Conoscere l’escavatore cingolato: le caratteristiche costruttive e le componenti

L’escavatore cingolato ha basato una parte importante del suo successo sulla capacità di adattarsi alle più svariate tipologie di lavori, dal generico movimento terra alle attività di estrazione mineraria, passando per l’impiego in cicli industriali di produzione e trasformazione e l’edilizia.

A esaltare in misura crescente l’innata propensione degli escavatori cingolati sono state le numerose evoluzioni che nel tempo ne hanno profondamente trasformato la tecnologia meccanica, idraulica ed elettronica. Anche oggi i primi criteri in base ai quali costruttori e utilizzatori classificano queste macchine operatrici sono i tradizionali parametri di peso operativo, profondità e forza di scavo, potenza e dimensioni d’ingombro, che tuttora costituiscono gli aspetti su cui si basa la percezione più immediata delle qualità dell’escavatore da parte di chi lo utilizza. 

A questi elementi, che potremmo definire parametri prestazionali, si affianca una serie di criteri e di peculiarità costruttive la cui analisi è essenziale per una lettura realmente significativa delle caratteristiche e, conseguentemente, del potenziale della macchina stessa. Tre, in particolare, sono i principali componenti funzionali di un escavatore idraulico cingolato: la base cingolata, I'attrezzatura di lavoro e la piattaforma. Vediamo l’influenza di ognuno di essi nell’economia complessiva del mezzo.

La base cingolata

Alla base cingolata di un escavatore idrauli­co si chiedono caratteristiche costruttive, prestazionali e di affidabilità complessiva che vengono influenzate da precisi parametri. Tra questi:

il passo, ovvero la distanza tra la ruota motrice e la ruota folle della base cingolata, da cui dipende principalmente la stabilità longitudinale della macchina;

la carreggiata, ovvero l’interasse dei longhe­roni, da cui dipende principalmente la stabilità laterale della macchina;

la velocità di traslazione (pur non essendo l’escavatore idraulico cingolato una macchina destinata a lunghe percorrenze, deve comunque garantire almeno due velocità, una lenta per superare i dislivelli e una veloce per consentire trasferimenti da una posizione all’altra di lavoro sufficientemente rapidi; alcuni modelli offrono anche una terza opzione, che consente movimenti lenti e di alta precisione riducendo la portata e il regi­me di giri del motore);

la forza di traslazione (l’escavatore idrauli­co cingolato deve disporre di una forza di traslazione sufficiente a superare pen­denze molto elevate, intorno al 70%; in genere tutti gli escavatori idraulici, indipendentemente dalle maggiori o minori condizioni di stabilità, sono in grado di soddisfare questo parametro che, vale la pena sottolinearlo, deve essere sempre raggiungibile contemporaneamente ai movimenti di rotazione, sollevamento e chiusura dell’avambrac­cio);

la configurazione del telaio, fondamentale per l’affidabilità strutturale complessiva della base cingolata; la soluzione oggi più comunemente adottata prevede un disegno a “X” della parte centrale del telaio, configurazione che garantisce un ancoraggio ottimale tra il sostegno del cuscinetto di base e le traverse di collegamento ai longheroni e consente di minimizzare le sollecitazioni flessionali dei longheroni;

i motori idraulici di traslazione: questi componenti offrono un contributo fondamentale alle prestazioni operative e all’affidabilità dell’escavatore cingolato. La soluzione costruttiva ormai invalsa è quella a pistoni assiali a cilindrata variabile con pilotaggio idrauli­co su due valori; il successo di questa configurazione, in particolare, è da ascrivere alla sua capacità di ottenere la doppia velocità di traslazione della macchina senza dover intervenire sulla portata di alimentazione. 

L’attrezzatura di lavoro

La scelta dell'attrezzatura di lavoro riveste un’importanza fondamentale, in quanto ognuna delle diverse tipologie utilizzabili possiede caratteristiche diverse che influenzano la resa della macchina. La tipologia più comune è quella monoblocco, configurazione particolarmente semplice che garantisce prestazioni ottimali sia dal punto di vista della profondità di scavo che delle distanze di lavoro. A fronte di un ingombro elevato, forza di strappo, forza di penetrazione e capacità di sollevamento sono tendenzialmente le migliori ottenibili dall’escavatore idraulico. 

Particolarmente apprezzata è anche l'attrezzatura di lavoro posizionatore. A caratterizzarla è un maggiore grado di libertà rispetto alla configurazione monoblocco, ottenuta sostituendo quest’ultimo con un braccio base e un braccio intermedio che possono modificare la posizione reciproca grazie all'azionamento del cilindro idraulico posizionatore, in genere collocato posteriormente rispetto ai bracci. In linea generale, questa attrezzatura garantisce prestazioni eccellenti in termini di altezze e di distanze di lavoro, mentre risulta leggermente penalizzata sotto il profilo della profondità di scavo e della forza di sollevamento; altri suoi punti forti sono una maggiore facilità e precisione delle manovre e l'ingombro di rotazione contenuto, mentre forza di strappo e di penetrazione sono sostanzialmente equiparabili a quelle di un’attrezzatura monoblocco. 

Terza fra le tipologie di attrezzatura disponibili è quella per scavo laterale, in cui il piano di lavoro verticale può essere traslato sia a destra che a sinistra rendendo così possibile eseguire scavi a filo muro senza dover ruotare la piattaforma. La particolare architettura di questa soluzione determina sollecitazioni molto differenti da quelle tipiche di un monoblocco o di un posizionatore; il suo utilizzo è perciò limitato agli escavatori del segmento leggero.

La piattaforma

È il cuore operativo dell’escavatore, in quanto ospita cabina, motore e impianto idraulico. La sua impostazione funzionale – fatta salva la posizione della cabina e del contrappeso – può presentare numerose variabili. Due sono le possibili soluzioni: nella prima, il motore è dis­posto trasversalmente in un vano situato fra il contrappeso e il vano del dis­tributore idraulico, con il gruppo radiatori sul lato cabina e il gruppo pompe sul lato opposto affiancato al gruppo dei serbatoi.; nella seconda, il motore si trova in posizione rove­sciata, e conseguentemente sul lato cabina si trovano serbatoio dell'olio idraulico, gruppo pompante ed eventualmente lo scarico del gruppo radiatori. Secondo parametro rilevante dal punto di vista funzionale è il raggio di rotazione posteriore della piattaforma, da cui dipende la capacità dell’escavatore di operare in spazi ristretti. Particolare successo hanno oggi le cosiddette configurazioni zero-tail, in cui la piattaforma rimane entro la sagoma dei cingoli per l’intero raggio di rotazione e che non richiedono particolari modifiche alla disposizione degli organi principali della macchina. Accessibilità e sicurezza completano i parametri generali della piattaforma: corrimano e pedane antisdrucciolo, cofanature e sportelli con ampie aperture e collocazione dei principali punti di controllo e manutenzione ad altezza facilmente accessibile da terra sono oggi caratteristiche standard irrinunciabili per qualsiasi modello.