• Carrello elevatore
• Idroguida
• Modellazione
• Oleodinamica
• Sistemi idraulici

La Toyota Material Handling `e un’azienda attiva nel settore della movimen-
tazione merci e in particolare, nella sede di Borgo Panigale, nella produzione di
carrelli elevatori. Inizialmente, in linea di produzione venivano assemblati sia
carrelli endotermici che elettrici ma successivamente, tenuto conto dell’orientamento
del mercato, sempre più orientato all’utilizzo di tecnologie ”green”, l’offerta si
`e spostata totalmente sulla seconda tipologia. Queste macchine vengono us-
ate per la movimentazione di carichi elevati per mezzo di un circuito idraulico
equipaggiato sulle stesse, collegato attraverso opportune tubazioni all’organo
atto a movimentare il carico: il montante.
Il vantaggio derivato dall’utilizzo dell’olio all’interno del circuito `e il potere
dare luogo a forze elevate mettendo in gioco pressioni dell’ordine delle decine e
anche centinaia di bar, il tutto in ingombri piccoli.
L’obiettivo di questa tesi, svolta internamente all’azienda, `e la creazione
per mezzo del software OpenModelica di un modello a parametri concentrati
del circuito idraulico del Traigo80 20-35 MY2022, carrello elettrico entrato in
produzione nei primi mesi del 2022. Questi modelli sono utili al fine di testare
preventivamente le prestazioni dell’impianto, per esempio durante la fase di pro-
gettazione dello stesso. Ma non solo! Per mezzo di essi `e possibile verificare le
ripercussioni, in termini di prestazioni, di eventuali modifiche apportate ai com-
ponenti del circuito, rapidamente e con precisione. Infatti, sarebbe sufficiente
cambiare i parametri inseriti all’interno dei componenti presenti in ambiente di
modellazione e fare ripartire la simulazione per analizzare le nuove grandezze in
gioco.
I carrelli elevatori consentono la movimentazione del carico in vari modi. Al
variare della configurazione del distributore e del montante, al sollevamento e
brandeggio si possono aggiungere ulteriori funzioni quali la traslazione laterale
e la rotazione del carico. Ai fini della tesi, sono state modellate e analizzate le
utenze pi`u utilizzate dai carrellisti durante le fasi di lavoro: il sollevamento e il
brandeggio.
Nella prima fase sono stati creati dei modelli semplici, capaci di replicare le
singole utenze. Una volta validati tali modelli, ne `e stato creato uno ulteriore
che unisse l’utenza di sollevamento a quella di brandeggio.
Parallelamente `e stato creato un modello semplificato equivalente dell’idroguida,
disponendo opportunamente strozzatori a sezione variabile che, aprendosi e chi-
udendosi, gestiscono la portata di olio diretta al cilindro di sterzo. Per mezzo
di tale modello `e stato possibile valutare il corretto funzionamento del sistema
di sterzo prima di affiancarlo alle altre utenze.
Infine, per replicare l’intero circuito idraulico del carrello, `e stato necessario
costruire la valvola prioritaria utilizzando componenti pi`u ”semplici” presenti
nella libreria del software quali molle, masse e pistoni. Costruita la valvola pri-
oritaria ne `e stato testato il funzionamento su un ”banco prova” comprendente
solo sistema di sterzo e linea di sollevamento del carico. Validata la valvola pri-
oritaria, alle bocche della stessa sono state collegate le utenze di sollevamento e
brandeggio e l’idroguida, quindi per costruire il modello finale `e stato ipotizzato un duty cycle, per verificare che la prioritaria alimentasse l’utenza corretta a
seconda della richiesta e che tutte le utenze funzionassero correttamente.
I dati ottenuti dalle simulazioni sono in linea con quelli ottenuti sperimen-
talmente. Oltre questo, possibili implementazioni future potrebbero riguardare
l’aggiunta del meccanismo di retroazione all’idroguida e l’aggiunta di parametri
specifici all’interno di alcuni componenti quali le aree di insistenza dei segnali
di pressione sulle valvole compensatrici e la overcentre.

La Toyota Material Handling `e un’azienda attiva nel settore della movimen- tazione merci e in particolare, nella sede di Borgo Panigale, nella produzione di carrelli elevatori. Inizialmente, in linea di produzione venivano assemblati sia carrelli endotermici che elettrici ma successivamente, tenuto conto dell’orientamento del mercato, sempre più orientato all’utilizzo di tecnologie ”green”, l’offerta si `e spostata totalmente sulla seconda tipologia. Queste macchine vengono us- ate per la movimentazione di carichi elevati per mezzo di un circuito idraulico equipaggiato sulle stesse, collegato attraverso opportune tubazioni all’organo atto a movimentare il carico: il montante. Il vantaggio derivato dall’utilizzo dell’olio all’interno del circuito `e il potere dare luogo a forze elevate mettendo in gioco pressioni dell’ordine delle decine e anche centinaia di bar, il tutto in ingombri piccoli. L’obiettivo di questa tesi, svolta internamente all’azienda, `e la creazione per mezzo del software OpenModelica di un modello a parametri concentrati del circuito idraulico del Traigo80 20-35 MY2022, carrello elettrico entrato in produzione nei primi mesi del 2022. Questi modelli sono utili al fine di testare preventivamente le prestazioni dell’impianto, per esempio durante la fase di pro- gettazione dello stesso. Ma non solo! Per mezzo di essi `e possibile verificare le ripercussioni, in termini di prestazioni, di eventuali modifiche apportate ai com- ponenti del circuito, rapidamente e con precisione. Infatti, sarebbe sufficiente cambiare i parametri inseriti all’interno dei componenti presenti in ambiente di modellazione e fare ripartire la simulazione per analizzare le nuove grandezze in gioco. I carrelli elevatori consentono la movimentazione del carico in vari modi. Al variare della configurazione del distributore e del montante, al sollevamento e brandeggio si possono aggiungere ulteriori funzioni quali la traslazione laterale e la rotazione del carico. Ai fini della tesi, sono state modellate e analizzate le utenze pi`u utilizzate dai carrellisti durante le fasi di lavoro: il sollevamento e il brandeggio. Nella prima fase sono stati creati dei modelli semplici, capaci di replicare le singole utenze. Una volta validati tali modelli, ne `e stato creato uno ulteriore che unisse l’utenza di sollevamento a quella di brandeggio. Parallelamente `e stato creato un modello semplificato equivalente dell’idroguida, disponendo opportunamente strozzatori a sezione variabile che, aprendosi e chi- udendosi, gestiscono la portata di olio diretta al cilindro di sterzo. Per mezzo di tale modello `e stato possibile valutare il corretto funzionamento del sistema di sterzo prima di affiancarlo alle altre utenze. Infine, per replicare l’intero circuito idraulico del carrello, `e stato necessario costruire la valvola prioritaria utilizzando componenti pi`u ”semplici” presenti nella libreria del software quali molle, masse e pistoni. Costruita la valvola pri- oritaria ne `e stato testato il funzionamento su un ”banco prova” comprendente solo sistema di sterzo e linea di sollevamento del carico. Validata la valvola pri- oritaria, alle bocche della stessa sono state collegate le utenze di sollevamento e brandeggio e l’idroguida, quindi per costruire il modello finale `e stato ipotizzato un duty cycle, per verificare che la prioritaria alimentasse l’utenza corretta a seconda della richiesta e che tutte le utenze funzionassero correttamente. I dati ottenuti dalle simulazioni sono in linea con quelli ottenuti sperimen- talmente. Oltre questo, possibili implementazioni future potrebbero riguardare l’aggiunta del meccanismo di retroazione all’idroguida e l’aggiunta di parametri specifici all’interno di alcuni componenti quali le aree di insistenza dei segnali di pressione sulle valvole compensatrici e la overcentre.