Ammodernamento degli argani: stato dell’arte e tendenze

Tanti i benefici grazie alla sostituzione della macchina a riduttore con macchina gearless

Ad oggi, in Italia, la maggior parte degli ammodernamenti delle macchine di trazione degli ascensori è conservativa e consiste nel sostituire l’argano/macchina a riduttore esistente, tipicamente con motore a 2 velocità (AC2), con un argano / macchina a riduttore di nuova generazione, qualche volta con motore a 2 velocità (AC2) ma più spesso con motore VVVF ed inverter.

La sostituzione di macchina a riduttore con motore AC2 con macchina a riduttore con motore VVVF con inverter è una soluzione che, a parità di sistema di sospensione (1:1), permette l’utilizzo di una macchina di taglia inferiore con motore di potenza inferiore, limitando quindi non solo gli ingombri ma anche la taglia dell’inverter associato e soprattutto la potenza contrattuale dell’impianto.

Nella maggior parte degli ammodernamenti, date le corse e le velocità dell’impianto in essere, si riesce ad ottenere un buon comfort in cabina anche in configurazioni ad anello aperto, quindi senza utilizzo di retroazione (encoder), limitando dunque il costo della nuova soluzione che resta comunque una soluzione “datata” e non “green” a causa della presenza di olio.

La tendenza degli ammodernamenti è la sostituzione della macchina a riduttore con macchina gearless, principalmente perché quest’ultima è caratterizzata da:

  • elevata efficienza del motore a magneti permanenti che si traduce in ridotto consumo;
  • ridotti ingombri che ne permettono il trasporto, l’installazione e l’utilizzo in qualsiasi impianto;
  • massimo comfort in cabina derivante a una regolazione più precisa della macchina gearless in anello chiuso che soddisfa le esigenze      specifiche di impianto;
  • re-livellamento al piano in qualsiasi condizione di carico;
  • minimo livello di rumore e vibrazioni costante nel tempo (assenza di rotismi/ingranaggi soggetti ad usura);
  • assenza di olio e lubrificanti;
  • ridotta manutenzione;
  • dotazione di freno certificato sia contro l’eccesso di velocità della cabina in salita che contro i movimenti non comandati della cabina con porte (UCM), che significa aumentare la sicurezza dell’impianto originario;
  • nessun limite di velocità cabina;
  • nessun limite di corsa.

La macchina gearless è costituita da un motore a magneti permanenti, detto motore coppia perché in grado di fornire elevata coppia in uscita all’albero a basse velocità, esattamente come fa il riduttore a vite senza fine delle macchine a riduttore, ma senza avere alcun rotismo/ingranaggio interno che non solo è soggetto ad usura ma anche non idoneo ad elevate velocità poiché caratterizzato da vibrazioni e rumore.

La macchina gearless è, in buona sostanza, una macchina “essenziale”,  costituita da un minor numero di componenti rispetto alla macchina a riduttore (solo motore a magneti permanenti, puleggia di trazione, freno ed encoder) quindi con minor possibilit di guasto ed usura.

In particolare, il freno che viene assemblato sulle macchine gearless è certificato sia contro l’eccesso di velocità  della cabina in salita che contro i movimenti non comandati della cabina con porte (UCM), quindi costituisce un componente di sicurezza secondo la EN 81-20:2020 dato che agisce direttamente sullo stesso albero della puleggia di frizione (che è sostenuto staticamente in 2 punti).

Ciò significa che l’impianto su cui viene installata la macchina gearless è già dotato di questo componente di sicurezza “free of charge” che quindi permette l’incremento della sicurezza dell’impianto stesso, a differenza di quanto accade con le macchine a riduttore per le quali il freno di sicurezza sull’albero lento è un’opzione di costo importante.

Con le macchine gearless, già dotate di elevato rendimento tipico dei motori a magneti permanenti, si utilizza sempre più spesso un inverter con modulo rigenerativo che durante il funzionamento della macchina, che funziona da generatore, invia l’energia resa nella rete che può essere quindi utilizzata per alimentare carichi elettrici dell’edifico, portando ad un aumento considerevole del rendimento energetico dell’intero ascensore.

Per ottenere il massimo beneficio economico dall’utilizzo della macchina gearless è consigliabile modificare il sistema di sospensione da 1:1 in 2:1 poiché ciò permette la selezione di una macchina di taglia inferiore limitando in modo significativo i costi della sostituzione dell’argano originario.

La macchina gearless, essendo caratterizzata da un design estremamente compatto, consente un facile trasporto e posizionamento in sala macchine senza necessità di smontaggio parziale, come accade con le macchine a riduttore. E’, inoltre, possibile il posizionamento della macchina gearless su telai esistenti con semplici interfacce/adattatori.

Impianto da ammodernare:
Carico nominale: 480kg
Sospensione 1:1
Velocità cabina: 1m/s
Corsa: 22m
Ammodernato con macchina gearless ed inverter rigenerativo.

Nel caso di ammodernamento con sostituzione della macchina a riduttore con supporto esterno della puleggia di trazione (configurazione molto frequente in impianti “datati”) con una macchina a riduttore di nuova generazione è opportuno verificare, attraverso i dati di impianto, la migliore configurazione possibile per evitare soluzioni costose non necessarie.

Numerose vecchie serie di macchine a riduttore erano sempre caratterizzate da un supporto esterno dell’albero lento, detto anche terzo supporto, la cui corretta installazione non era affatto banale. Allineare 3 supporti implica messe in opera estremamente accurate che, in caso presentino anche minimi disallineamenti, potrebbero ridurre drasticamente la vita della macchina stessa, se non addirittura pericolosi danneggiamenti di albero e cuscinetti.

Le macchine a riduttore attuali presentano carichi statici elevati rispetto alle serie precedenti e, per questo motivo, risulta quasi sempre ingiustificato l’uso del terzo supporto. Inoltre, nelle macchine con terzo supporto, strutture iperstatiche, l’eventuale freno certificato sull’albero lento non è riconosciuto dalla EN 81-20:2020 come componente di sicurezza poiché, nonostante agisca sullo stesso albero della puleggia di frizione, quest’ultimo è sostenuto da più di 2 punti.

Esempi di ammodernamento da geared a gearless

Articolo di Elisabetta Gasperini su ANACAM Magazine