Dinamica dei trasloelevatori nei magazzini automatici e origine delle vibrazioni strutturali
L’intralogistica ad alte prestazioni impone ai trasloelevatori cicli di lavoro continui con sollecitazioni gravose. Nelle strutture verticali ad alta densità HBW (High Bay Warehouse, magazzini automatici verticali), le colonne in acciaio ad altezze elevate sono soggette a rapidi transitori di accelerazione e decellerazione. Durante le fasi di spinta e arresto, la massa oscillante della colonna e del gruppo forcole genera forze d’inerzia che sollecitano la struttura del montante, le guide a terra e l’intera carpenteria.
Le vibrazioni meccaniche presenti nei trasloelevatori derivano da due componenti principali: sollecitazioni ad alta frequenza generate da motoriduttori, inverter e dallo scorrimento delle ruote sulle rotaie, e sollecitazioni impulsive a bassa frequenza causate dalle accelerazioni lineari. Se queste sollecitazioni coincidono con la prima frequenza propria di flessione della colonna, si innescano risonanze ed elevate oscillazioni residue. Senza un adeguato isolamento delle vibrazioni basato su componenti in gomma-metallo, la flessione dinamica compromette la precisione di posizionamento delle forcole nei vani di carico, incrementando i tempi di assestamento per il prelievo e il deposito dei pallet.
L’effetto frusta sui montanti ad altezze elevate: L’interazione tra l’accelerazione impressa dal carrello di base e la flessibilità della colonna verticale genera un momento flettente variabile. All’estremità superiore del montante questo fenomeno si traduce nell’effetto frusta: le oscillazioni residue amplificate possono provocare errori di lettura nei sistemi di puntamento laser, interferenze con le scaffalature e fenomeni di affaticamento meccanico della struttura.
Isolamento delle vibrazioni nei trasloelevatori: perché scegliere supporti in gomma-metallo
Un vincolo rigido tra la struttura di azionamento e il telaio di traslazione del trasloelevatore trasferisce gli shock cinetici a tutti gli organi meccanici ed elettronici di bordo. Rispetto ai vincoli metallici rigidi, i supporti antivibranti in gomma-metallo offrono un bilanciamento tra isolamento elastico e smorzamento. La matrice elastomerica converte l’energia cinetica delle oscillazioni in calore mediante l’isteresi del materiale, smorzando i picchi di forza durante i transitori dinamici.
Sulla base dell’esperienza maturata da DAB Antivibranti in oltre 40 anni di attività — applicata anche in settori ad alte prestazioni come macchine utensili, gruppi elettrogeni e nel campo degli antivibranti per ascensori e impianti di sollevamento — l’impiego della vulcanizzazione gomma-metallo permette di realizzare appoggi in grado di sopportare carichi statici e dinamici elevati garantendo al contempo cedevolezza controllata lungo gli assi trasversali. Questa disaccoppiamento elastico interrompe la continuità strutturale attraverso cui le vibrazioni e il rumore si propagano dal basamento motrice alla colonna e alle strutture dell’edificio.
Analisi dei parametri tecnici: carico statico, carico dinamico e frequenza di risonanza
La selezione dell’interfaccia elastica per un trasloelevatore richiede la valutazione dettagliata delle condizioni d’esercizio della macchina. Il dimensionamento corretto presuppone la distinzione tra le masse permanenti e le sollecitazioni dinamiche variabili generate durante la traslazione e il sollevamento del carico stoccato.
- Carico statico: Corrisponde al peso proprio della struttura, del carrello, delle forcole e del carico utile nominale. Rappresenta la forza verticale continua gravante sugli appoggi ad apparecchiatura ferma.
- Carico dinamico: È la combinazione vettoriale delle forze d’inerzia generate da accelerazioni, decelerazioni, arresti di emergenza ed eventuali sollecitazioni derivanti dalle irregolarità delle rotaie. Può superare di diverse volte il valore del carico statico.
- Frequenza propria e frequenza di risonanza: La frequenza propria del sistema sospeso deve essere definita per evitare che la frequenza di risonanza dell’insieme isolatore-struttura coincida con le frequenze di eccitazione della macchina, scongiurando fenomeni di amplificazione delle oscillazioni.
- Durezza Shore: Misurata in Shore (Sh) per gli elastomeri vulcanizzati, definisce la rigidità della mescola. Varia solitamente tra valori morbidi e medi (es. 45° – 60° Sh) in funzione dello schiacciamento statico e della risposta dinamica desiderata.
| Parametro Tecnico | Unità di Misura | Significato nel Trasloelevatore | Impatto sulla Stabilità |
|---|---|---|---|
| Carico Statico per Punto | daN / kN | Massa del telaio e del carico a riposo | Determina lo schiacciamento iniziale dell’elastomero |
| Carico Dinamico di Transitorio | daN / kN | Forza vettoriale in accelerazione e frenata | Determina la deflessione massima e la tenuta a taglio |
| Frequenza Propria | Hz | Frequenza naturale della sospensione elastica | Evita la risonanza con i moti d’oscillazione del montante |
| Durezza Shore | Sh | Rigidità relativa della mescola elastomerica | Bilancia la capacità di smorzamento e la flessibilità meccanica |
Tipologie di antivibranti DAB idonee: dagli antivibranti a flange per grandi carichi alla linea SURMAC
Per rispondere ai requisiti di stabilità dei trasloelevatori nei magazzini automatici, DAB Antivibranti sviluppa e distribuisce elementi in gomma-metallo progettati per resistere a sollecitazioni combinate di compressione e taglio. Oltre al catalogo standard, DAB offre può realizzare articoli con misure e mescole speciali.
Gli antivibranti a flange per grandi carichi e gli antivibranti a campana SUCON sono indicati per l’ancoraggio delle basi motore e dei punti di spinta del basamento. Questi componenti integrano un’armatura metallica con una parte elastomerica vulcanizzata, in grado di contenere gli spostamenti laterali mantenendo elevati valori di smorzamento. Come riscontrato anche in altre applicazioni industriali ad elevata inerzia, analizzate nell’ambito degli antivibranti per gru a ponte, la stabilità dell’impianto dipende dalla capacità del supporto antivibrante di contrastare le forze di ribaltamento.
I supporti della linea SURMAC offrono resistenza meccanica e una risposta progressiva sotto carico. La loro conformazione geometrica è studiata per distribuire lo sforzo sulle armature metalliche, riducendo l’usura dell’elastomero. Nelle zone del trasloelevatore soggette a possibili sollecitazioni di trazione o inversione del carico, vengono utilizzati supporti dotati di dispositivo antistrap di sicurezza. Il sistema antistrap assicura un vincolo meccanico continuo tra la parte superiore e inferiore del supporto, prevenendo il distacco dei componenti anche in caso di sovraccarichi eccezionali o urti incontrollati.
Per l’isolamento delle apparecchiature ausiliarie e dei componenti secondari di bordo, DAB produce anche i supporti tipo Spring Brackets. Realizzati con gomma di durezza compresa tra 45° e 60° Shore e armature metalliche dedicate, questi supporti universali non richiedono manutenzione e offrono una resistenza prolungata nel tempo sotto l’azione di forze verticali e orizzontali.
Punti critici di installazione: protezione di motoriduttori, quadri elettrici e sistemi di posizione
L’inserimento degli elementi antivibranti nella struttura del trasloelevatore deve essere localizzato nei punti chiave della macchina, ciascuno con specifiche esigenze operative:
- Supporti dei motoriduttori di traslazione e sollevamento: I picchi di coppia generati dall’inverter durante le fasi di avvio e frenata trasmettono transitori torsionali. L’interposizione di supporti in gomma-metallo della linea SURMAC o di antivibranti a flangia sotto il monoblocco del motore assorbe gli shock torsionali, riducendo le sollecitazioni sui denti dei riduttori.
- Ancoraggio dei quadri elettrici e armadi con inverter: Gli armadi contenenti PLC (Programmable Logic Controller), azionamenti e schede elettroniche sono soggetti alle vibrazioni continue del telaio. L’impiego di antivibranti cilindrici o supporti flangiati previene l’allentamento dei morsetti elettrici e protegge i componenti elettronici da danneggiamenti meccanici.
- Isolamento delle staffe per sensori e telemetri laser: La precisione di posizionamento necessaria per l’inserimento delle forcole nei vani richiede che gli encoder e i distanziometri laser siano protetti dalle oscillazioni residue del telaio. Supporti elastici dedicati smorzano le frequenze di disturbo, stabilizzando la linea di puntamento dei sensori.
Errori comuni nel dimensionamento dei supporti per l’intralogistica ad alte prestazioni
Un errore ricorrente nella fase di specifica degli antivibranti per trasloelevatori consiste nel valutare esclusivamente il peso statico distribuito sugli appoggi, senza considerare i carichi dinamici nelle tre direzioni dello spazio. Durante una frenata di emergenza, la forza d’inerzia genera una coppia di ribaltamento che alleggerisce i supporti posteriori e carica notevolmente quelli anteriori, applicando contemporaneamente sollecitazioni di taglio sulla base.
Valutare solo il carico statico verticale porta alla sottostimazione delle sollecitazioni di taglio e flessione. In assenza di supporti con dispositivo antistrap e di un idoneo margine di deformazione elastica, i supporti antivibranti rischiano un degrado precoce o il cedimento della struttura
Un altro fattore critico è la selezione della durezza Shore dell’elastomero. Una mescola con durezza eccessiva (ad esempio superiore a 75 Sh) riduce la cedevolezza e non permette di abbassare la frequenza propria del sistema, rendendo poco efficace l’isolamento delle vibrazioni. Al contrario, una mescola troppo cedevole sottoposta a carichi statici elevati rischia di lavorare a impacco (raggiungendo il limite della deformazione ammissibile), perdendo la capacità di smorzamento e trasmettendo gli urti direttamente alla carpenteria.
Abbattimento acustico e sicurezza sul lavoro: la conformità al D.Lgs. 81/08 nei poli logistici
Oltre alla tutela meccanica dei componenti, il contenimento delle vibrazioni nei trasloelevatori rientra nelle misure per la sicurezza nei luoghi di lavoro e la riduzione dell’impatto acustico negli ambienti industriali. Le vibrazioni trasmesse dal telaio del trasloelevatore alla struttura in acciaio del magazzino possono infatti propagarsi alle scaffalature autoportanti, incrementando il rumore di fondo dell’ambiente operativo.
L’interruzione della continuità strutturale mediante supporti gomma-metallo o l’interposizione di lastre antivibranti in elastomero nei punti di contatto contribuisce a ridurre il livello di pressione sonora equivalente ($L_{eq}$) nell’area di lavoro. La valutazione dell’esposizione dei lavoratori ai rischi da vibrazioni meccaniche è disciplinata dal D.Lgs. 81/08 (Testo Unico sulla Salute e Sicurezza sul Lavoro, Titolo VIII, Capo III), che richiede al datore di lavoro di adottare misure di prevenzione alla sorgente, come approfondito nei contributi DAB dedicati alla protezione dai rischi da vibrazioni nei luoghi di lavoro.
Un sistema di isolamento e smorzamento calcolato contribuisce a preservare l’integrità delle strutture, estendere la durabilità dei componenti soggetti ad usura e mantenere i livelli di emissione acustica entro i requisiti operativi previsti per i moderni hub logistici.
Richiedi un preventivo per la tua soluzione antivibrante — Contatta DAB al numero +39 02.90782170 oppure via email all’indirizzo: info@dab-antivibranti.it
