrali sempre poste in orizzontale Vale ancora la considerazione di macchina inizialmente ferma per cui anche in questo caso si ha S 0 Ne consegue che AS Si ricavano le spinte S 5 AS con 1 05 Carichi indotti dagli spostamenti quando la gru in opera i dispositivi di sicurezza e stabilizzazione impongono che il veicolo sia fermo Tali carichi pertanto non sono previsti 67 Capitolo 4 Classificazione della macchina e dei carichi secondo norma UNI EN 12999 e UNI EN 13001 2 Carichi dovuti al vento in condizioni di servizio I carichi da vento sono assunti come agent
127. r parte dei casi che presentano pi di una possibile conseguenza una sola quella pi probabile Occorre sempre prendere in considerazione tutte le conseguenze plausibili non solo il caso pi grave Il risultato del processo di Valutazione del rischio dovr portare a una tabella dei vari rischi legati alla macchina con indicazione della gravit di ciascuno Non esiste un unico tasso di rischio o un unica categoria di rischio per una 20 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine macchina ogni rischio deve essere considerato e valutato singolarmente La gravit del rischio pu essere solo stimata la valutazione dei rischi non una scienza esatta l obiettivo della Valutazione del rischio deve essere una corretta strategia di riduzione dei rischi Probabilit chesi verifichi l evento pericoloso Rischio Gravit legato del al pericolo danno potenziale potenziale Frequenza e durata di esposizione al pericolo Possibilit di evitare o limitare la probabilit che si verifichi l evento pericoloso Riduzione del rischio La riduzione dei rischi definita in termini di eliminazione e neutralizzazione del rischio ovvero ridurre la probabilit che un danno o incidente possa accadere le misure adottate devono avere lo scopo di eliminare ogni rischio durante l esistenza prevedibile della macchina incluse le fasi di trasporto montaggio smontaggio smantellamento messa fuori servizio e ro
128. rax 996 900 9 81 rg 5 1602N Firi min 3 sfilo Hg 8 t8 o e 996 9 81 1g 5 829N S max 3 sfilo 3 filo 1 05 1602 1682N S min 3 sfilo s Fr 1 05 829 870N max d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna di ma doy Q 13 84 996 21 40 900 TS m Q 996 900 X 17 49m X dp 13 84m S min Sms X olgn 7 ds 1682 17 49 8 13 15744N min Saa 7 ds 870 13 84 8 13 4968N f 0 min 98 Capitolo 5 Verifiche strutturali M M 15774 4 O max HE O nin E rmm Sorin 2 298 31 2 28 W W 345 4 mm Ag 310 58 3936 mm mm Verificata 99 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S 2 braccio sfilabile 8 fi Wa Z A A 62 5 cm I 14 455 cm I 4077 cm Wa W 542 9 cm W 752 8 cm W 416 0 55 www ne N N SAS P 8 1 1 74 86 103 127 133 134 142 52 52 52 51 49 53 52 9 81 z12518N Q 4 Q g 1 18 900 9 81210418N 4 12518 12 66 6 18 10418 21 40 6 18 239679 Nm 100 Capitolo 5 Verifiche strutturali M nin d 12518 12 66 6 18 81117Nm M _ AO Ou O min o 292 1 BE W W 542 9 mm 29
129. rdante l intervallo di sollecitazione ammissibile che la norma non tiene conto della qualit del materiale Gli sfili delle gru _400 e _430 sono in StE 885 corrispondenti secondo la designazione attuale ad un acciaio S900MC EN10149 2 avente una tensione limite di snervamento pari 900N mm Supponendo di realizzare gli stessi organi in acciaio Fe360 corrispondente a S235 EN10025 avente una tensione limite di snervamento di 235N mm risulta intuitivo che la resistenza viene ridotta di una quantit pari al rapporto tra le due tensioni limite ovvero di quasi 4 volte Ci nonostante la norma sempre per la presenza della saldatura non considera la differenza tra i materiali Questo fenomeno va poi ad incidere sulla ricerca delle soluzioni Il principio alla base delle gru quello di minimizzare il peso della macchina e gli ingombri senza ovviamente trascurare l aspetto economico A parit di massa complessiva a pieno carico dell autocarro sul quale le gru viene montate minor peso della gru significa maggiore capacit di trasporto del mezzo Tutto ci comporta uno sfruttamento totale del mezzo sia nella fase di trasporto del mezzo sia nella fase di movimentazione dei carichi Quando una gru non risponde pi ai requisiti imposti dalle norme occorre apportare delle modifiche migliorative Non potendo agire sulla resistenza dei materiali poich non considerati l unico intervanto che possibile fare per mettere in sicurezza l
130. re in una somma che deve essere sempre uguale e costante Il beneficio della riduzione del coefficiente dinamico si traduce in un aumento della capacit di carico dall 8 al 10 dando anche una maggiore gradualit ai movimenti della gru In alternativa al sistema standard di stabilizzatori dell insieme gru autocarro per le fasi di lavoro le _400 e _430 possono essere equipaggiate con un sistema pi leggero chiamato sistema ad allargamento ridotto che prevede l impiego di due soli cilindri di allargamento a differenza dei quattro dello standard Per recuperare l inflessione di bracci sfilabili e far raggiungere e questi una configurazione di lavoro altrimenti impossibile la gru ha la possibilit di far spazzare al braccio secondario un angolo che si estende oltre il braccio principale detto angolo negativo Sono gru progettate con l articolazione del braccio secondario che pu effettuare un angolo negativo rispetto al braccio principale permettendo di posizionare carichi al di sotto di porticati o tettoie Fr wmm L angolo negativo permette di recuperare l inflessione del gruppo bracci dovuta sia al peso proprio che al carico sollevato sugli sfili Introduzione x La verifica stata effettuata su una macchina gi esistente e presente in commercio della quale si gi a conoscenza di tutte le caratteristiche geometriche e resistenziali Le macchine oggetto di studio sono due gru a sfili telescopici model
131. rico e se esso non completamente sfilato il carico nominale viene ridotto oppure la gru viene arrestata Questo requisito non si applica alle gru caricatrici forestali Le prestazioni di una gru dipendono fondamentalmente da 2 fattori 1 La stabilit 2 La resistenza dei materiali Nel corso degli anni si assistita ad un evoluzione delle macchine in relazione alle esigenze via via crescenti degli operatori Le prime gru erano di fatto macchine molto pesanti al fine di garantire il sollevamento del carico senza l utilizzo di stabilizzatori Un tempo gli operatori conoscevano esattamente quanto potevano sollevare poich operavano senza sistemi di controllo automatici ma dovevano sentire il carico tramite la gru In seguito la necessit di avere bracci pi lunghi ha richiesto lo sviluppo degli stabilizzatori 41 Capitolo 2 Cenni sulle normative Gli stabilizzatori di prima generazione erano progettati per sollevare anche le ruote del mezzo su cui erano alloggiati Sono comparsi poi stabilizzatori in doppia testata e doppia posizione attualmente in uso nei quali due travi telescopiche in due testate individuali garantiscono un apertura grande pi del doppio della larghezza del telaio A livello concettuale aumentando la larghezza degli stabilizzatori ammesso che questi sia sufficientemente robusti si pu sollevare qualsiasi cosa Grande importanza ha la resistenza del materiale Una leva lunga richiede un
132. rme armonizzate Il fabbricante che sceglie soluzioni alternative deve poter dimostrare che tali soluzioni sono conformi ai requisiti essenziali di sicurezza e di tutela della salute della direttiva macchine tenuto conto dell attuale stato dell arte Di conseguenza tali soluzioni alternative devono fornire un livello di sicurezza che sia per lo meno equivalente a quello ottenuto applicando le specifiche della norma armonizzata pertinente Qualora non siano disponibili le norme armonizzate altri documenti tecnici possono fornire utili indicazioni per l applicazione dei requisiti essenziali di sicurezza e di tutela della salute della direttiva macchine Fra tali documenti si annoverano ad esempio le norme internazionali le norme nazionali i progetti di norma europea le Raccomandazioni per l uso formulate dal coordinamento europeo degli organismi notificati Tuttavia l applicazione di tali documenti tecnici non conferisce una presunzione di conformit ai requisiti essenziali di sicurezza e di tutela della salute della direttiva macchine Alcune tappe fondamentali per l integrazione della sicurezza nelle macchine e impianti di sollevamento sono e Controllo delle sollecitazioni e stabilit e Evoluzione e consolidamento dello Stato dell Arte e Direttiva macchine e norme armonizzate Rischi dovuti alla mancanza di stabilit La macchina deve essere progettata e costruita in modo che la stabilit sia mantenuta sia i
133. rto il supporto dei dispositivi deve essere sufficientemente rigido per assicurare il loro corretto funzionamento o Pulpito di comando a due mani e interruttori a pedale Evitano all operatore l accesso a una macchina mentre questa si trova in una condizione pericolosa es comando presse 25 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Il comando a due mani protegge solo la persona che lo usa L operatore protetto deve essere in grado di osservare tutta l area di accesso al pericolo Per la protezione del resto del personale necessario prevedere altre misure di sicurezza quali ad esempio l installazione di barriere fotoelettriche o Comando ad azione mantenuta per accesso in condizioni specifiche di rischio ridotto Permettono all operatore di accedere a un area pericolosa in caso di operazioni di ricerca guasti manutenzione messa in servizio ecc ad es manovra ad impulsi Sono dotati di interruttori a tre posizioni attivati in posizione centrale e disattivati nelle altre due posizioni rilasciato o completamente premuto Monitoraggio dei segnali di sicurezza i sistemi di controllo I segnali emessi dai dispositivi di sicurezza in campo vengono generalmente monitorati con componenti quali moduli di sicurezza configuratori o PLC di sicurezza definiti dispositivi logici di sicurezza che vengono utilizzati per comandare e talvolta monitorare i dispositivi di uscita quali i contattori La s
134. s Mgao mp O g tg d ax 702 495 420 9 81 1g 5 1388N Y Firin sesio Maso Mp 8 tg dmx 702 495 9 81 tg 5 1027N S av sito Fa asno 105 1388 1457N S min 3 sfilo F hi min 3 sfilo 1 05 1027 1078N max d S min agiscono sui centri di massa calcolo le distanze dei baricentri dall asse colonna 136 Capitolo 5 Verifiche strutturali d m o m do Q _15 13 702 495 26 05 420 X d ma s m Q 7702 4 495 420 S max d 15 13m Smin Sm X cls ds 1457 7 97 8 13 14337N M ima S nin dE d 1078 15 13 8 13 7546N Muss M pmin _ 14337 7546 _ N AC O max O min 19 7 W W 354 4 mm E e A mm mm Verificata 137 17 97m Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione S 2 braccio sfilabile A 62 5 cm I 14455 0 cm I 4077 0 cm W Wa 542 9 cm W 752 8 cm W 416 0 SOCCORSO SSIS e Azioni sul piano verticale Asse colonna 26050 Ma6 896kg P 2 d mo my g 1 1 896 495 9 81 15010N 138 Capitolo 5 Verifiche strutturali P agisce sul baricentro dei centri di massa del secondo terzo quarto quinto e sesto sfilo mo amp e della prolunga integrale alla distanza dp dall asse colonna d Met dy Mo _10 65 896 19 86
135. sedile rialzato Stazione di comando collegata alla colonna che ruota quindi insieme alla gru e rottura del circuito idraulico Guasto in un circuito idraulico che determina una perdita di pressione nel circuito 210 Appendice A UNI EN 12999 e valvola di sostegno del carico Valvola normalmente chiusa che aperta tramite una forza esterna per permettere il flusso di un fluido fuori da un attuatore idraulico e valvola di massima generale Valvola che limita la pressione fornita all impianto idraulico della gru e pressione massima di lavoro Pressione massima nel circuito della pompa o in una singola funzione operativa e momento di sollevamento netto Carico nominale moltiplicato per lo sbraccio e accessori di presa amovibili Attrezzatura intercambiabile che pu essere montata dall utente direttamente o indirettamente sul gancio o su qualsiasi altro dispositivo di accoppiamento di una gru senza influire sulla sua integrit e sbraccio Distanza orizzontale tra l asse di rotazione del braccio gruppo bracci su un piano verticale e punto di applicazione del carico e sbraccio idraulico Sbraccio che pu essere ottenuto mediante elementi a comando idraulico del gruppo bracci e carico utile Carico che sollevato dalla gru e sospeso dagli accessori di presa amovibili o qualora non sia utilizzato un tale accessorio direttamente dagli accessori di presa permanenti e valvola antiurto Valvola che limita la pressione for
136. strutturali Azioni torsionali 670 8480 N 10910 I carichi dovuti alla rotazione dei comandi sono quelli gi visti durante la verifica del braccio secondario Su 2333N Smin 1955N d Amp m amp 0 _ 8 48 1674 495 23 49 420 01 G S max tm Q 1674 495 420 X d 848 M Saa 45 2333 10 91 0 67 327016Nm Sin X ds 1955 8 48 0 67 17888Nm 3 ia Mas M min _ 827016 17888 10 _ 2 s A 2 5 2 6 71568 mm 10 6_ lt 393 6 mm mm Verificata A 71568 157 Capitolo 5 Verifiche strutturali Verifica della sezione B B r A 103 3 cm I 15798 cm I 15080 cm W 785 9 cm W 652 8 cm W 877 6 cm W 4 999 8 cm W 1040 0 cm A 56190 5 mm Le sollecitazioni sono le stesse viste per la sezione A A Azioni sul piano verticale Asse colonna 23406N Q z 4862N s 94a ds 7 23406 5 23 0 69 4862 23 49 0 69 256127 Nm 158 Capitolo 5 Verifiche strutturali M min 23406 5 23 0 69 138564Nm 256127 138564 O max O nin hh zi 8 180 1 A W W 652 8 mm 180 1 2 lt 393 6 AR mm mm Verificata Azioni sul piano laterale Si pres
137. to entro limiti tollerabili Tuttavia pur ripetendo pi volte il processo interattivo di valutazione e riduzione dei rischi pu accadere facilmente che sussistano rischi residui Ad eccezione delle macchine costruite in conformit con una norma di tipo C automatica presunzione di conformit con i requisiti essenziali di sicurezza e salute spetta al progettista giudicare il livello di tollerabilit del rischio residuo o le eventuali ulteriori misure da prendere fornendo informazioni ed indicazioni specifiche riguardo ai rischi residui sotto forma di iscrizioni e o targhe con le istruzioni per l uso ecc Le istruzioni dovranno altres specificare le misure da adottare quali ad esempio 1 dispositivi di protezione personale DPP o procedure operative particolari anche se queste ultime non saranno mai affidabili quanto le misure implementate direttamente dal progettista della macchina Esempio di conseguenza di manomissione degli impianti di sicurezza RUA bn 30 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine 31 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine 32 Capitolo 2 Cenni sulle normative Capitolo 2 Cenni sulle normative Le normative di prodotto Europee EN sono specifiche tecniche elaborate e approvate dal CEN European Committee for Standardization Le norme di prodotto si riferiscono alle caratteristiche squisitamente tecniche e definiscono le condizioni generali di fornitura e 1 livelli di accettazione I
138. ttamazione Come regola generale se un rischio pu essere ridotto necessario adottare tutte le possibili misure per ridurlo Questo compatibilmente con ogni singola realt economica aziendale le norme utilizzano termini quali ragionevole per indicare che potrebbe esistere la possibilit che alcuni rischi non siano eliminabili senza interventi economicamente molto gravosi La valutazione dei rischi un processo interattivo che deve essere realizzato in diverse fasi del ciclo di vita della macchina i rischi devono essere identificati gestiti secondo un ordine di priorit quantificati adottando misure opportune per eliminare i pericoli o ridurre i rischi connessi con misure opportune per prima cosa con una costruzione sicura quindi con l adozione di misure tecniche di sicurezza Questo processo dovr quindi essere ripetuto per valutare se e in che 21 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine modo i singoli rischi siano stati ridotti a un livello accettabile accertandosi che non siano stati introdotti rischi ulteriori Di seguito si riportano le linee guida per la progettazione e costruzione sicura e l adozione delle misure di sicurezza sesupectrreusuresurscouses deilimiti della macchina we dei M pericoli sr Stima WOII m rischi w i Valutazione dei rischi La macchina CE 2 Fine sicura No w Riduzione del rischio sesuroosn esuvecurvecu oc
139. tura che sebbene in minima parte contribuiscono anch essi ad aumentare il modulo di resistenza a flessione Inoltre a favore di sicurezza non stato considerato il martinetto come contributo attivo alla resistenza ma solamente per quanto riguarda il carico resistente Tenendo conto quindi di tali fattori e della differenza tra gli intervalli di sollecitazione ammissibile e di progetto si ha che la gru risulterebbe essere verificata anche nella sezione S34 Dalla relazione di calcolo della gru 400 si mostra una verifica della sezione del braccio principale considerando le forze effettivamente agenti su di essa Braccio principale braccio principale e pacco bracci allineati sull orizzontale 199 Conclusioni 1 bracci allineati Sez 690 A 72 36cm Ix 8873cm ly 10064 Wxl 5615cn Wx2 518 8cm Wx3 652 4 Wx4 7272 Wy 694 cm rasa Mfy R24y 23 2 R23x 57 R24x 59 R23y 2 8 16675 x 23 2 115134 x 57 102285 x 59 113212 x 2 8 597689 daNcm N 113212 16675 96537 daN trazione T 115134 102285 12849 daN 62 597689 518 8 41648 694 96537 72 6 238 daN cm 1 597689 561 5 41648 694 96537 72 6 2454 daN em 12849 12x 25 8 161293 2x25 2x28 4x0 6 603 Giai 2667 daN an Superfluo il calcolo in 3 e 4 Considerando le forze effettiv
140. vata dal 51 degli stati membri Presunzione di conformit Un prodotto costruito in conformit a una norma armonizzata europea EN che stato pubblicato nella Gazzetta Ufficiale dell Unione Europea per una specifica direttiva o tipo di macchinario presunto conforme ai requisiti essenziali di tale direttiva fino a prova contraria Risulta essere una autocertificazione del costruttore che se ne assume legalmente tutte le conseguenze una volta che da un ente controllore venga verificata una non conformit 17 Capitolo 1 La sicurezza delle macchine Norme di tipo A B e C Le norme armonizzate in materia di Sicurezza Macchine si dividono in tre tipi come qui di seguito descritto o Norme di tipo A norme base contengono i concetti fondamentali i principi di progettazione e gli aspetti generali applicabili a tutte le macchine o Norme di tipo B norme gruppo trattano un aspetto specifico della sicurezza o un dispositivo di sicurezza Sono suddivise in due gruppi Tipo BI riguardano aspetti particolari della sicurezza ad es distanze di sicurezza temperatura della superficie rumore Tipo B2 riguardano i dispositivi di protezione ad es comandi a due dispositivi di interblocco delle protezioni o Norme di tipo C norme per famiglie di macchine trattano 1 requisiti di sicurezza per tipologia di macchina Quando una norma di tipo C devia da una o pi disposizioni di una norma di tipo A o da una
141. vute modifiche al fine di avere una struttura con classe di sollevamento superiore con i conseguenti vantaggi economici del caso Trattandosi fortunatamente di una sezione che non riguarda l impacchettamento degli sfili le modifiche apportabili implicano costi relativamente contenuti ed un prezzo di vendita definito in primo luogo dalla classe di sollevamento risulterebbe molto maggiore 201 Conclusioni AO u cs mo 912 183 3 2 14 Su 291 3 1 34 So 315 2 1 24 Sg 312 8 1 25 S7 305 1 1 29 400 8 56 292 1 1 34 Ss 240 6 1 63 54 222 5 1 76 S2A_Ist_orizzontale 400 0 0 98 S2B _1st orizzontale 331 2 1 18 S2A_1st_verticale 403 0 0 97 S2B_Ist_ verticale 312 9 1 25 Sig 190 1 2 07 517 247 7 1 58 S16 232 2 1 69 Sis 235 8 1 66 S14 223 4 1 76 510 274 5 1 43 So 221 9 1 77 400 6 J4 Sg 206 9 1 90 97 192 3 2 04 S6 177 9 2 21 Ss 142 9 2 75 54 129 9 3 03 S2A Ist orizzontale 230 3 1 70 2 Ist orizzontale 189 2 2 08 San iuc verticale 226 4 1 73 SOB ist verticale 180 1 2 18 202 Conclusioni Come si pu notare dalla tabella tralasciando la sezione S oggetto di future modifiche il minimo coefficiente di sicurezza si ha nella sezione 5 braccio sfilabile dell allestimento base Senza modificare tale sezione ma semplicemente portandola al limite consentito coefficiente di sicurezza cs 1 si ottiene il conseguente aument
142. z ricottura ricottura fucinatura 5 tempra rinvenimento critici ione subcritica isotermica 810 8 80 850 880 l 550 560 Ih 223 Appendice B Materiali utilizzati Caratteristiche meccaniche Durezza HB allo stato Ricotto lavorab ile Ricotto bonific isoterm ato ico gt 100 Ricotto sferoid gt 100 lt 2 50 HRC martensite Diametro temprabile mm 90 50 olio acqua 53 42 25 ale 224 Appendice B Materiali utilizzati gt Ghisa SF400 Ghisa sferoidale con una struttura ferritica ottenuta per mezzo di un trattamento termico E usata quando viene richiesta una buona lavorabilit e una buona lucidit dei particolari finiti Per la sua struttura ferritica raccomandata per usi che richiedono una alta conduttivit elettrica e di calore Questa lega ha una buona lavorabilit ed una buona elasticit Propriet meccaniche e fisiche Resistenza a trazione N mm Carico unitario di scostamento dalla proporzionalit min N mm Allungamento min 20 Modulo di elasticit N mm 160000 Modulo di elasticit tangenziale N mm 62000 Durezza HB N mm 13 17 Resilienza min a T 20 J 14 Resilienza D V M J Limite di fatica a flessione alterna N mm Resistenza alla compressione N mm Coefficiente di Poisson Coefficiente di dilatazione t

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