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Sensori per macchine movimento terra

Soluzioni Elen dedicate all'applicazione selezionata.

Sensori per macchine movimento terra

Sensori per macchine movimento terra

L'applicazione dell'elettronica sulle macchine movimento terra presenta criticita particolarmente elevate, dovute alla combinazione di ambienti di lavoro estremamente aggressivi, carichi meccanici molto elevati e cicli operativi intensivi. Rispetto ai veicoli stradali e anche ai trattori agricoli, queste macchine operano spesso in condizioni ancora più gravose, con sollecitazioni continue e concentrate su specifici organi della macchina.

Le macchine movimento terra lavorano in presenza di polvere fine, sabbia, ghiaia, fango e detriti solidi, spesso altamente abrasivi. Operano in cantieri, cave, miniere e ambienti industriali dove sono frequenti pioggia, neve, gelo, umidità elevata e lavaggi ad alta pressione. Le escursioni termiche possono essere molto ampie, tipicamente da -30 C a +85 C, con temperature localmente superiori in prossimita di motori, sistemi idraulici, trasmissioni e impianti di scarico. L'esposizione a oli idraulici, gasolio, grassi, additivi e agenti chimici accelera il degrado dei materiali e dei componenti elettronici.

Dal punto di vista meccanico, le macchine movimento terra sono soggette a vibrazioni elevate, urti ripetuti e shock impulsivi generati dalle operazioni di scavo, carico, sollevamento e movimentazione di materiali pesanti. I continui cambi di carico, le brusche inversioni di moto e gli impatti contro materiali duri generano sollecitazioni estreme che possono causare rotture meccaniche, microfratture nelle saldature, allentamenti strutturali e guasti intermittenti dei sistemi elettronici e dei sensori.

L'impianto elettrico rappresenta un ulteriore fattore critico. Le elevate correnti di avviamento, i carichi induttivi dell'impianto idraulico, l'uso intensivo di elettrovalvole, relè e motori elettrici generano forti disturbi elettrici ed elettromagnetici. Sono frequenti sovratensioni, transitori rapidi, cadute di tensione e disturbi EMC, amplificati da cablaggi lunghi, spesso esposti e soggetti a danneggiamenti meccanici.

Un guasto elettronico su una macchina movimento terra puo causare l'arresto immediato delle attivita di cantiere, con costi elevati dovuti ai fermi macchina, ai ritardi nelle lavorazioni e ai rischi per la sicurezza dell'operatore e del personale circostante. Per questo motivo, l'elettronica di bordo deve essere progettata privilegiando robustezza, affidabilità e continuità operativa, anche a scapito di soluzioni tecnologiche più complesse ma meno resistenti.

Caratteristiche richieste ai sensori per macchine movimento terra

I sensori impiegati sulle macchine movimento terra devono essere specificamente progettati per applicazioni heavy-duty e off-highway, con requisiti di robustezza superiori rispetto all'automotive tradizionale.

Dal punto di vista ambientale, i sensori devono garantire un elevato grado di protezione contro polvere, fango e liquidi, con grado di protezione minimo IP67 e preferibilmente IP69K. Devono resistere a immersioni temporanee, getti d'acqua ad alta pressione e a lavaggi frequenti, oltre a essere realizzati con materiali compatibili con oli idraulici, carburanti, grassi e agenti chimici industriali.

Dal punto di vista meccanico, e fondamentale un'elevata resistenza a vibrazioni, urti e shock meccanici. I sensori devono mantenere la stabilità della misura anche in presenza di carichi dinamici elevati, forti accelerazioni e impatti ripetuti. La struttura meccanica deve essere rinforzata e i sistemi di fissaggio progettati per evitare allentamenti e cedimenti nel tempo.

Per quanto riguarda le prestazioni metrologiche, e richiesta un'elevata stabilità nel tempo, con bassa deriva termica e buona ripetibilità su tutto il campo di temperatura. I sensori devono garantire un funzionamento affidabile per l'intero ciclo di vita della macchina, spesso superiore ai 10-15 anni, senza necessità di frequenti ritarature o interventi di manutenzione.

Dal punto di vista elettrico ed elettromagnetico, i sensori devono essere protetti contro inversioni di polarita, sovratensioni, load dump, scariche elettrostatiche e disturbi impulsivi. Devono essere conformi alle normative EMC per macchine off-road e heavy-duty. Sono preferibili interfacce di uscita robuste, come 4-20 mA o bus digitali quali CAN o J1939, rispetto alle uscite analogiche in tensione, più sensibili ai disturbi e alle cadute di tensione.

Un requisito essenziale e la presenza di funzioni di autodiagnostica, in grado di rilevare guasti come cortocircuiti, circuito aperto, segnali fuori range o anomalie interne. I sensori devono supportare strategie di sicurezza funzionale e modalita fail-safe, in conformità alle normative applicabili alle macchine movimento terra.

Infine, e fondamentale la facilita di integrazione e manutenzione. I sensori devono essere dotati di connettori sigillati di tipo industriale o automotive heavy-duty, cablaggi standardizzati e soluzioni che ne permettano la rapida sostituzione in campo, riducendo i tempi di fermo macchina.

Conclusione

L'elettronica applicata alle macchine movimento terra deve essere progettata secondo criteri di estrema robustezza e affidabilità, in grado di garantire un funzionamento continuo in ambienti altamente aggressivi e sotto sollecitazioni meccaniche ed elettriche molto elevate. In questo contesto, i sensori rappresentano componenti critici per il controllo, la sicurezza e l'efficienza della macchina e devono assicurare misure affidabili, stabili e sicure per l'intero ciclo di vita operativo della macchina.

Applicazioni tipiche

Requisiti tecnici

Soluzioni personalizzate

I prodotti Elen sono progettati per integrarsi su macchine movimento terra garantendo continuità operativa e riduzione dei fermi macchina.

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