Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II”
L’idea innovativa (oggetto di brevetto) su cui è incentrato il progetto SIADiagCarrelli consiste in una molla ad aria (denominata anche molla ad aria/molla pneumatica) che integra al proprio interno un sistema di recupero energetico. Attraverso tale sistema è possibile alimentare una sensoristica disposta a bordo carrello, funzionale per gli scopi di monitoraggio e diagnostica, senza ricorrere ai consueti cablaggi di bordo, onerosi dal punto di vista dell’installazione e della manutenzione. In tal modo il sistema carrello diviene energeticamente autonomo e indipendente dai sistemi circostanti.
Il prototipo realizzato nell’ambito del progetto SIADiagCarrelli ha visto l’unità del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II” (DII-UNINA) parte attiva nella progettazione e nello sviluppo dei prototipi di sospensione ad aria con sistema di recupero energetico.
L’unità DII-UNINA ha svolto, inoltre, la progettazione e lo sviluppo del sistema di accumulo di energia, necessario ad alimentare la rete di sensori per il monitoraggio e la diagnostica del carrello. Con particolare riferimento alla diagnostica del carrello, l’unità DII-UNINA ha contribuito allo sviluppo di un sistema di autodiagnostica della molla ad aria e del sistema di accumulo.
Descrizione del Prototipo realizzato
La Figura 1 rappresenta il prototipo realizzato in cui è ben evidente una stella costituita da elementi piezoelettrici resi solidali, mediante incollaggio, a lamine di acciaio armonico. Ogni elemento presenta, da un lato, un vincolo tipo “incastro”, funzionale per il trasferimento dei moti vibratori provenienti dal carrello ferroviario, dall’altro la massa di tuning necessaria per determinare una risonanza dello stesso in corrispondenza delle frequenze dominanti relative ai moti vibratori del carrello stesso.
Figura1. Prototipo di molla ad aria con sistema di recupero energetico e relativo cablaggio.
Ai fini della verifica e caratterizzazione dei prototipi, è stata svolta una specifica attività sperimentale presso i laboratori del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II”. L’attività ha consentito di provare dinamicamente la stella costituita dagli elementi piezoelettrici e valutare, conseguentemente, l’energia prodotta e la fattibilità in termini di alimentazione di una sensoristica dedicata agli aspetti di monitoraggio.
La Figura 2 riporta un esploso del prototipo virtuale del sistema costituito dalla molla ad aria con sistema di recupero energetico.
Figura 2. Esploso della molla ad aria con sistema di energy harvesting integrato
Si riporta nel seguito la legenda associata alla Figura 2:
A- Chiusura sistema di energy harvesting (EH)
B- Massa di tuning
C- Cantilever beam formata da supporto metallico e patch di materiale piezoelettrico
D- Sistema di supporto cantilever beam
E- Flangia interfaccia molla/sistema energy harvesting
F- Piatto rigido molla ad aria
G- Gomma rinforzata della molla ad aria
Partner coinvolti
