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Moog e Komatsu sviluppano un caricatore gommato completamente elettrico

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La sostituzione dell'impianto idraulico con il sistema intelligente di elettrificazione della macchina di Moog ha permesso di realizzare un progetto completamente elettrico e di aumentare l'efficienza.

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Moog Inc. ha recentemente collaborato con l'OEM di macchinari per l'edilizia e l'industria mineraria Komatsu per lo sviluppo di una pala gommata compatta completamente elettrica.

L'elettrificazione della pala gommata è possibile grazie all'uso del sistema intelligente di elettrificazione della macchina di Moog, che contiene molti dei componenti elettronici necessari per il funzionamento completamente elettrico.

Per questo progetto, le aziende hanno lavorato a stretto contatto, come ha dichiarato David Grabau, Key Account Manager di Moog Construction, una divisione di Moog Inc. in un'intervista a Power & Motion. "Il nostro obiettivo, lavorando con Komatsu, è quello di ridurre i rischi del loro percorso di sviluppo", ha dichiarato. "Abbiamo un rapporto molto stretto con i nostri clienti e adottiamo un approccio di sistema. Sappiamo che tutti i nostri sottocomponenti lavorano insieme come un sistema completo e questo ci permette di abilitare rapidamente un veicolo completamente elettrico"

Moog si sforza di diventare un'estensione dei team di progettazione e sviluppo dei suoi clienti. Ciò ha favorito la progettazione complessiva e la capacità di modificare rapidamente la pala gommata di Komatsu per accogliere le batterie e gli attuatori elettrici necessari per il funzionamento completamente elettrico.

La velocità di sviluppo è stata favorita anche dal fatto che Moog fornisce un sistema completo, progettato secondo i più recenti standard di interblocchi di sicurezza tra i componenti. "Pertanto, ogni componente verifica la propria interconnettività e consente un'integrazione rapida e sicura sul campo", ha dichiarato Grabau.

L'elettronica sostituisce l'idraulica

Per consentire il funzionamento completamente elettrico della pala gommata Komatsu, Moog ha fornito i seguenti componenti come parte del suo sistema di elettrificazione intelligente della macchina:

motore di trazione elettrico,

cilindri elettrici per il sollevamento, l'inclinazione e lo sterzo,

tutta l'elettronica di potenza,

computer di controllo del sistema, chiamato anche ECVM, e

batteria e sistema di gestione della batteria (BMS).

Secondo Grabau, l'ECVM è il cervello del sistema. Contiene tutte le comunicazioni del sistema, compresi i modem IoT (Internet of Things) e la distribuzione dell'energia. Quest'ultima distribuisce la tensione del bus dalla batteria al resto dei componenti del sistema.

A rendere la pala gommata completamente elettrica è l'assenza di impianto idraulico. Come la pala compatta elettrica Doosan Bobcat T7X, che Moog ha contribuito a sviluppare e che è stata introdotta all'inizio del 2022, la macchina Komatsu contiene solo un piccolo volume di refrigerante ecologico, ha detto Grabau.

GUARDA la nostra intervista con Moog per saperne di più sulla progettazione del Doosan Bobcat T7X.

Al posto dei componenti idraulici ci sono servomotori ad alta coppia per la trazione e l'azionamento delle viti a ricircolo di sfere su ciascuno degli assi. Nel caso della macchina Komatsu, è stata eliminata la tradizionale trasmissione idrostatica che normalmente si trova su una pala gommata di queste dimensioni, ha dichiarato Grabau. Al suo posto è stato utilizzato il servomotore usato per la trazione, che garantisce un funzionamento fluido in avanti e in retromarcia, oltre alla frenata rigenerativa.

I vantaggi del passaggio all'elettricità

Il sistema intelligente di elettrificazione delle macchine Moog consente un elevato livello di efficienza e controllabilità, ha dichiarato Grabau. "Questo consente di ottenere una maggiore autonomia o di ridurre le dimensioni del pacco batterie", ha affermato Grabau. "E l'elevato livello di controllabilità consente di ottenere in futuro controlli avanzati da parte dell'utente o la piena autonomia. In pratica, è pronto per l'autonomia"

Questa capacità si ottiene grazie al tipo di azionamento utilizzato nella macchina e alla possibilità di chiudere il circuito per avere un attuatore più controllabile rispetto a un tradizionale martinetto idraulico, ha spiegato. Analogamente, con l'azionamento della trazione della pala gommata, il controllo del movimento in avanti e in retromarcia può essere effettuato con maggiore precisione.

In termini di efficienza, il sistema completamente elettrico si colloca nella fascia superiore dell'80%, secondo Grabau, mentre l'efficienza di un sistema diesel-idraulico è in genere del 30-40%. Anche i sistemi idraulici tradizionali possono avere perdite significative, nell'ordine del 40-60%, mentre l'alternativa elettrica è inferiore al 20%.

Il miglioramento dell'efficienza va a vantaggio del costo totale di proprietà dei clienti finali, che è fondamentale per l'edilizia e per le altre applicazioni in cui viene utilizzata la pala gommata. Nella maggior parte dei casi, queste attrezzature vengono utilizzate per scopi commerciali e la possibilità di ridurre le spese operative può essere molto vantaggiosa per il cliente.

Dimostrare questa capacità può anche aiutare l'adozione di macchine a motore elettrico, dimostrando che non si tratta solo di una tendenza, ma che possono anche fornire effettivi vantaggi in termini di prestazioni. Questo è un obiettivo chiave per Moog e Komatsu, che condurranno test congiunti sulla pala gommata.

"Moog sta lavorando a stretto contatto con Komatsu per comprendere le capacità e le prestazioni della macchina", ha dichiarato Grabau. "L'obiettivo è soddisfare o superare l'equivalente diesel-idraulico della macchina"

Komatsu presenterà la pala gommata elettrica durante il bauma 2022, una delle più grandi fiere del settore edile e minerario. Anche Moog esporrà alla fiera, mettendo in evidenza la sua piattaforma di macchine intelligenti su diversi veicoli dimostrativi elettrici e autonomi.

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