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- Scritto da Gianni Bertozzi
Tosi Giacomo
Classe: 5^B Settore Tecnico
Indirizzo Meccanica e Meccatronica
Specializzazione Meccatronica
LA MANUTENZIONE ORDINARIA DELL’ARMAMENTO
FERROVIARIO E MACCHINE OPERATRICI:
- RINCALZATRICE FERROVIARIA
- PROFILATRICE FERROVIARIA
INTRODUZIONE
la manutenzione ordinaria dell’armamento ferroviario serve per garantire il corretto transito dei treni lungo i binari correggendo due tipi diversi di errori dovuti al cedimento della massicciata su cui è adagiato il binario. La manutenzione è quindi mirata al riposizionamento del binario alla sua posizione corretta, basandosi su due diversi caratteri geometrici:
-L’ALLINEAMENTO è l’operazione che fa assumere al binario il corretto tracciato (andamento planimetrico). Esso consiste nell’allineare le rotaie nei rettifili e nel dare loro l’esatta configurazione nei raccordi parabolici e nelle curve circolari. L’allineamento è rilevato servendosi di veicoli speciali dotati di attrezzature e sistemi di rilevamento. Deve essere misurato per entrambe le rotaie.
-LIVELLAMENTO è l’operazione che fa assumere al binario il corretto tracciato altimetrico. Esso consiste nel livellare il binario, cioè fare assumere alle livellette a pendenza costante che si sviluppano longitudinalmente secondo la direzione delle rotaie, l’esatta configurazione altimetrica, tanto longitudinale quanto trasversale. L’operazione di livellamento prende come riferimento due punti che siano in posizione sicuramente corretta e da essi viene modellata la posizione del binario nello spazio.
LE MACCHINE UTILIZZATE PER LA MANUTENZIONE
L’operazione di manutenzione viene eseguita quando si interrompe il transito ordinario dei treni, il convoglio
è composto da due diverse macchine:
-LA RINCALZATRICE FERROVIARIA: macchina usata per il riposizionamento del binario al livello corretto e restituendogli
il corretto allineamento con i dati ferroviari teorici. Per compiere tali operazioni è dotata di una
pinza che agganciando la rotaia la può riposizionare alla posizione voluta e di un gruppo forza che agendo
sulla massicciata di pietrisco, ad ogni traversina, gli fornisce la struttura per sostenere il binario nella posizione
corretta. Gli interventi eseguiti dalla macchina vengono eseguiti da un sistema oleodinamico gestito
da una serie di sistemi di visione ottici ad anello chiuso che confrontano continuamente la posizione reale del
binario con quella richiesta per il corretto transito dei treni.
Sono macchine pesanti che dispongono di un motore che può erogare una potenza che varia dai 350/440KW, un convoglio, se dotata di rimorchio, può arrivare a pesare anche 85 tonnellate. La macchina dispone di due serbatoi: uno per il carburante che può essere anche di 2000 litri per garantire l’autonomia della macchina durante la trasferta; un serbatoio per l’olio idraulico del circuito che può contenere 850 litri. Il sistema idraulico altre al gruppo forza controlla la trasmissione della macchina: disponendo di un cambio marcia idraulico e dei freni, sia di stazionamento che del freno da linea. Un discorso diverso va affrontato riguardo la velocità: la velocità di trasferta è di massimo 100 Km/h, men¬tre le prestazioni di lavoro vengono espresse in m/h, il rendimento è influenzato dal numero teste, che dispone la macchina: ogni testa tratta una traversina singolarmente, questo significa che una macchina che dispone di 2 teste può velocizzare il lavoro perché dimezza gli interventi.
In immagine: macchina con doppia testa: tratta due traversine alla volta a (32 martelli) (Matisa unità D)
In immagine: dimostrazione dello spostamento laterale per la rincalzatura della deviata di uno scambio
In immagine: i rulli che agganciano la rotaia per il suo spostamento in posizione corretta
Link per la vedere il veicolo reale al lavoro:
https://www.youtube.com/watch?v=XC0mY7O9pEQ
(B 66 UC MATISA / Destia-MVH) – MATISA Matèriel Industriel S.A.
-LA PROFILATRICE FERROVIARIA: macchina usata per la distribuzione del pietrisco, se la massicciata ne è sguarnita, utilizzando una propria tramoggia collegata ad una serie di canali di scolo per la gestione mirata della distribuzione del pietrisco necessario per la successiva rincalzatura. Un’altra funzione svolta dalla profilatrice ferroviaria è, dopo la rincalzatura, la redistribuzione del pietrisco lungo il sito di intervento con l’ausilio di una serie di vomeri, uno centrale e due laterali, che spingono e direzionano il pietrisco in eccesso nella posizione più appropriata lungo la linea ferroviaria.
In immagine: La profilatrice mentre si occupa della distribuzione del pietrisco lungo la linea ferroviaria
Link per la vedere il veicolo reale al lavoro:
https://www.youtube.com/watch?v=SGwSC6P5GaQ
(R 21 MATISA / J. HUBERT) - MATISA Matèriel Industriel S.A.
CICLO DI LAVORO
-Individuazione della posizione del livello longitudinale e trasversale del binario: la macchina (rincalzatrice) percorre il tratto interessato dalla manutenzione e rileva la reale posizione del binario nello spazio che l’ausilio dei sistemi di visione del binario che ne definisce l’andamento altimetrico e planimetrico.
-Sollevamento e sostegno del binario in posizione corretta: la rincalzatrice come primo intervento posizione il binario nella posizione corretta indicata dalla precedente misura (Livellamento). Durante la fase di sollevamento può anche essere richiesto l’intervento della profilatrice che compensa la possibile mancanza di pietrisco nella massicciata.
-Rincalzatura di tutti gli appoggi: la rincalzatrice successivamente rettifica il lavoro precedentemente eseguito rincalzando ogni traversina per eliminare ogni possibile cavità del pietrisco e riequilibrandone la struttura e uniformandola.
-Allineamento del binario: solamente quando la rincalzatrice ha effettuato la necessaria manutenzione alla massicciata si può occupare nel restituire al binario il suo tracciato planimetrico iniziale.
MODELLINO DI TRENO PER LA MANUTENZIONE ORDINARIA DEL ARMAMENTO FERROVIARIO
Il modellino è una rappresentazione in scala 1:450 di un convoglio che comprende una rincalzatrice e una profilatrice per la manutenzione ordinaria dell’armamento e della massicciata. Presenta una rincalzatrice universale a medio rendimento dotata di due unità di rincalzatura, adatte a trattare la deviata di uno scambio, pinza combinata singola, carrello di misura periferico per l’esecuzione della scansione della linea. La profilatrice presenta un sistema per la regolazione dell’apertura della tramoggia, vomeri laterali e nastro centrale per la distribuzione del pietrisco e spazzole per la pulizia della rotaia.
È realizzato con l’uso dei mattoncini Lego con la componentistica elettrica e pneumatica fornita dalla stessa fabbrica danese. Presenta un sistema pneumatico indipendente da fonti esterne e una trasmissione che interessa tutti i 5 carrelli che prendono il movimento dallo stesso asse. La pinza combinata dispone di due assi di movimento per la regolazione del livellamento e allineamento del binario.
In immagine: Il modellino in scala 1:450
Il modellino è dotato di 6 motorini (motore M), 2 motori più performante (motore XL) e un servo motore che compie archi di rotazione, tutti i tipi prendono l’alimentazione da un porta batteria che contiene 6 pile AA da 1,5V. A completare il circuito elettrico di sono 5 interruttori per sezionare le linee di alimentazione e attivare varie funzioni, 3 ricevitori a raggi infrarossi per controllare 6 funzioni del modelli con l’apposito telecomando, 6 luci LED. Per poter disporre di un maggior numero di funzioni e non appesantire eccessivamente la struttura il moto di certi motori viene sezionato da innesti a denti tristabili che forniscono un posizione di riposo e due di forza per alimentare due differenti funzioni, il controllo degli innesti è manuale.
TRASMISSIONE
Per la riduzione del moto e la sua trasmissione si usano coppie di ruote dentate o accoppiamento ruota-vite senza fine, si utilizzano vari tipi di ingranaggi, tutti a denti dritti, che permettono vari rapporti di ingranaggio, con un calo considerevole del numero di giri si ottengono 7.2 Nm ad ogni asse dei carrelli.
In immagine: Lo schema elettrico del modellino
Motore M: dispone di una coppia (massima) di 40mNm (300mA) e compie 380 rotazioni al minuto, normalmente l’assorbimento è di 150mA
Motore XL: dispone di una coppia (massima) di 90.4mNm (600mA) e compie 220 rotazioni al minuto, normalmente l’assorbimento è di 300mA
Servo-motore: è un motore ad asse passante, l’asse può ruotare di 90 gradi, sia in senso orario che antiorario. Il moto¬re dispone di una coppia (massima) di 250mNm (300mA)ed il tempo impiegato per compiere la semi-rotazione è di 0.25 secondi, normalmente la corrente di assorbimento è di 150mA
In immagine: la pinza dotata dei rulli per agganciare la rotaia, la pinza è controllata da tre diversi motori: il servomotore controlla l’apertura e l’aggancio dei rulli, un motore M controlla attraverso due attuatori lineari il livellamento del binario e un altro motore M controlla l’allineamento del binario sempre con un attuatore lineare.
In immagine: estensione dell’unità di rincalzatura per conficcare i martelli nella massicciata, tramite due attuatori lineari controllati del motore XL1
RADIO CONTROLLO
Permette di controllare il modellino da remoto, è un sistema ad infrasonori ed è composto da un ricevitore e da un telecomando, il radio controllo dispone di 4 canali di comunicazione, ogni emettitore può gestire 2 canali. I canali possono funzionare simultaneamente senza che si verifichino sovrapposizioni di segnale.
SISTEMA PNEUMATICO
Il convoglio dispone di un sistema pneumatico indipendente alimentato di 2 pompe manuali e di un compressore collegato al motore M1, l’aria compressa viene accumulata in un serbatoio che ne uniforma la pulsazione, successivamente viene gestita da quattro valvole 4-3 tristabili manuali per l’erogazione ai quattro pistoni pneumatici che regolano altrettante funzioni:
1. Posizionamento del carrello di misura periferico
2. Posizionamento dei vomeri laterali della profilatrice
3. Chiusura martelli unità di rincalzatura1
4. Chiusura martelli unità di rincalzatura2
In immagine: il controllo dell’apertura e chiusura dei martelli dell’unità di rincalzatura è effettuata da un attuatore pneumatico
In immagine: il serbatoio usato dal sistema pneumatico per accumulare l’aria messa in pressione dal compressore e dalle pompe manuali
In immagine: schema pneumatico del modellino
Video del progetto:
In video si può vedere (in sequenza):
1) Una breve panoramica del modellino
2) Il movimento sincrono di tutti i carrelli movimento del modellino
3) Il livellamento ideale del binario eseguito dalla pinza, con aggancio delle rotaia da parte dei rulli
4) Rincalzatura della deviata ideale di uno scambio
5) L’allineamento ideale del binario eseguito dalla pinza
6) Il posizionamento del carrello di misura per il controllo del lavoro eseguito
7) Il funzionamento dimostrativo di una sezione del motore del modellino
8) Il funzionamento del verricello di traino
9) La distribuzione del pietrisco lungo il binario da parte della profilatrice
10) Il movimento dei vomeri laterali per lo spargimento del pietrisco lungo il binario
11) Panoramica e luci del modellino
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- Scritto da Gianni Bertozzi
Ceretti Federico Veronese Andrea
PROVA A VUOTO M.A.T. TRAMITE ANALIZZATORE DI RETE
Il progetto prevede l’esecuzione della prova a vuoto sul Motore asincrono Trifase mediante un analizzatore di rete e scheda di acquisizione dati NIUSB6009. L’analizzatore di rete è stato progettato e realizzato da studenti dell’Istituto Tecnico Nobili negli anni precedenti e la gestione dello stesso avviene tramite programma scritto in LabVIEW.
Il sistema di misura acquisisce le tensioni concatenate e le correnti assorbite dal motore in esame, i segnali acquisiti vengono elaborati dal software scritto in LabVIEW al fine di ricavare i parametri significativi tipici della prova.
Obiettivi del progetto sono: lo studio del sistema, l’ottimizzazione del codice LabVIEW, la realizzazione della prova e l’analisi dei risultati. In particolare la scrittura della nuova versione del software è relativa al salvataggio su file dei risultati e all’elaborazione e visualizzazione della separazione delle Perdite nel Ferro a tensione nominale dalle Perdite Meccaniche a velocità nominale.
Studenti coinvolti, classe 5D, indirizzo Elettronica ed Elettrotecnica, articolazione Elettrotecnica: Ceretti Federico, Veronese Andrea
Immagini:
Video del progetto:
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Masciulli Fabio
LA CASA SECONDO ARDUINO
Il progetto consiste in una piccola casa domotica gestita da Arduino e dotata di semplici funzionalità tra le più scelte dalle persone: vi è la possibilità di poter comandare tutti i punti luce presenti in casa da un telecomando, poi vi ho inserito un sistema crepuscolare per la luce esterna posta all'ingresso ed infine anche la possibilità di gestire una tapparella o tenda ad una delle finestre.
Ciò che ho inserito nel progetto ha uno scopo indicativo e didattico infatti per esempio, l'automazione della tapparella/tenda andrebbe fatta su tutte le finestre presenti, ma per motivi di tempo e costi dei componenti ho scelto di rappresentarne solo una.
Per un intenditore del settore, sorge quasi spontanea una domanda: Perché dovrei inserire Arduino nel mio impianto di casa, anche se posso ottenere gli stessi sistemi senza adoperarlo?
Ecco, io personalmente risponderei suggerendo che se decidessi di installare Arduino in casa mia, oltre che a poterlo fare da solo (se ne avessi ne competenze), ho anche la possibilità in futuro su questi sistemi di modificarne il comportamento, le capacità, gli approcci e molto altro, ed inoltre posso aggiungere in modo molto semplice altri sistemi sempre dipendenti da Arduino.
Quindi dopo aver implementato Arduino in casa mia, ho la possibilità di gestire tutti i numerosi comfort a mio piacimento con il solo intervento sul software.
Studente coinvolto, classe 5E MT Settore Professionale, indirizzo Manutenzione e Assistenza Tecnica: Masciulli Fabio
Collegamento esterno al sito personale dello studente con la presentazione del progetto:
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Kaled Hosny Zucchini Lorenzo
myRSD (My Robot Sensor Development)
Nel nostro percorso in preparazione all’esame, abbiamo deciso di collaborare con l’ITI Severi di Padova per sviluppare il progetto “My Robot Sensor Development – myRSD” tramite LabVIEW e testare le librerie utilizzate per interagire con i componenti LEGO. (http://www.itiseveripadova.gov.it/j34/myrio/157-my-robot-sensor-development-h.html)
Nella prima parte del progetto abbiamo costruito la struttura richiesta per la movimentazione, per il supporto della scheda myRIO e della scheda di interfaccia, basandoci esclusivamente sui componenti Lego. L’alimentazione del controllore myRIO e dei motori è realizzata via cavo tramite alimentatore switching; abbiamo scartato, per ora, la scelta di una batteria, poiché troppo pesante.
La demo realizzata è un esempio di applicazione del tipo "line follower", che implementa un sistema di regolazione proporzionale affinché il robot sia in grado di seguire una set point, costituito da una riga nera, grazie all'utilizzo del sensore di luminosità fornito dalla LEGO, collegato all’ingresso Analogico della scheda myRIO, e di due motori che controllano indipendentemente una ruota posteriore a testa. In tal modo siamo riusciti ad ottenere un buon avanzamento della struttura; il sistema di controllo retroazionato è stato implementato tramite linguaggio di programmazione LabVIEW e scaricato sulla scheda.
Studenti coinvolti, classe 5E, indirizzo Elettronica ed Elettrotecnica, articolazione Elettrotecnica: Kaled Hosny, Zucchini Lorenzo
Video del progetto:
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PIATTAFORMA ELEVATRICE
Muggeo Daniele, Siani Francesco, Zannoni Mirco
Il progetto consiste nella progettazione e costruzione di un modello in scala di una piattaforma elevatrice di 3 piani, comandato da un controllore a logica programmabile (PLC) e simulato con un programma scritto con il linguaggio LabVIEW.
Il nostro lavoro può essere suddiviso in tre parti:
1. costruzione del modello: la sfida è rendere il modellino più simile possibile alla vera struttura e forma di tale impianto.
2. sviluppo del programma per il PLC che deve gestire tutti i vari componenti della piattaforma elevatrice (motore, sensori magnetici, finecorsa, sicurezze).
3. Scrittura del codice LabVIEW per simulare il controllore della piattaforma: abbiamo adottato il design pattern “state machine” e abbiamo sfruttato le potenzialità grafiche dell’ambiente LabVIEW.
Studenti coinvolti, classe 5D, indirizzo Elettronica ed Elettrotecnica, articolazione Elettrotecnica: Muggeo Daniele, Siani Francesco, Zannoni Mirco.
Video del progetto 01:
Video del progetto 02: