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La pala caricatrice, chiamata anche pala meccanica o più semplicemente ruspa, appartiene alla categoria delle cosiddette macchine movimento terra che, come indicato dalla norma UNI EN ISO 6165:2006, sono macchine progettate per eseguire le operazioni di scavo, carico, trasporto, spargimento e compattamento di terra e di altri materiali, per esempio durante lavori su strade, canalizzazioni e cantieri di costruzione.

UNI EN 474-3:2009

La pala caricatrice è definita dalla norma UNI EN 474-3:2009 come macchina semovente a ruote o a cingoli, provvista di una struttura anteriore che sostiene un dispositivo di carico, progettata principalmente per le operazioni di carico (uso della benna), che carica o scava il materiale attraverso il movimento in avanti della macchina.

La pala caricatrice è in genere dotata di cabina di guida con la funzione di protezione dell’operatore. Le pale caricatrici gommate hanno il motore e l’eventuale contrappeso posizionati nella parte posteriore rispetto alla cabina.

pala gommata

I caricatori gommati effettuano il cambio di direzione di marcia durante il moto mediante le ruote sterzanti; in genere, per ridurre il raggio di sterzatura e migliorare quindi la capacità della  macchina di muoversi in spazi più ristretti, le pale gommate sono dotate di telaio anteriore snodabile ad azionamento idraulico.

  

pala cingolata

I caricatori cingolati, invece, effettuano il cambio di direzione di marcia mediante il temporaneo arresto di un cingolo.

Le pale caricatrici possono essere distinte ad esempio in base al peso operativo, alla potenza idraulica e alla potenza del motore, che determinano la capacità di lavoro della benna. La caratteristica principale della macchina, che viene spesso utilizzata per identificare l’appartenenza ad una classe produttiva, è la massa operativa, chiamata anche peso operativo. Il peso della macchina è il principale parametro fisico che identifica il limite superiore alla capacità della benna.

Le pale caricatrici spaziano in una vasta gamma dimensionale che si estende dalle pale di grandi dimensioni fino alle pale di dimensioni molto piccole, come le pale compatte:

caricatori compatti

quelli con massa operativa minore o uguale a 4500 kg, progettati per operare in spazi ristretti dove è necessaria una maggiore manovrabilità della macchina. I caricatori compatti gommati (mini-caricatori), definiti skid steer non hanno assi sterzanti: l’operazione di sterzatura avviene con la diminuzione della velocità di rotazione o con l’inversione del senso di rotazione delle ruote motrici poste sul lato del cambio di direzione voluto.

ELEMENTI PRINCIPALI

CARRO

È la parte strutturale inferiore della macchina, di contatto con il terreno, tramite le ruote o i cingoli, che ha la principale funzione di fornire stabilità durante le varie fasi lavorative. Il telaio del carro può essere di tipo rigido con ruote sterzanti oppure snodato: lo snodo, posto in corrispondenza della cabina, permette la sterzatura mediante il movimento del telaio anteriore,
consentendo alla pala raggi di sterzatura notevolmente inferiori rispetto alla pala con ruote sterzanti.

I caricatori gommati, generalmente, hanno il motore e l’eventuale contrappeso posizionati posteriormente alla cabina di guida per migliorare la stabilità longitudinale della macchina, penalizzando la visibilità posteriore del manovratore; per contro i caricatori cingolati più datati hanno il motore davanti alla cabina, sfavorendo la visibilità anteriore, cioè verso la zona di scavo, carico e scarico.

CABINA

È la parte strutturale della macchina che sormonta il carro e costituisce la protezione dell’operatore. La cabina, nelle macchine non compatte, è completamente chiusa, dispone di  impianto di riscaldamento, ventilazione e sbrinamento delle superfici vetrate. Le porte e le finestre devono avere vetri di sicurezza.

Essa ospita la postazione operativa della macchina: all’interno della cabina oltre al sedile per l’operatore vi sono i comandi per la guida del mezzo e per la manovra del braccio.
La cabina è in genere dotata di due uscite:

  1. una sul lato sinistro del sedile, costituita da una porta apribile per il normale accesso alla cabina;
  2. una di sicurezza, in genere, costituita dalla finestra laterale destra; infatti, la rottura del pannello di vetro frangibile di adeguate dimensioni, con l’obbligatorio apposito martello, è considerata equivalente all’uscita di emergenza.

Le porte e le finestre della cabina devono possedere sistemi di chiusura che non permettano aperture involontarie.

Per salire e scendere dalla cabina è necessario servirsi delle maniglie di appiglio e assumere la posizione a tre punti, che consiste, ad esempio, nell’uso delle mani e di un piede. In base alla UNI EN 474-1 relativa ai requisiti di sicurezza delle macchine movimento, le macchine con una massa operativa meno di 1.500 kg, non sono tenute ad avere una cabina.

BRACCIO CARICATORE

Il braccio caricatore è in genere formato da un monoblocco collegato da un lato al telaio della pala e dall’altro al dispositivo di attacco della benna. Il braccio è azionato da un sistema  funzionamento idraulico, dotato di cilindri (pistoni) idraulici, che ne permettono il sollevamento-abbassamento e che consentono l’orientamento della benna.

L’impianto idraulico è a circuito chiuso, con pompa e motore idraulici alimentati dal motore a combustione interna, utile anche per la traslazione della pala. La potenza idraulica influisce ovviamente sulle prestazioni della macchina, in particolare in termini di capacità e rapidità di carico.

Diagramma di lavoro

Il fabbricante fornisce le indicazioni, attraverso tabelle e diagrammi, relative al campo di azione del braccio con benna nelle varie posizioni possibili.

Scarificatore

Le pale cingolate sono, in genere, dotate di uno scarificatore montato su braccio ad azionamento idraulico, chiamato “ripper”, posto nella parte retrostante del carro; il ripper è utilizzato per smuovere/scalzare il terreno destinato ad essere successivamente caricato dalla benna.

Bibliografia: Scheda 7 CPT Torino

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