Details

1. Introduzione
Il banco prova di durata dei momenti a 45° a sinistra e a destra è un sistema di prova specializzato, basato su servo-idraulica, progettato per simulare carichi a momento flettente a lungo termine su componenti meccanici applicando forze alternate ad un angolo fisso di 45 gradi rispetto al piano orizzontale. Questo banco è specificamente progettato per il collaudo a fatica di gruppi sterzo automobilistici, collegamenti di controllo aerospaziali, giunti di macchinari pesanti e altri componenti critici portanti che sperimentano stress angolari continui e oscillatori nelle applicazioni reali.

2. Panoramica del Sistema e Ambito di Funzionalità
La funzionalità principale del banco prova ruota attorno alla simulazione di momenti flettenti alternati a sinistra e a destra sull'Unità in Prova (UUT) tramite un attuatore idraulico dinamico posizionato a 45 gradi. Il sistema comprende due attuatori chiave:
▹ Attuatore Verticale Statico : Fornisce la capacità di allineamento verticale, garantendo che il punto di applicazione del carico sia perfettamente allineato con l'asse del componente. Questo attuatore permette una corsa di ±150 mm, offrendo massima flessibilità nella configurazione.
▹ Attuatore Laterale Dinamico : Applica una forza controllata da 300 a 350 N nell'orientamento a 45° per indurre momenti alternati. L'attuatore può simulare schemi di carico reali come impulsi d'urto, cicli a ampiezza costante o carichi a ampiezza variabile.
Il sistema di prova è progettato per funzionamento continuo 24/7, garantendo la convalida ad alto rendimento dei componenti sotto test di resistenza che possono durare settimane o mesi.

L'assemblaggio completo include:
▹ Telaio meccanico rigido con guide di allineamento di precisione
▹ Sistema di attuazione con doppi cilindri idraulici ad alta pressione
▹ Controllo servo a ciclo chiuso con regolazione PID
▹ Schermi di sicurezza e interblocchi
▹ Celle di carico e trasduttori di pressione ad alta risoluzione
▹ Interfaccia utente PLC Siemens/Allen Bradley con HMI

3. Caratteristiche Principali
• Cicli di Carico Bidirezionali a 45° : La configurazione unica simula la fatica del momento in senso orario e antiorario utilizzando un solo attuatore. Le forze sono applicate in modo preciso e simmetrico, imitando il comportamento reale con alta accuratezza.
• Profili di Test Configurabili : L'interfaccia PLC e HMI permette agli operatori di configurare cicli multipli, inclusi cicli ad ampiezza fissa, profili di salita/discesa, tempi di mantenimento del carico e cicli di stress al picco.
• Feedback di Carico di Precisione : Celle di carico ad alta sensibilità (5 kN, precisione ±0,1%) garantiscono la misurazione in tempo reale delle forze applicate. I dati del sensore sono trasmessi direttamente al sistema PLC per monitoraggio e registrazione continui.
• Risposta Dinamica del Sistema : Il sistema idraulico, alimentato da una valvola servo Parker e un gruppo motore-pompa, raggiunge un'erogazione quasi istantanea della pressione con risposta in frequenza rapida, consentendo velocità di applicazione del carico fino a 20 CPM o più.
• Sequenza Completamente Automatica : Il sistema supporta l'avvio automatico del test, il monitoraggio del progresso e la terminazione in base a criteri predefiniti (tempo, cicli, rilevamento guasti).
• Registrazione Dati e Generazione Rapporti : Il sistema cattura conteggio cicli, dati di carico, spostamenti, pressione di sistema e anomalie. I rapporti vengono generati in formato Excel, PDF o XML per archiviazione e documentazione di conformità.

4. Applicazioni
Il banco trova ampia applicazione in settori in cui i componenti sono soggetti a carichi ciclici ripetuti:

Settore Automobilistico:
▹ Giunti del piantone sterzo
▹ Alberi intermedi
▹ Giunti universali
▹ Bracci delle sospensioni

Industria Aerospaziale:
▹ Collegiamenti attuatori del timone
▹ Controlli dell'elevatore
▹ Supporti delle superfici di controllo di volo

Macchinari e Attrezzature Fuori Strada:
▹ Collegiamenti bracci di costruzione
▹ Giunti bracci di gru
▹ Giunti di robot industriali

R&D di Prodotto e Laboratori di Certificazione:
▹ Test dei materiali
▹ Valutazione del design dei giunti
▹ Qualifica fornitori OEM

5. Specifiche Tecniche

6. Costruzione e Qualità
Il banco presenta un robusto telaio in acciaio ad alta rigidità per minimizzare le vibrazioni strutturali e garantire stabilità geometrica a lungo termine. Il montaggio dell'UUT avviene tramite una flangia modulare a cambio rapido, consentendo sostituzioni e allineamenti rapidi. Tutti i raccordi idraulici provengono da marchi di fama globale come Parker, Gates e Swagelok. Il sistema utilizza tubazioni in acciaio inox a tenuta, tubi flessibili ad alta pressione e supporti smorzati per vibrazioni sia per l'HPU che per gli attuatori. La disposizione dei quadri, il posizionamento delle valvole e il percorso dei tubi sono ottimizzati per l'accesso alla manutenzione e la fluidodinamica. L'intero banco è verniciato a polvere e protetto dalla corrosione, garantendo durata operativa per anni di uso intenso.

7. Sicurezza e Conformità
La sicurezza è un principio fondamentale di progettazione del sistema:
▹ Arresti di emergenza a doppio canale situati presso la postazione operatore e sul telaio principale
▹ Valvole di sfogo da sovrapressione per circuiti idraulici e meccanici
▹ Logica di controllo conforme a ISO 13849-1 Categoria 3 PL d
▹ Tutti i componenti in pressione e ad alta pressione sono protetti da involucri di sicurezza
▹ Conformità elettrica secondo IEC 60204-1 e marchio CE

8. Operazione e Interfaccia di Controllo
Il sistema è alimentato e controllato tramite un PLC integrato con:
▹ HMI touchscreen da 10"
▹ Programmazione di profili di test personalizzati
▹ Grafici di carico e spostamento in tempo reale
▹ Cronologia allarmi, promemoria manutenzione e assistenti calibrazione
▹ Esportazione dati via USB, LAN o sincronizzazione cloud (opzionale)
Gli operatori possono avviare, mettere in pausa, modificare o interrompere le sequenze di test e accedere immediatamente ai grafici di performance. La protezione tramite password per diversi ruoli (Operatore / Supervisore / Admin) garantisce controllo del registro audit e sicurezza.

9. Manutenzione, Servizio e Supporto
Il banco è progettato con manutenzione predittiva e preventiva:
▹ Sensore di qualità olio e indicatori di intasamento integrati
▹ Accesso facilitato a filtro idraulico e pompa
▹ Avvisi automatici per calo di pressione, aumento temperatura o vibrazioni anomale

Neometrix offre:
▹ Installazione e messa in servizio in loco
▹ Formazione operatori e manuali di manutenzione
▹ Contratti annuali di calibrazione
▹ Contratti di servizio estesi (1-5 anni)
▹ Diagnostica remota e supporto tecnico 24×7

10. Conclusione
Il banco prova di durata dei momenti a 45° a sinistra e a destra rappresenta una fusione di precisione ingegneristica meccanica, accuratezza del controllo idraulico e intelligenza software. Fornisce agli ingegneri di prova una piattaforma potente per simulare condizioni reali, accelerare lo sviluppo del prodotto, convalidare i margini di sicurezza e garantire la conformità agli standard globali. Con il suo ampio set di funzionalità — dai profili di carico programmabili all'acquisizione dati avanzata — il banco rappresenta uno strumento affidabile e indispensabile per assicurazione qualità, R&D sulla fatica e validazione della produzione. È ideale per produttori e laboratori di prova che mirano a ridurre i tassi di guasto dei prodotti, migliorare la durabilità e abbreviare i tempi di sviluppo nei mercati globali competitivi di oggi.