Come l’idraulica ha modellato l’industria delle costruzioni

Di tutte le industrie interessate dallo sviluppo e dall’implementazione della potenza idraulica, si potrebbe dire che nessuna industria è stata colpita tanto quanto l’industria delle costruzioni. Dai potenti escavatori che sono una vista così comune nei progetti di costruzione alle attrezzature compatte indispensabili per la costruzione in aree urbane affollate, l’idraulica ha lasciato il segno nella costruzione e ha reso possibili imprese di ingegneria e architettura che altrimenti non sarebbero state fattibili.

Potenza a vapore, cavi e argani

Le prime attrezzature per l’edilizia, comprese le pale a vapore che si dimostrarono inestimabili per le industrie ferroviarie, minerarie e delle costruzioni, utilizzavano complessi sistemi meccanici per ottenere il movimento di una pala o di una benna. Questi sistemi erano costituiti da ingranaggi, sistemi di collegamento, corde e cavi azionati da potenti motori a vapore e successivamente potenti motori diesel. Erano miracoli della tecnologia nel loro tempo e fatto prodezze di ingegneria come i nostri primi sistemi ferroviari, la diga di Hoover, e il canale di Suez possibile.

Primo utilizzo dell’idraulica

La storia indica che il primo utilizzo dell’idraulica nelle macchine movimento terra avvenne nel 1882. La macchina era un escavatore idraulico ibrido, e mentre il suo aspetto è lontano da quello che colleghiamo con la parola escavatore oggi, è stata davvero un’innovazione rivoluzionaria per il suo tempo (gioco di parole). Il suo scopo era quello di aiutare nella costruzione di hull docks in Inghilterra. Probabilmente hai notato l’uso della parola ibrido: la potenza fluida (acqua, per essere precisi) è stata utilizzata per azionare i covoni idraulici per moltiplicare la potenza mentre il resto del sistema utilizzava ancora cavi e argani. Questo design, per quanto interessante e profetico, non si è rivelato molto efficace.

Primo escavatore idraulico

Nel 1897, il mondo vide il primo escavatore/pala completamente idraulica, costruito dalla Kilgore Machine Company. Uno dei vantaggi propagandati dai suoi progettisti è stato il fatto che l’idraulica ha permesso di ammortizzare i movimenti, riducendo il barattolo sull’operatore e il danno da impatto che la macchina avrebbe inevitabilmente sperimentato nel tempo. Queste macchine, a differenza dell’ibrido discusso in precedenza, erano estremamente efficaci. Ora il potere fluido veniva usato per scavare, sollevare, sollevare e depositare invece della manodopera, che riuniva grandi squadre di uomini che lavoravano con utensili manuali cercando di svolgere un compito quasi disumano.

L’espansione dell’idraulica nelle costruzioni

Non è stato fino al 1960 che l’industria delle costruzioni nel suo complesso ha iniziato a passare da cavi e argani all’idraulica su macchine come apripista, escavatori, livellatrici e pale elettriche. Una volta che i produttori hanno fatto quel passaggio agli attuatori idraulici e al controllo idraulico, non hanno mai guardato indietro. Mentre i sistemi idraulici non sono così facili da riparare (specialmente sul campo), si sono dimostrati più affidabili e molto più potenti.

E, come la tecnologia ha continuato a maturare, l’idraulica ha anche permesso di ottenere movimenti molto più precisi (come dimostrano i moderni video che mostrano i denti dell’escavatore utilizzati per rimuovere il coperchio di una bottiglia). Tale precisione ha permesso una maggiore ottimizzazione di alcuni processi di costruzione, come la classificazione delle strade e i cantieri di scavo.

Macchine idrauliche

Quando si tratta di utilizzare l’idraulica in edilizia, si pensa automaticamente a grandi macchine: escavatori, pale, bulldozer, terne e gru massicce. Tuttavia, quelle non sono le uniche macchine in cui i sistemi idraulici sono cruciali. Ci sono ascensori a forbice, trenchers, sistemi di pompaggio del calcestruzzo, cilindri di supporto idraulici e persino macchine per lo stampaggio di mattoni che dipendono tutti dall’idraulica per il loro funzionamento.

Ottenere un movimento potente e un controllo preciso con l’idraulica

Uno dei principali vantaggi delle macchine idrauliche è la possibilità di ottenere movimento tramite attuatori idraulici come cilindri e motori a battente. Attraverso l’uso di più attuatori, sono resi possibili movimenti estremamente complessi. E con l’idraulica che fornisce la potenza dietro questi movimenti, macchine come gli escavatori possono scavare profondamente nella terra o i caricatori frontali possono raccogliere, sollevare e depositare carichi pesanti di terreno o roccia. E l’idraulica, accoppiata con un operatore esperto, può raggiungere il moto ad un grado stupefacente di precisione. I livellatori moderni con i sistemi idraulici sono capaci di accuratezza molto più grande che i loro antenati azionati cavo, argano e collegamento. E quando l’idraulica si combina con la tecnologia moderna come il controllo del grado, il posizionamento laser e il GPS, il potenziale sembra quasi infinito. Gli Stati Uniti hanno già visto caricatori cingolati compatti auto-operativi realizzati da Robotics costruiti al lavoro su cantieri commerciali in California.

Spostamento di macchine edili con motori idraulici

Quando si vede un enorme escavatore che si muove lentamente in un cantiere o forse una piccola minipale che rotola rapidamente con un carico di sabbia umida nella sua benna, si potrebbe essere sorpresi di apprendere che entrambi sono azionati dallo stesso tipo di potenza: la potenza idraulica. La stragrande maggioranza delle attrezzature presenti nei cantieri di tutto il mondo è azionata da energia idraulica.

Che include motori di azionamento finale idraulici che convertono la potenza idraulica in coppia per consentire a pale cingolate, bulldozer, scavatori e terne di trasportare o spingere carichi pesanti. Questi motori, che a volte sono indicati come motori di pista, consentono escavatori cingolati, bulldozer e altre macchine cingolate per continuare a muoversi su alcune delle superfici più difficili immaginabili. Questi motori a propulsione idraulica si basano sul sistema idraulico della macchina per funzionare correttamente. I motori idraulici della ruota sono inoltre indispensabili per le macchine a ruote, quali i caricatori del manzo di scivolo, gli escavatori a ruote, le terne e persino i carrelli elevatori.

Accessori per costruzioni idrauliche

Se avete mai visto un escavatore idraulico utilizzare una serie di ganasce alimentate idraulicamente per masticare rottami di lamiera o cemento, comprendete la potenza e la funzionalità che l’idraulica ha messo a disposizione degli accessori. E questi potenti accessori non sono solo per escavatori massicci, ma per macchine di piccole dimensioni come caricatori minipale e caricatori cingolati compatti. Questi attacchi idraulici possono eseguire un assortimento quasi inimmaginabile di compiti, tra cui:

• martello Idraulico e interruttori (uno dei più antichi tipi di allegati)
• Cavo avvolgitrici
• Capriata bracci (per la manovra e l’immissione capriate)
• Compattatori (ideale per le zone in cui i rulli che si muovono di piastre non può funzionare in modo efficace)
• Trenchers
• Pinze (che può essere utilizzato per caricare i materiali), attacchi di rake/secchi, e pallet forks (che funzionano bene con terne, minipale e pale gommate compatte e possono includere costruzione-grado di utilità delle forchette)
• betoniere
• Magneti (che funzionano bene quando in acciaio deve essere rimosso dal luogo di lavoro)
• Calcestruzzo busters (che funziona alla grande quando la fondazione deve essere rimosso)
• Coclee, tra cui foro per il perno cercatori

E questo elenco non include neppure l’ampia varietà di secchi sul mercato (tra cui ceppo secchi e scheletro secchi, rock benne, benne pulizia fossi secchi, scarico laterale secchi, e benne escavatore idraulico pollici). Per un corretto funzionamento, questi attacchi dipendono completamente dal sistema idraulico della macchina non solo per la potenza ma anche per la capacità di cambiare posizione e manovra.

Questi attacchi consentono di utilizzare una singola macchina per molteplici scopi sul cantiere, un’impresa che non avrebbe potuto essere raggiunta senza l’avvento di sistemi idraulici per macchine movimento terra.

Tendenze future nelle macchine idrauliche

Ci sono diverse tendenze in via di sviluppo che potrebbero alterare ulteriormente il futuro delle macchine da costruzione. Anche la progettazione di sistemi idraulici si concentra maggiormente sulla densità di potenza rispetto alla sola potenza, in particolare con componenti come i motori idraulici in cui lo spazio è limitato. Sempre più costruttori di macchine edili si stanno orientando verso il controllo elettronico rispetto ai più tradizionali metodi di controllo-by-wire. L’avvento di IIoT (o Industrial Internet of Things) consente il monitoraggio remoto delle prestazioni e dell’utilizzo del sistema, supportando la manutenzione predittiva.

Conclusione

L’introduzione dell’idraulica nel settore delle costruzioni ha aumentato drasticamente la produttività, consentendo di fare più lavoro in meno tempo. Ha aumentato le capacità di potenza delle macchine movimento terra, consentendo alle macchine compatte di fornire la potenza necessaria per spostare materiali e altre attività in spazi estremamente ristretti. La potenza idraulica ha permesso alle macchine edili di essere controllate con grande precisione e di ottenere un’incredibile gamma di movimenti. L’idraulica ha persino reso possibile per una singola macchina servire molteplici scopi in un solo giorno: un minipale può essere utilizzato per scavare pali al mattino e poi passare a spostare pallet di forniture nel pomeriggio. Dallo scavo di fondamenta profonde allo spostamento di enormi quantità di terreno al sollevamento di finestre di vetro delicate ma grandi, l’idraulica è diventata un aspetto indispensabile dell’industria delle costruzioni nel suo complesso.

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