Il telaio è spesso parte integrante dei sistemi di sollevamento e la scelta corretta è cruciale per la sicurezza. Quali informazioni sono necessarie? A cosa prestare attenzione? Quali sono i rischi? Come sceglierlo correttamente?

Il telaio può sembrare un elemento semplice: alcune travi d’acciaio saldate insieme e fissate con bulloni. La sua funzione è sostenere la macchina di trazione e il carico di tutto l’impianto. La scelta e la progettazione del telaio adatto, sono fondamentali per il corretto supporto della macchina in relazione al peso e alla coppia generata dal movimento meccanico.

Se si presta scarsa attenzione a questo passaggio, le conseguenze potrebbero rivelarsi fatali. Per scegliere un basamento (altro nome per chiamare il telaio), si parte dai dati del sistema
di sollevamento e dalla normativa di riferimento.

In Montanari disponiamo di speciali moduli editabili che guidano gli utenti alla corretta compilazione. Il passo successivo è l’esecuzione dei test con software di calcolo FEM:
• Sforzo di resistenza alla tensione equivalente
• Deformazione elastica
• Fattore di sicurezza

che dimostra come, anche modifiche di pochi mm, possono avere effetti significativi sul risultato finale. Il caso presentato proviene da una formazione interna (Montanari Academy [1]) basata su progetti reali.

Supponiamo che i dati siano quelli nelle Tabelle 1 – 2 – 3 e il disegno quello nelle Fig. 3 – 4. Verifichiamo come reagirà il materiale ai presunti carichi applicati alla macchina.

Cosa avviene nella simulazione?

Il sistema riproduce l’effetto del peso e del momento torcente (coppia) (Fig. 5 – 6) nel seguente modo:
– il carico statico verticale è applicato all’albero lento;
– la coppia viene applicata alla puleggia di trazione che solleva il contrappeso (CWT).

Si verifica quindi se il modello è in grado di sopportare il carico dato con i test FEM.

TEST: Sforzo di resis tenza all a tensio ne equivalente Metodo di sollecitazione: Von Mises [2]. A causa dell’accelerazione e dell’inerzia dell’impianto, il carico e la coppia applicati alla macchina sono moltiplicati per un fattore di 2.

Secondo le buone pratiche, la sollecitazione massima ammissibile su questo ipotetico telaio è pari a 1/3 della tensione di snervamento. Simulando questa situazione sulla struttura del telaio, otteniamo il risultato in Fig. 7.

Cosa si può dedurre? Vi sono aree di colore diverso. Quelle rosse non sono ammissibili. Il telaio all’apparenza potrebbe essere solido, ma la simulazione ci informa che non è conforme alle caratteristiche del sistema. Senza il test, questo non viene rilevato.

TEST: DEFORMAZ IONE ELASTICA

Secondo le buone pratiche, la deformazione massima ammissibile sulla struttura del telaio deve essere 1/1500 della lunghezza massima: 960mm/1500 = 0,64mm (960 è la lunghezza della trave).

L’area colorata in rosso sulla rappresentazione non è ammissibile: abbiamo deformazioni totali fino a 1,8 mm (Fig. 8 / 9).

TEST: FATTORE DI SICUREZZA

Il fattore di sicurezza minimo è 3: ci sono aree in cui tale fattore non viene rispettato. Una forza superiore alla tensione di snervamento applicata a una struttura può portare a una deformazione permanente (Fig. 10).

Cosa accadrebbe nella situazione reale?
Una deformazione permanente del telaio, dovuta a una errata progettazione, può portare al cedimento dell’intero telaio, che non è più in grado di sostenere correttamente tutto il carico.
Un’ulteriore conseguenza potrebbe essere la fuoriuscita della macchina dalla sede, con rischi elevati per l’intero sistema.

Tenendo conto delle caratteristiche dell’impianto e della macchina di trazione, quale sarebbe stata la soluzione adatta?
In base ai calcoli andiamo a variare solo l’altezza della trave del telaio: rispetto alla Tabella 2, il valore passa da 125 a 175 mm. L’effetto del peso e della forza si vedono nelle Fig. 11 – 12.

Deformazione massima ammissibile sul telaio: 1/1500 della lunghezza massima, secondo la buona pratica: 960 mm/1500 = 0,64 mm. La deformazione totale sul telaio è di 0,2 mm quindi è adatto all’installazione secondo i parametri di sicurezza.

Conclusioni

Un telaio sottodimensionato può compromettere la sicurezza dell’intero ascensore a causa dell’elevato rischio di rotture. Si consiglia di coinvolgere sempre il produttore della macchina per verificare il progetto e confermare il fattore di sicurezza (anche quando il telaio non viene acquistato dal fornitore della macchina). In Montanari si esegue sempre lo studio preliminare. A volte infatti il telaio scelto può anche essere sovrastimato rispetto al sistema e questo comporta un costo maggiore, se si considera l’elevato prezzo delle materie prime.

NOTE CONCLUSIVE

[1] Montanari Academy è stata inaugurata nel 2017 in occasione di Asansor – Istanbul. Da allora, tutti i corsi organizzati per clienti e dipendenti, in tutte le filiali Montanari, sono erogati sotto il nome di Academy per meglio identificare il valore di questo importante servizio.

[2] Richard von Mises: è stato un matematico, ingegnere e accademico austriaco naturalizzato statunitense. In meccanica dei solidi sviluppò la nozione dell’energia di distorsione associata ad
ogni stato tensionale, che è uno dei più importanti concetti usati in ingegneria nel calcolo della resistenza dei materiali. Diede inoltre importanti contributi alla teoria della plasticità formulando
quello che divenne noto come Criterio di von Mises.