Misurazione, pesatura e determinazione del baricentro delle sovrastrutture delle macchine minerarie usando la tecnologia di misura e prova della HBM

La Kolubara Metal Vreoci in Serbia fu fondata nel 1953 come dipartimento della Kolubara - un grande conglomerato industriale minerario. La Kolubara Metal è una società di produzione ed ingegneria specializzata in apparecchiature minerarie, manutenzione e riparazione delle apparecchiature ed altri macchinari ingegneristici utilizzati nell'industria mineraria.

Per facilitare l'assemblaggio e la manutenzione delle macchine minerarie, è necessario trovare un metodo migliore per pesare le sovrastrutture delle macchine minerarie.

Per determinare il peso e la posizione del baricentro delle sovrastrutture delle macchine minerarie, è stata scelta una procedura gravimetrica.  Essa può essere effettuata su differenti tipi di macchine minerarie (scavatori con ruote a pale, crocette, convogliatori mobili di trasferimento, ecc.) e può essere usata anche con svariate strutture di acciaio in altre applicazioni industriali.

La pesatura viene effettuata dalla Kolubara Metal sin dal 1988. Il laboratorio di misura e servizio di ricerca è attivo dal 2002. Esso fu accreditato nel 2009 in conformità alla SRPS ISO/IEC 17025:2006.

La pesatura delle macchine minerarie deve essere effettuata ad intervalli periodici dopo che è stato costruito l'impianto, o dopo che esso subito una sostanziale ricostruzione. La valutazione complessiva della stabilità delle macchine minerarie si basa sui risultati della pesatura (molte macchine minerarie in Serbia si sono precedentemente guastate perché era sconosciuto il baricentro).

Processo di pesatura

La pesatura è un metodo complesso perché comporta il sollevamento dell'intera sovrastruttura (lunga fino a 50 m, alta 40 m e con una massa di 1500 t) dai cuscinetti a sfera del sottotelaio mediante dei martinetti idraulici, rilevando anche il carico individuale sui martinetti.

Il metodo impiegato si basa su due sistemi di misura che operano in parallelo:

  • Misurazione idraulica, che rileva la pressione dell'olio idraulico  
  • Misurazione della resistenza elettrica, ossia della variazione della resistenza elettrica dei trasduttori di forza basati sugli estensimetri 

Le posizioni della macchina mineraria in cui vengono installati i trasduttori di forza sono noti come punti di sollevamento, e sono progettati su misura. Le macchine minerarie possiedono generalmente tre o quattro punti di sollevamento, tuttavia l'azienda è in grado di misurare fino a sei punti contemporaneamente.

Locazione dei punti di sollevamento di uno scavatore con ruota a pale

Misurazione della resistenza elettrica

Il metodo di misura impiega trasduttori di forza C6A della HBM (con capacità di 5.000 KN), il sistema di acquisizione dati MGCplus ed il software di misura catman® per configurare, visualizzare ed analizzare i dati.

Punti di sollevamento
Schema dei trasduttori di forza e del sistema di acquisizione dati compresa la visualizzazione

Misurazione del peso e Determinazione del baricentro

I carichi nei punti di sollevamento vengono misurati in linea, ed i dati di misura sono visualizzati con formato numerico e grafico. Durante la pesatura, si possono osservare i carichi in vari punti. La figura mostra il momento in cui la sovrastruttura è sollevata dai cuscinetti a sfera del sottotelaio (linea piatta). Durante la sequenza di misurazione si può osservare l'oscillazione della sovrastruttura.

Il baricentro (centro di gravità) viene determinato usando il teorema di Varignon.

Rappresentazione grafica dei carichi nei vari punti e della loro somma totale
Teorema di Varignon in forma grafica

Riferimenti ed Autori

Valutazione dei risultati di misura

Dal 2002, il laboratorio di misura e servizi di ricerca ha già effettuato 120 determinazioni del peso

Autori

Branko Nikolić, MSc Mechanical Engineering
Rajko Spasojević, BSc Electrical Engineering

Per ulteriori informazioni visitate:
http://www.kolubarametal.com/

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