Progettazione di un simulatore sismico per uso didattico

Una delle prime fasi del progetto ha avuto come argomento la scelta di un cinematismo da applicare alla tavola sismica.
Sono sostanzialmente tre le possibilità considerate: sistema biella-manovella con motore rotativo, sistema con attuatore idraulico e sistema elettrodinamico.
Tavole vibranti con sistema idraulico sono probabilmente le più diffuse in circolazione perché permettono di applicare grandi carichi e quindi strutture in scala molto grande o anche in dimensioni reali. Anche le dimensioni della tavola stessa sono spesso considerevoli tanto che queste risultano solitamente impiantate in maniera permanente nel terreno .
Si è dunque esclusa, fin dall’inizio, la possibilità di movimentare la piattaforma con un sistema idraulico a causa dei già citati limiti legati all’uso didattico della stessa; un sistema idraulico avrebbe infatti comportato l’impiego di strutture più massicce e il principio stesso della movimentazione idraulica avrebbe portato con se anche una serie di componenti ed accessori dal costo non indifferente e quindi non compatibile con le richieste dell’utilizzatore.
E’ evidente infatti che la scelta del motore deve, da un lato rispondere alle richieste dell’utilizzatore, dall’altro mantenersi all’interno di determinati limiti progettuali.
Vista la funzione della piattaforma, cioè quella di simulare un terremoto, essa richiede movimenti forti e con frequenze elevate tenendo sempre sotto controllo i limiti del sistema.
Scegliendo per esempio un motore elettrico rotativo, per quanto forte, esso avrebbe bisogno di un sistema in grado di trasformare il moto da rotativo in lineare (biella - manovella) il quale avrebbe complicato notevolmente la movimentazione della tavola appesantendola sia dal punto di vista strutturale che da quello economico. L’idea dunque è stata quella di scegliere un motore che produce il moto direttamente in forma lineare in grado di rispondere contemporaneamente alle esigenze di compattezza ed efficienza richieste. In quest’ottica la scelta si è orientata sulla vasta gamma di motori elettrici lineari, in particolare essa è ricaduta sui motori lineari sincroni prodotti dalla casa tedesca Bosch Rexroth.
La scelta è stata condotta principalmente dagli elevati valori di spinta e compattezza messi a disposizione da questa gamma di motori lineari. È necessario però conoscere il principio di funzionamento di questi motori e la loro struttura, prima di analizzare il dimensionamento.