Ente Nazionale Meccanizzazione Agricola SERVIZIO DI ACCERTAMENTO DELLE CARATTERISTICHE FUNZIONALI E DELLA SICUREZZA DELLE MACCHINE AGRICOLE

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1 Ente Nazionale Meccanizzazione Agricola SERVIZIO DI ACCERTAMENTO DELLE CARATTERISTICHE FUNZIONALI E DELLA SICUREZZA DELLE MACCHINE AGRICOLE CERTIFICATO n DISPOSITIVO DI DISINNESTO: SKB 61/20 TIPO 2400 DITTA COSTRUTTRICE: GKN Walterscheid GmbH Haupstrasse Lohmar (Germania) Roma, novembre /12

2 PROVE ESEGUITE IN CONFORMITÀ AL CAPITOLATO ENAMA N 49 REV. 01, DA: Ing. Michele Galdi (Commissione Tecnica ENAMA) Geom. Renato Delmastro (CNR - Torino) Sommario DESCRIZIONE 3 FUNZIONAMENTO DEL DISPOSITIVO 4 SCOPO DELLE PROVE 5 DESCRIZIONE DEL BANCO PROVA 5 MODALITÀ APPLICATIVE 7 Prove dinamiche 8 RISULTATI DELLE PROVE 11 Riarmo del disinnesto 11 Coppia residua 11 Tempo di arresto 11 COMMENTO SULLA FUNZIONALITÀ 11 Per una migliore chiarezza ed interpretazione dei risultati, si ricorda che: 1 giro/min = 1min -1 1 MPa = 10 bar 1 kw = 1,36 CV 1 m 3 /s = 3600 m 3 /h 1 m/s = 3,6 km/h 1 l = 1 dm 3 Momento di una forza = prodotto della forza per la distanza tra la direzione della forza e l asse di rotazione (braccio). Unità di misura = Nm 2/12

3 DESCRIZIONE Il dispositivo di disinnesto sotto carico (Modello SKB 61/20 tipo 2400), messo a punto dalla Ditta GKN Walterscheid GmbH di Lohmar (D) è stato realizzato per escludere in maniera rapida, intere sezioni del cinematismo di macchine agricole. In particolare il sistema ha il compito di scollegare macchine azionate mediante trasmissione cardanica consentendone l arresto sia per motivi funzionali che di emergenza. Il dispositivo di disinnesto sotto carico può rappresentare, in sintesi, una soluzione atta a consentire una migliore sicurezza per carri miscelatori e rotoimballatrici ma può essere utilizzato anche su altre categorie di macchine. Grazie all estrema semplicità costruttiva il dispositivo si presta (previa corretta installazione) ad impieghi retrofit su macchine usate. B A A Figura 1 - Viste schematiche del dispositivo A) scanalatura della ghiera; B) bullone a trancio. 3/12

4 FUNZIONAMENTO DEL DISPOSITIVO Il dispositivo di disinnesto della trasmissione (Modello SKB 61/20, Tipo 2400) funziona per semplice attivazione di un dente metallico che, contrastando una delle quattro scanalature radiali della ghiera di attivazione del dispositivo in rotazione (A), determina la rottura del bullone a trancio (B) con effetto di disaccoppiamento della trasmissione cardanica, consentendo l arresto della trasmissione del moto alle macchine ad esso collegate. Il dispositivo di disinnesto ha le seguenti caratteristiche: un contenitore del meccanismo formante la struttura del dispositivo; un sistema di disinnesto tramite bullone a trancio (B); una ghiera esterna formata da 4 sagomature atte a garantire, unitamente al sistema di blocco, l arresto del sistema; collegamenti alla pdp (presa di potenza) mediante innesto scanalato; possibilità di flangiatura su diversi tipi di macchine operatrici al fine di offrire una più ampia gamma di utilizzo. 4/12

5 Figura 2 - Il dispositivo nel corso delle prove su banco. SCOPO DELLE PROVE Le prove hanno avuto l obiettivo di verificare l effettiva capacità del sistema di scollegare la trasmissione così da permetterne l impiego su macchine agricole azionate da trasmissione cardanica. In particolare si è cercato di evidenziare la capacità di far corrispondere, agli interventi del sensore di sicurezza, il disinnesto della trasmissione e il suo reinnesto solo a seguito di un azione volontaria. E stato, inoltre, valutato l andamento degli sforzi necessari al disinnesto del meccanismo in relazione alla coppia trasmessa. Nel caso specifico essendo lo sgancio ottenuto da un contrasto metallico che si contrappone alle ghiere in rotazione, la forza necessaria viene garantita dalla struttura del dispositivo di contrasto per cui non vi è variazione della forza richiesta all attuazione del dispositivo. DESCRIZIONE DEL BANCO PROVA La prova è stata effettuata su un banco realizzato per testare il sistema di disinnesto sotto carico (figure 2 e 3). 5/12

6 Il banco è composto da: un generatore di potenza (motore elettrico); un albero cardanico che lo collega al dispositivo oggetto della prova; sensori, aventi funzione di acquisire la velocità di rotazione e la coppia dallo stesso assorbita; un freno; un limitatore di sicurezza; un sistema di rilascio del comando del dispositivo. DATI TECNICI UNITA ELETTRICA Potenza (kw) 200 Velocità alla presa di moto (giri/min) 540 FRENO Tipo: Coppia frenante: disco con pinza freno vedi limitatore LIMITATORE DI SICUREZZA GKN Walterscheid GmbH (Nm) 500 TORSIOMETRO Tipo GKN Walterscheid GmbH Fondo scala (Nm) 2500 Sensibilità (%) +/- 1 Banda passante (Hz) 500 AZIONATORE DISACCOPPIATORE Tipo: DISACCOPPIATORE Tipo: GKN Walterscheid GmbH GKN Walterscheid GmbH mod. SKB 61/20 BULLONI Durezza (ISO) 8,8 Diametro (mm) 8 TEMPERATURA AMBIENTE (C ) 18 6/12

7 e Figura 3 - Schema del banco prova: a) motore 200 kw; b) dispositivo in prova; c) misuratore di coppia; d) limitatore di sicurezza; e) freno. MODALITÀ APPLICATIVE Nella scelta della modalità per il ciclo di prova sono state rispettate le operazioni realmente effettuate dall utilizzatore in campo, come previsto dal protocollo di prova. La sequenza adottata è stata la seguente: 1. posizionamento del dispositivo d innesto e disinnesto nella posizione d innesto; 2. avvio dell unità elettrica di potenza; 3. stabilizzazione della velocità di rotazione della presa di potenza; 4. inizio acquisizione dei parametri funzionali della trasmissione (coppia trasmessa, numero di giri, tempo di arresto e coppia residua) con il misuratore di coppia; 5. disinnesto del dispositivo mediante sistema di contrasto meccanico azionato elettricamente; 7/12

8 6. sostituzione del bullone a trancio; 7. ritorno al punto 3 e ripetizione del ciclo di prova al fine di poter verificare i valori e l efficacia del dispositivo più volte; 8. arresto dell acquisizione dati. Prove dinamiche Con la sequenza sopra descritta, sono state eseguite le seguenti prove: 1. Prove senza frenatura (coppia prossima agli 0 Nm) con velocità di rotazione dell unità di potenza di 540 giri/min al fine di simulare il regime della pdp delle trattrici (fig.4); 2. Prove con frenatura, rilevata all uscita del disaccoppiatore, (punto F della fig.3) di 228 Nm e con velocità dell unità di potenza pari a 540 giri/min, (fig.5); 3. Prove con frenatura, rilevata all uscita del disaccoppiatore, di circa 405 Nm e con velocità dell unità di potenza pari a 540 giri/min, (fig.6). Figura 4 - Rappresentazione grafica di una delle prove effettuate (sgancio senza coppia trasmessa). 8/12

9 Velocità di Coppia Tempo Coppia rotazione di sgancio residua (min-1) (Nm) (sec) (Nm) Senza coppia frenante ,4 0 Tabella 1 - Valori misurati medi delle tre ripetizioni (sgancio senza coppia trasmessa). Figura 5 - Rappresentazione grafica di una delle prove effettuate (sgancio con coppia trasmessa di 228 Nm). Velocità di Coppia Tempo Coppia rotazione di sgancio residua (min-1) (Nm) (sec) (Nm) Con coppia media frenante di 228 Nm ,15 0 Tabella 2 - Valori misurati medi delle tre ripetizioni (sgancio con coppia trasmessa di 228 Nm). 9/12

10 Figura 6 - Rappresentazione grafica di una delle prove effettuate (sgancio con coppia trasmessa di 405 Nm). Velocità di Coppia Tempo Coppia rotazione di sgancio residua (min-1) (Nm) (sec) (Nm) Con coppia media frenante di 405 Nm ,09 0 Tabella 3 - Valori misurati medi delle tre ripetizioni (sgancio con coppia trasmessa di 405 Nm). 10/12

11 RISULTATI DELLE PROVE Riarmo del disinnesto Nel caso del sistema in esame, il disinnesto avviene per rottura del bullone a trancio per cui il riarmo della trasmissione può avvenire solamente per sostituzione del bullone ovvero con un azione volontaria. La sostituzione può avvenire solamente a macchina ferma in quanto, diversamente, sarebbe impossibile inserire il nuovo bullone nella corrispondenza dei due fori della prima e seconda flangia. Coppia residua In tutte le condizioni di prova la coppia residua è risultata nulla come si può rilevare dai 3 grafici e relative tabelle. Tempo di arresto In tutte le condizioni di prova il tempo di arresto è risultato inferiore ad 1 sec. COMMENTO SULLA FUNZIONALITÀ Dalle verifiche eseguite e dai dati riportati nel presente rapporto tecnico, si possono trarre le seguenti considerazioni: il dispositivo di disinnesto sotto carico (Mod. SKB 61/20 tipo 2400), progettato da GKN Walterscheid GmbH è in grado di scollegare la trasmissione meccanica agli organi lavoranti di varie macchine agricole, assicurando il raggiungimento dell obiettivo prefissato di migliorarne la sicurezza; durante le prove di laboratorio non sono state riscontrate anomalie o malfunzionamenti in nessuna delle condizioni operative cui è stato sottoposto il dispositivo; infine la possibilità di disporre per le macchine agricole di un dispositivo di sicurezza come la SKB 61/20 che permetta all operatore di bloccare la macchina o parti di essa in caso di imminente necessità, rende l utilizzo della stessa più sicuro. Se installato correttamente, il dispositivo può essere impiegato anche su macchine agricole usate per azioni di retrofit. 11/12

12 IL PRESENTE CERTIFICATO, RELATIVO AL DISPOSITIVO DI DISINNESTO MOD. SKB 61/20 TIPO 2400, È VALIDO PER CINQUE ANNI O FINO AL MODIFICARSI DELLE NORME DI RIFERIMENTO ED È UFFICIALMENTE RICONOSCIUTO DAI SOCI DELL ENAMA: ASSOCAP (Associazione Nazionale dei Consorzi Agrari) CIA (Confederazione Italiana Agricoltori) COLDIRETTI (Confederazione Nazionale Coltivatori Diretti) CONFAGRICOLTURA (Confederazione Generale Agricoltura) UNACMA (Unione Nazionale Commercianti Macchine Agricole) UNACOMA (Unione Nazionale Costruttori Macchine Agricole) UNIMA (Unione Nazionale Imprese Meccanizzazione Agricola) NONCHÉ DAI MEMBRI DEL CONSIGLIO DIRETTIVO DELL ENAMA NEL QUALE SONO RAPPRESENTATI ANCHE: MIPAF (Ministero per le Politiche Agricole e Forestali) Regioni e Province Autonome ISMA (Istituto Sperimentale per la Meccanizzazione Agricola) COMPONENTE CERTIFICATO ENAMA - ENTE NAZIONALE PER LA MECCANIZZAZIONE AGRICOLA VIA LAZZARO SPALLANZANI, 22/A ROMA TEL FAX info@enama.it STILGRAFICA srl - ROMA - Tel /12