ESCAVATRICI, MACCHINE

ESCAVATRICI, MACCHINE (XIV, p. 290)

Tendenze attuali negli escavatori universali su cingoli. - Praticamente abbandonato il motore a vapore, viene ora normalmente usato il motore a combustione interna, a gasolio o a benzina, preferito per il minor ingombro, la maggior facilità di esercizio, la maggior prontezza all'uso. I motori generalmente usati sono di tipo industriale, di velocità media (da 1000 a 1500 giri al minuto), per lo più a ciclo Diesel, a causa del minor costo del combustibile.

Per tali motori si richiede soprattutto che mantengano una forte coppia al diminuire dei giri, per superare i forti, ma momentanei sforzi richiesti dallo scavo. Sono anche usati motori elettrici a corrente alternata a forte coppia (motori tipo gru), invece del motore a combustione interna negli escavatori di piccola e media portata, quando lo facciano preferire particolari condizioni di lavoro e sia possibile e facile l'impiego di energia elettrica (lavori in cave con spostamenti poco frequenti e comunque di raggio limitato, come nelle cave annesse alle cementerie). Negli escavatori di grande portata, da tre metri cubi in su, sono usati di preferenza motori elettrici: preferenza dovuta al fatto che, in essi, è possibile installare un motore per ciascuno dei comandi principali: si evita così la trasmissione di potenze rilevanti con basso numero di giri e la necessità di innesti a frizione per i varî comandi, necessarî quando si abbia un motore unico; in questi escavatori si ha generalmente un motore per il sollevamento e la traslazione e due motori di potenza minore per la rotazione e per l'avanzamento del cucchiaio o il rovesciamento della benna. In tal caso si impiegano motori in corrente continua per le loro doti particolarmente adatte all'escavazione.

Tranne che nei grandi escavatori elettrici, dove i comandi si riducono a semplici controller, nei medî e nei piccoli, e comunque nelle macchine con un unico motore, va ora diffondendosi, in sostituzione dei faticosi comandi meccanici a leve, l'impiego di comandi centralizzati ad aria compressa: ciò consente al manovratore di raggiungere forti produzioni (due, tre ed anche quattro operazioni complete al minuto), senza provare eccessiva stanchezza e lavorando per otto, dieci ore al giorno; la presenza dei comandi centralizzati ad aria compressa consente di abbinare le manovre nella corsa di scarico e di ritorno, abbreviando notevolmente il tempo necessario per una operazione completa; i comandi ad aria compressa permettono infine di realizzare con relativa facilità dispositivi di sicurezza che impediscono false manovre pericolose.

Impianti fissi a benna raschiante. - Sono in sostanza una variante degli impianti drag-line a torre (v. XIV, p. 291); vengono impiegati quando sia possibile scavare effettuando un'azione raschiante, come per produzione di sabbia e ghiaia dal letto di fiumi, per regolarizzarne l'alveo o per ricavarne il materiale. Sono usati per immagazzinare in grossi mucchi all'aperto materiali varî come sabbia, ghiaia, carbone, ecc., data la velocità di immagazzinamento ed il notevole risparmio di manodopera.

Caratteristiche di questi impianti è la benna di capacità variabile da poche centinaia di litri fino a diversi metri cubi: essa è costituita da una robusta fascia verticale piegata a ferro di cavallo, generalmente in lamiera di acciaio, irrobustita da nervature orizzontali e verticali in profilati o in acciaio fuso; la benna è senza fondo e sul suo orlo inferiore sono applicati dei robusti denti di acciaio duro (per es. acciaio fuso al manganese). Per il proprio peso la benna affonda i denti nel terreno da raschiare e mediante un argano di grande potenza e bassa velocità, viene tirata, colma di materiale, su per una rampa che immette in tramoggia o in silo. La corsa di ritorno viene effettuata a velocità maggiore di quella di scavo, da un secondo tamburo azionato dallo stesso motore. L'argano è situato, in postazionefissa o su carrello, in prossimità della torre, anch'essa fissa o su carrello, mentre all'altra estremità della campata di scavo, è piazzato il cavalletto su cui viene rinviata la fune di ritorno. Impianti di questo genere, a somiglianza di quelli drag-line, vengono costruiti con campate variabili da circa cento a diverse centinaia di metri. Vengono eseguiti anche impianti in cui il ritorno della benna viene effettuato per gravità ed allora il secondo tamburo dell'argano serve per mettere in tensione la fune portante quando la benna deve effettuare la corsa di ritorno.

Macchine escavatrici a trattore cingolato. - Recentemente si è molto diffuso, e si va diffondendo sempre più per i risultati raggiunti, un nuovo tipo di macchina escavatrice costituita da un potente trattore cingolato e da un equipaggiamento di scavo trascinato o spinto dal trattore stesso. Il più importante esempio di questo tipo di macchine è l'equipaggiamento conosciuto sotto il nome di bulldozer. Esso consiste in una robusta pala a vomere, una specie di grossa lama a profilo simile a quello di un aratro, che viene spinta in avanti dal trattore.

L'operazione di scavo viene effettuata affondando il tagliente nel terreno e spingendolo in avanti mantenendolo a profondità costante; il materiale scavato viene spinto avanti ed ogni tanto scaricato a fianco della strada che il trattore si fa avanzando. La parte essenziale dell'equipaggiamento è la lama: essa è costituita generalmente da una struttura saldata, che costituisce sul fronte di lavoro una superficie cilindrica aperta ad asse orizzontale, con la concavità rivolta in avanti; su questa struttura saldata, che ha il compito di raccogliere e di spingere avanti la massa di materiale scavato, ed è irrobustita da scatolature verticali e longitudinali, sono ricavati gli attacchi per le bielle di comando che ne fanno variare la profondità e l'orientamento; sul suo bordo inferiore è applicata una vera e propria lama, fissata mediante bulloni: essa, che presenta lo spigolo di taglio su entrambi i bordi lunghi, può essere facilmente invertita quando ne sia consumato uno e sostituita dopo l'usura completa. Le dimensioni del complesso sono naturalmente variabili a seconda della potenza del trattore, ma in generale esse variano da circa m. 1,50 a m. 4,50 per la lunghezza, da circa m. 0,70 a circa m. 1,50 per l'altezza; la lama riportata sul bordo inferiore della struttura saldata ha un'altezza di circa 30 cm. ed uno spessore di circa 20 mm.; essa è fatta d'acciaio da utensili, ad alto tenore di carbonio, trattato. La lama intera può variare il suo orientamento rispetto alla direzione di lavoro, ruotando intorno ai proprî assi di simmetria verticale ed orizzontale, inoltre può essere affondata sotto il piano del terreno e alzata al disopra di esso: questi movimenti consentono di variare l'azione scavante a seconda della natura del terreno e di quella del lavoro da eseguire. Questi spostamenti sono fatti mediante comandi a cavi oppure mediante comandi idraulici: i due sistemi differiscono di poco tra loro: alla semplicità di manutenzione di quelli a cavi fa riscontro la maggior prontezza di quelli idraulici i quali inoltre permettono di variare durante il lavoro l'orientamento della lama, consentendo lo spurgo del materiale scavato senza bisogno di sterzare il trattore, manovra pericolosa durante i lavori a mezza costa.

Il trattore generalmente impiegato per questi equipaggiamenti ha una potenza intorno ai 100 CV, che raggiunge e supera nei tipi più grandi i 150 CV; risulta anzi che sono allo studio trattori ed equipaggiamenti assai più grandi, con potenze di gran lunga superiori alle attuali. Per i varî tipi di trattori sono previsti ed applicabili i tipi sopraddetti di meccanismi di comando, a cavi, consistenti in un argano con frizioni e freni, e rinvii per i cavi di manovra, applicabili sul davanti o sul retro del trattore, oppure idraulici, consistenti nella pompa, nelle tubazioni e nei martinetti di manovra.

La produzione di questi escavatori è variabile e dipende ovviamente dalla natura del terreno, dal tipo di lavoro, dalla potenza della macchina impiegata. A titolo orientativo seguono alcuni dati medî:

Scavo di trincea: la profondità della trincea, che viene realizzata per strati successivi, ha poca influenza sulla produzione che può aggirarsi su 400 ÷ 500 mc. al giorno;

Sbancamento a mezza costa: l'altezza di sbancamento ha poca influenza; la produzione è sensibilmente superiore dato che non è necessario trasportare il materiale scavato, che viene automaticamente scaricato a valle; produzione media circa 800 mc. al giorno, specialmente con il tipo a comando idraulico;

Livellamenti di piccole e grandi irregolarità del terreno: la produzione è ancora maggiore e si aggira sugli 800 ÷ 1000 mc. al giorno.

Sugli stessi trattori usati per il bulldozer e mediante gli stessi meccanismi di comando possono venire impiegati molti altri equipaggiamenti che consentono i lavori più varî. I tipi più importanti sono lo scraper, specie di benna raschiante trascinata dal trattore, il ripper, aratro trivomere, adatto per scassi di terreni, ed altri equipaggiamenti il cui impiego è intuitivo.