Trasmissione del carico: Trasferisce la forza di rotazione dalla boccola eccentrica al cono mobile, garantendo un movimento sincronizzato durante la frantumazione. Inoltre, distribuisce i carichi assiali dal cono mobile all'albero principale, impedendo la concentrazione di sollecitazioni nel punto di collegamento.
Compensazione dell'allineamento: Consente piccoli disallineamenti tra l'albero principale e il cono mobile (fino a 0,1 mm) dovuti a tolleranze di fabbricazione o usura operativa, riducendo le vibrazioni e prolungando la durata dei componenti.
Protezione dall'usura: Agisce come un intermediario sostituibile per proteggere l'albero principale e il cono mobile dal contatto diretto, riducendo al minimo l'usura di questi componenti costosi.
Facilitazione dell'assemblaggio: Semplifica l'installazione e la sostituzione del cono mobile fornendo un'interfaccia di connessione standardizzata, riducendo i tempi di manutenzione.
Corpo dell'anello: Pezzo forgiato o fuso in un unico pezzo, realizzato in acciaio legato ad alta resistenza (ad esempio, 40CrNiMoA) o acciaio a medio tenore di carbonio (45#), con un diametro esterno compreso tra 300 mm e 1200 mm. Lo spessore della parete è compreso tra 20 e 50 mm, con una superficie interna rastremata per adattarsi all'albero principale.
Superficie interna conica: Una superficie conica lavorata con precisione (rapporto di conicità da 1:10 a 1:20) che si accoppia con l'estremità conica dell'albero principale, garantendo un accoppiamento con interferenza stretto (0,02–0,05 mm) per trasmettere la coppia senza slittamento. La rugosità superficiale è Ra0,8–1,6 μm.
Filettature esterne/flangia: Una sezione filettata esternamente o una flangia radiale sull'estremità superiore che si collega al cono mobile, con classe di filettatura 6g o planarità della flangia (≤0,05 mm/m) per un fissaggio sicuro.
Sede per chiavetta/Sede per chiavetta: Scanalatura longitudinale o incavo sulla superficie interna che ospita una chiavetta, migliorando la trasmissione della coppia tra l'anello adattatore e l'albero principale. Le dimensioni della sede della chiavetta sono conformi allo standard ISO 4156 (ad esempio, tolleranza di larghezza H9).
Scanalature di lubrificazione: Scanalature circonferenziali sulla superficie interna conica che distribuiscono il lubrificante durante il montaggio/smontaggio, riducendo l'attrito durante l'installazione o la rimozione dell'anello.
Spalla: Un gradino radiale all'estremità inferiore che limita il movimento assiale, garantendo il corretto posizionamento dell'anello adattatore sull'albero principale. La spalla presenta una tolleranza di perpendicolarità (≤0,03 mm/100 mm) rispetto alla conicità interna.
Marcatura delle scanalature: Piccole rientranze o segni incisi al laser che indicano l'orientamento o il peso per un assemblaggio bilanciato, fondamentale per il funzionamento ad alta velocità.
Selezione dei materiali:
Acciaio legato (40CrNiMoA): Preferito per grandi frantoi, offre resistenza alla trazione ≥980 MPa, limite di snervamento ≥835 MPa e tenacità all'impatto ≥60 J/cm². Composizione chimica: C 0,37–0,44%, Cr 0,6–0,9%, Ni 1,2–1,6%, Mo 0,15–0,25%.
Acciaio al carbonio medio (45#): Utilizzato per anelli più piccoli, con resistenza alla trazione ≥600 MPa e limite di snervamento ≥355 MPa.
Forgiatura:
La billetta d'acciaio viene riscaldata a 1150–1200 °C e forgiata in una preforma cilindrica o conica mediante forgiatura a stampo aperto, affinando la struttura dei grani e migliorando le proprietà meccaniche.
I processi di ricalcatura e foratura creano il centro cavo, con una sagomatura approssimativa del diametro esterno e della conicità.
Trattamento termico:
Tempra e rinvenimento: I pezzi grezzi forgiati vengono riscaldati a 820–860 °C, temprati in olio, quindi rinvenuti a 500–600 °C per 4–6 ore per ottenere una durezza HRC 28–35, bilanciando resistenza e lavorabilità.
Antistress: Dopo la lavorazione di sgrossatura, una ricottura a bassa temperatura (300–350°C per 2 ore) allevia le tensioni residue derivanti dalla forgiatura e dalla lavorazione.
Fusione (per anelli piccoli):
Per la produzione in piccoli volumi si utilizza la fusione in sabbia con stampi legati in resina. L'acciaio fuso viene colato a 1500–1550 °C, seguito da una fase di normalizzazione per affinare la microstruttura.
Lavorazione grezza:
Il pezzo grezzo forgiato o fuso viene montato su un tornio CNC per lavorarne il diametro esterno, la conicità interna (lasciando 1–2 mm di tolleranza) e la spalla, con tolleranza dimensionale (±0,5 mm).
Lavorazione meccanica di precisione:
Superficie interna conica: Rettificata mediante rettificatrice conica CNC per ottenere il rapporto di conicità specificato (tolleranza ±0,01 mm/m) e rugosità superficiale Ra0,8 μm. La rotondità è controllata a ≤0,01 mm.
Filettature esterne/flangia: Le filettature vengono tagliate utilizzando un tornio CNC (tolleranza 6g), mentre le flange vengono rettificate fino a ottenere planarità (≤0,05 mm/m) e perpendicolarità (≤0,03 mm/100 mm).
Chiavetta: Fresato utilizzando una fresatrice CNC con tolleranza di larghezza H9 e tolleranza di profondità (±0,1 mm), garantendo il corretto adattamento della chiave.
Lavorazione delle scanalature di lubrificazione:
Le scanalature vengono tornite o fresate nella conicità interna con profondità (0,5–1 mm) e spaziatura (50–100 mm) precise, facilitando la distribuzione del lubrificante.
Trattamento superficiale:
La superficie esterna viene sabbiata per rimuovere le incrostazioni, quindi rivestita con olio o vernice antiruggine. La superficie interna conica può essere fosfatata per migliorare la lubrificazione durante l'assemblaggio.
Prove sui materiali:
L'analisi della composizione chimica (spettrometria) verifica la conformità della lega (ad esempio, 40CrNiMoA).
Le prove di trazione e di impatto sui campioni forgiati confermano le proprietà meccaniche (resistenza alla trazione ≥980 MPa, energia di impatto ≥60 J).
Controlli di precisione dimensionale:
Una macchina di misura a coordinate (CMM) controlla il rapporto di conicità, i diametri interno/esterno e le dimensioni delle sedi delle chiavette, garantendo il rispetto delle tolleranze.
Un calibro conico e un indicatore a quadrante verificano la conformità della conicità interna alle specifiche di progettazione.
Prove non distruttive (NDT):
Il test a ultrasuoni (UT) rileva difetti interni nel corpo dell'anello, mentre eventuali crepe o inclusioni >φ2 mm vengono scartate.
Il test con particelle magnetiche (MPT) verifica la presenza di crepe superficiali in filettature, sedi per chiavette e spalle, con difetti lineari di 0,5 mm che determinano il rigetto.
Test delle prestazioni meccaniche:
Test di coppia: L'anello viene assemblato con un albero di prova e sottoposto al 120% della coppia nominale, senza che siano ammessi slittamenti o deformazioni.
Test di fatica: I campioni vengono sottoposti a carichi ciclici (10⁶ cicli) al 70% del limite di snervamento per garantire la resistenza alla rottura per fatica.
Validazione dell'assemblaggio:
L'assemblaggio di prova con un albero principale e un cono mobile conferma la corretta installazione: l'anello si inserisce perfettamente senza incepparsi e la trasmissione della coppia è fluida sotto carichi di prova.
