GLI ALBERI CARDANICI
E LE LORO PROTEZIONI:
NECESSARIE PRUDENZA, ATTENZIONE
E SCRUPOLOSITA’ MASSIME
Prof. Domenico Pessina
ISTITUTO DI INGEGNERIA AGRARIA
! I - 20133 MILANO - VIA G. CELORIA, 2
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GLI ALBERI CARDANICI E LE LORO PROTEZIONI:
NECESSARIE PRUDENZA, ATTENZIONE E
SCRUPOLOSITA’ MASSIME
1. Introduzione
L'albero cardanico è un organo di trasmissione meccanica, che trasmette potenza dalla
macchina motrice (ad esempio dal trattore) alla macchina operatrice attraverso un moto
rotatorio, con velocità di rotazione molto alta (qualche centinaio di giri al minuto).
Le statistiche dimostrano che si tratta di un dispositivo molto pericoloso, causa di
numerosi incidenti con infortuni gravi, purtroppo a volte anche mortali.
2. Ricerca sullo stato d’uso degli alberi cardanici
Una ricerca effettuata nel 2001 dall’Istituto di Ingegneria Agraria dell’Università degli Studi
di Milano su circa 700 alberi cardanici operanti con macchine motrici e operatrici in
Lombardia, ha rivelato che l’età media, nella maggior parte dei casi, non depone a favore
delle buone condizioni generali di questi dispositivi (fig. 1): solo il 9 % circa è risultato avere
meno di 2 anni ; un terzo circa aveva un’ ”anzianità di servizio” compresa tra 2 e 7 anni,
mentre il 28,1 % era stato acquistato più di 7 anni prima. Da notare che per la parte rimanente,
ben il 30,4 %, non è stato possibile determinare l’età, poichè gli utilizzatori non hanno saputo
fornire notizie in merito, né tantomeno, a causa del loro stato, si è riusciti a determinare marca
e tipo, in modo da risalire da queste informazioni al periodo dell’acquisto. E’ da presumere,
però, che proprio per le loro spesso precarie condizioni l’appartenenza degli esemplari in
questione sia da attribuire in buona parte alla categoria degli alberi cardanici più vecchi.
Età alberi cardanici
< 2 anni
9%
Non
rilevato
30%
2 ÷ 7 anni
33%
> 7 anni
28%
Fig. 1 – Età media degli alberi cardanici censiti: il parco mostra una notevole anzianità, in
relazione all’elemento considerato.
Con queste premesse quindi, le aspettative sullo stato del parco difficilmente avrebbero
potuto essere buone ; e infatti l’esame dei dati che segue conferma una situazione grave,
con l’evidenziarsi di diffuse inadempienze, sia da parte dei costruttori che degli
utilizzatori. Ciò spiega pertanto l’elevata pericolosità di questo dispositivo, causa di numerosi
e gravi infortuni, e la conseguente necessità di porre riparo attuando tutti gli interventi
ragionevolmente possibili.
Non è (fortunatamente) pensabile che esista, in queste condizioni, un mercato dell’usato : le
statistiche confermano quest’ipotesi, con bassissime percentuali (2,8 % per gli alberi cardanici
più vecchi) di esemplari acquistati di seconda mano: vale a dire, l’utilizzatore compra alberi
cardanici nuovi, che però si degradano ben presto, divenendo rapidamente non più
commerciabili. D’altra parte, anche il costo unitario non è così elevato da giustificare la
necessità di acquistare degli esemplari usati per economizzare sulle spese.
Il libretto uso e manutenzione risulta mancante, in media, in 3 casi su 4 (fig. 2) : più l'albero
cardanico è vecchio e peggiore è, ovviamente, la situazione : per gli esemplari con più di 7
anni e per quelli non "datati", è praticamente impossibile reperire il libretto di istruzioni. La
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mancanza è grave, poiché non è possibile accertare in tal modo i corretti intervalli di
ingrassaggio e le altre operazioni specifiche da effettuare in caso di alberi omocinetici e/o con
dispositivi limitatori di coppia.
Prese scanalate, nottolini di bloccaggio, crociere e giunti omocinetici sembrano relativamente
efficienti (fig. 3), è la ragione di ciò è piuttosto semplice : se l'albero cardanico in sé non è in
efficienza nelle parti citate, non può essere operativo e quindi non viene utilizzato.
L'utilizzatore è costretto pertanto ad effettuare quel minimo di manutenzione che risulta
necessaria. Non mancano però alcune situazioni non conformi alla sicurezza : ad esempio, il
14,1 % delle prese scanalate degli alberi cardanici con più di 7 anni sono molto usurate ; lo
stesso dicasi per l'11,3 % dei nottolini di bloccaggio. Questi due fattori, sinergici tra loro,
possono dare origine ad inconvenienti molto gravi, quali la fuoriuscita dell'albero dalla presa
di potenza in moto con velocità di rotazione e trasmissione di coppia elevate (il cosiddetto
"sbandieramento"), con bruttissime conseguenze, che purtroppo non è difficile immaginare…
Albero cardanico: libretto uso e manutenzione
%
Accettabile
Mancante
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
2 ÷ 7 anni > 7 anni
non
rilevata
TOTALE
Età
Fig. 2 – Presenza del libretto uso e manutenzione.
Albero cardanico: nottolini di bloccaggio
Albero cardanico: usura delle prese scanalate
Efficienti
Elevata
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
%
%
Accettabile
< 2 anni 2 ÷ 7 anni > 7 anni
non
rilevata
Non efficienti
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
TOTALE
2 ÷ 7 anni > 7 anni
non
rilevata
TOTALE
Età
Età
Albero cardanico : crociere e giunti omocinetici
%
Efficienti
Non efficienti
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
2 ÷ 7 anni
> 7 anni
non
rilevata
TOTALE
Età
Fig. 3 – Condizioni delle prese scanalate, dei nottolini di bloccaggio e delle crociere e dei
giunti omocinetici.
E' preoccupante constatare che sugli alberi più vecchi si sia registrato qualche caso di
manomissione del limitatore del momento torcente, tale da annullare la funzione di sicurezza
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che tale dispositivo assicura (fig. 4). E', anche in questo caso, una mancanza grave, fonte di
danneggiamenti alle parti che trasmettono il moto e, ancora una volta di possibili incidenti.
Albero cardanico: limitatore del momento torcente
%
Efficiente
Non efficiente
Manomesso
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
2 ÷ 7 anni > 7 anni
non
rilevata
TOTALE
Età
Fig. 4 – Condizione del limitatore del momento torcente.
I tubi telescopici, infine, sono risultati non efficienti, in media, nel 5,2 % dei casi (fig. 5); è
significativo che, la classe d'età che ha fatto registrare la condizione peggiore sia quella degli
alberi d'età compresa tra 2 e 7 anni, cioè dove sono classificati gli esemplari di maggiore
attuale uso.
Albero cardanico: tubi telescopici
%
Efficienti
Non efficienti
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
2 ÷ 7 anni
> 7 anni
non
rilevata
TOTALE
Età
Fig. 5 – Condizione dei tubi telescopici.
La protezione dell'albero cardanico, nel suo insieme, evidenzia nuovamente una situazione
molto grave (fig. 6) : in media, non esiste protezione, nel senso che si è completamente
deteriorata e di conseguenza è stata tolta, nel 22 % dei casi esaminati ! Ovviamente, più
l'albero è vecchio, e più diffusa diventa l'inadempienza : dal 4,35 % per gli alberi con meno di
2 anni, fino al 36 % di quelli non datati. Nessun utilizzatore, secondo l'indagine, si preoccupa
di sostituire la protezione, una volta che si è deteriorata per qualsiasi motivo.
Per le cuffie, si configura, se possibile, una condizione ancora più grave (fig. 7): per gli alberi
cardanici più vecchi ben 6 esemplari su 7 non presentano cuffie in ordine ! Sono diffuse
situazioni di totale assenza. D'altra parte, chi conosce anche solo superficialmente la realtà
agricola, non si sorprende affatto di questi dati, pensando allo stato in cui versano le
protezioni degli alberi cardanici.
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Albero cardanico: la protezione
%
Originale
Sostituita
Mancante
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
2 ÷ 7 anni > 7 anni
non
rilevata
TOTALE
Età
Fig. 6 - Condizione generale della protezione dell’albero cardanico.
Albero cardanico:cuffie della protezione
Integre
Deteriorate
Non efficienti
100
90
80
70
%
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
2 ÷ 7 anni
> 7 anni
non rilevata TOTALE
Età
Fig. 7 – Condizione delle cuffie della protezione.
I tubi, le catenelle e i cuscinetti delle protezioni seguono il medesimo destino (fig. 8 a e b),
con qualche differenza : se per i tubi l'inadempienza è propria di circa la metà degli alberi
cardanici esaminati, la catenella risulta essere una sorta di "oggetto misterioso", poiché la sua
inefficienza, perché rotta, arrugginita, tranciata, asportata è pressocché generalizzata (86,4 %
dei casi).
Albero cardanico: tubi della protezione
Integre
Deteriorate
Non efficienti
90
80
70
%
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
2 ÷ 7 anni
> 7 anni
non
rilevata
TOTALE
Età
Fig. 8a – Condizioni dei tubi della protezione.
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Le targhette di avvertimento e di segnalazione del pericolo, infine, sono deteriorate o
mancanti sull'84,6 % degli alberi cardanici oggetto della ricerca (fig. 9): si evidenzia pertanto
una loro totale inadeguatezza, che dovrebbe far riflettere a fondo i costruttori nel trovare
valide e durature alternative.
Albero cardanico :catenelle della protezione
Efficienti
Non efficienti
100
90
80
%
70
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
2 ÷ 7 anni
> 7 anni
non
rilevata
TOTALE
Età
Fig. 8b – Condizioni delle catenelle di ritegno.
Albero cardanico: targhette di avvertimento
Leggibili
Deteriorate o mancanti
100
90
80
70
%
60
50
40
30
20
10
0
< 2 anni
2 ÷ 7 anni
> 7 anni
non rilevata TOTALE
Età
Fig. 9 – Condizioni della targhette di avvertimento sulla protezione.
In generale, in definitiva, tutte le parti della protezione dell'albero cardanico sono risultate
insufficienti, non affidabili e di durata limitata. Così com'è, la protezione è assolutamente
inadeguata. Il progresso tecnico non ha ancora trovato delle soluzioni che premettano di
elevare il livello di sicurezza nell'uso di queste trasmissioni cardaniche. Alcuni tentativi in tal
senso sono in corso in vari paesi (Inghilterra, Germania) utilizzando protezioni conformate in
maniera diversa, e costruite con materiale teoricamente più durevole, come gomma o,
addirittura, acciaio (fig. 10).
Fig. 10 – Un esempio innovativo di protezione dell’albero cardanico, che adotta alcune parti
in acciaio e non in materiale plastico.
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CONSIGLI E SUGGERIMENTI PER UN USO SICURO ED
EFFICIENTE
Come accennato, le statistiche dimostrano che l’albero cardanico è un dispositivo molto
pericoloso, causa di numerosi incidenti con infortuni gravi, purtroppo a volte anche
mortali (fig. 11).
Fig. 11 - Le statistiche dimostrano che l’albero cardanico è un dispositivo molto pericoloso,
causa di numerosi incidenti con infortuni gravi, purtroppo talvolta anche mortali.
Per questo motivo gli alberi cardanici sono dotati di una serie di accorgimenti per diminuirne
la pericolosità. In particolare, se l'albero cardanico è stato acquistato nuovo dopo il 1°
gennaio 1995, deve essere corredato di libretto di uso e manutenzione in italiano, di
decalcomanie di sicurezza e deve riportare il marchio CE (fig. 12), che comprova il rispetto
delle norme vigenti.
Fig. 12 - Se l'albero cardanico è stato acquistato nuovo dopo il 1° gennaio 1995, deve essere
corredato di libretto di uso e manutenzione in italiano, di decalcomanie di sicurezza e deve
riportare il marchio CE.
E' importante constatare la presenza delle decalcomanie, comprenderne il significato e
adoperarsi affinché esse non vengano danneggiate e/o asportate.
Le prese scanalate femmina, da fissare al trattore e alla macchina operatrice, devono essere
mantenute in buone condizioni, ben ingrassate e non devono essere usurate (slabbrate e
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deformate) o arrugginite (fig. 13).
Fig. 13 - Le prese scanalate femmina, da fissare al trattore e alla macchina operatrice, devono
essere mantenute in buone condizioni, ben ingrassate e non devono essere usurate (slabbrate e
deformate) o arrugginite
I nottolini di bloccaggio (o dispositivi equivalenti) devono essere azionabili con facilità, ben
ingrassati; una volta premuti per fissare la presa scanalata, devono poi poter ritornare
liberamente e prontamente alla posizione di blocco. In caso di grippaggio, non ricorrere per lo
sbloccaggio ad utensili quali martello o mazzuolo, ma preferire sistemi che prevedano un
miglioramento della lubrificazione, ad esempio usando liquidi sbloccanti.
Le crociere e i giunti omocinetici devono risultare integri, non arrugginiti o criccati, in grado
di raggiungere tutte le posizioni previste senza sforzo; è fondamentale una buona e costante
lubrificazione.
Nel caso di presenza di un dispositivo di sicurezza contro i sovraccarichi (frizione a dischi,
frizione a nottolini, bullone per rottura a taglio, ecc.) accertarsi che esso sia funzionante e non
manomesso in modo tale da comprometterne l'efficienza (fig. 14). In caso di intervento del
dispositivo, controllare che successivamente la sua funzionalità rimanga inalterata.
Fig. 14 - Nel caso di presenza di un dispositivo di sicurezza contro i sovraccarichi (frizione a
dischi, frizione a nottolini, bullone per rottura a taglio, ecc.) accertarsi che esso sia
funzionante e non manomesso in modo tale da comprometterne l'efficienza.
Se il dispositivo è un bullone per rottura a taglio, è necessario sostituirlo con un ricambio
originale. Non montare chiodi, perni o bulloni di resistenza meccanica sconosciuta.
I tubi telescopici (con sezione triangolare, quadra, a limone, scanalata, ecc.) devono essere di
lunghezza corretta (con una sovrapposizione minima pari ad un terzo della loro lunghezza
quando l'albero cardanico è alla massima estensione, fig. 15), ben ingrassati, esenti da
ammaccature, deformazioni o bave che ne limitino lo scorrimento reciproco.
La protezione deve essere quella originariamente prevista dal costruttore. Qualora risulti
danneggiata, occorre sostituirla con altra originale.
Le cuffie di protezione delle crociere, dei giunti omocinetici e delle eventuali frizioni di
sovraccarico devono essere integre. Accertarsi che gli agganci di unione ai tubi telescopici
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della protezione siano integri ed efficienti.
Fig. 15 - I tubi telescopici (con sezione triangolare, quadra, a limone, scanalata, ecc.) devono
essere di lunghezza corretta, con una sovrapposizione di almeno un terzo della loro
lunghezza quando l'albero cardanico è alla massima estensione.
Nel caso in cui il bordo della cuffia entri in contatto con qualche parte della macchina
operatrice (come nel caso della fig. 16, a sinistra) o del trattore durante il lavoro (specie con
angoli di sterzo elevati), è molto pericoloso asportare, tagliandola, parte della cuffia, come
invece è stato fatto malamente nella situazione presentata nella fig. 16, a destra.
Fig. 16 - Nel caso in cui il bordo della cuffia entri in contatto con qualche parte della
macchina operatrice (come nel caso a sinistra) o del trattore durante il lavoro (specie con
angoli di sterzo elevati), è molto pericoloso asportare, tagliandola, parte della cuffia, come
invece è stato fatto malamente nella situazione presentata a destra.
Occorre, in questi casi, utilizzare un albero cardanico dotato di protezione che non interferisca
con parti della macchina anche alla massima angolazione di lavoro. I tubi telescopici di
protezione dell'albero cardanico devono essere integri, privi di deformazioni, slabbrature,
ammaccature, ecc. Qualora uno di questi inconvenienti venga rilevato, bisogna sostituire
l'intera protezione. Non utilizzare assolutamente i tubi telescopici come punto d'appoggio per
l’accesso alla macchina, sia con albero cardanico fermo, tanto meno quando è in movimento
(fig. 17).
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Fig. 17 - Non utilizzare assolutamente i tubi telescopici come punto d'appoggio per l’accesso
alla macchina, sia con albero cardanico fermo, tanto meno quando è in movimento.
Le protezioni degli alberi cardanici sono generalmente costituite da materiale plastico,
soggetto come tale ad invecchiamento e degrado dovuto alle radiazioni solari.
Cambiamenti di colore (imbrunimenti se la protezione è gialla, fig. 18, a sinistra) o comparsa
di screpolature, crepe o forature non dovute ad interventi esterni (fig. 18, a destra), indicano
che la protezione ha perso le originali caratteristiche di sicurezza; è necessario pertanto
provvedere immediatamente alla sua sostituzione, con un ricambio originale.
Fig. 18 - Cambiamenti di colore (imbrunimenti se la protezione è gialla, a sinistra) o
comparsa di screpolature, crepe o forature non dovute ad interventi esterni (a destra),
indicano che la protezione ha perso le originali caratteristiche di sicurezza; è necessario
pertanto provvedere immediatamente alla sua sostituzione, con un ricambio originale.
Secondo le norme specifiche, le due (o più) parti di cui è costituita la protezione non devono
ruotare unitamente dell'albero cardanico. Allo scopo occorre sempre fissare le apposite
catenelle a parti fisse del trattore e della macchina operatrice (fig. 19, a sinistra). Non è
permesso usare le catenelle per scopi differenti, per esempio per sollevare l'albero cardanico o
per assicurarlo alla macchina operatrice quando non è collegato al trattore (fig. 19, a destra).
A tale proposito, sulla macchina operatrice stessa deve esistere un dispositivo di appoggio
dell'albero cardanico, che non preveda assolutamente l'uso delle catenelle.
La protezione avvolge l'albero cardanico e appoggia su di esso tramite appositi cuscinetti,
solitamente costruiti anch'essi con materiale plastico o nylon. I cuscinetti devono risultare
integri, funzionanti, ben ingrassati.
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NO
Fig. 18 - Le apposite catenelle della protezione devono essere agganciate a parti fisse del
trattore e della macchina operatrice (a sinistra). Non è permesso usare le catenelle per scopi
differenti, per esempio per sollevare l'albero cardanico o per assicurarlo alla macchina
operatrice quando non è collegato al trattore (a destra).
Occorre verificare periodicamente che l'albero cardanico possa ruotare e scorrere in senso
longitudinale senza eccessivo sforzo all'interno della protezione.
A causa delle sue caratteristiche di funzionamento, l'albero cardanico deve essere
frequentemente ingrassato, anche quotidianamente in caso di uso prolungato. Per una
funzionalità ottimale, bisogna attenersi scrupolosamente alle istruzioni, facendo riferimento
alle decalcomanie specifiche spesso presenti direttamente sull'albero cardanico stesso o a
quanto indicato nel libretto uso e manutenzione (fig 20).
Fig. 20 - L'albero cardanico deve essere frequentemente ingrassato, anche quotidianamente in
caso di uso prolungato. Per una funzionalità ottimale, bisogna attenersi scrupolosamente alle
istruzioni, facendo riferimento alle decalcomanie specifiche spesso presenti direttamente
sull'albero cardanico stesso o a quanto indicato nel libretto uso e manutenzione.
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