Controllo dello spazio di schiacciamento: Consente una regolazione precisa della distanza tra il cono mobile e il cono fisso (spazio di frantumazione) mediante rotazione o traslazione rispetto all'anello di regolazione, influenzando direttamente la dimensione del materiale scaricato.
Blocco dei componenti: Fissaggio dell'anello di regolazione nella posizione impostata dopo la regolazione della distanza, impedendo movimenti indesiderati causati dalle vibrazioni durante le operazioni di frantumazione.
Distribuzione del carico: Distribuzione dei carichi assiali dall'anello di regolazione al telaio superiore, riducendo le sollecitazioni localizzate sui componenti di accoppiamento.
Supporto di tenuta: Fornire una superficie di montaggio per guarnizioni che impediscano perdite di polvere, detriti o lubrificante tra il sistema di regolazione e i meccanismi interni del frantoio.
Corpo del cappuccio: La sezione strutturale principale, solitamente realizzata in acciaio fuso ad alta resistenza (ad esempio, 40Cr o ZG310–570) o acciaio forgiato per una maggiore durata. Lo spessore delle pareti varia da 30 a 80 mm, con sezioni più spesse nelle interfacce portanti.
Foro filettato o filettature esterne: Elemento filettato centrale che si accoppia all'anello di regolazione, sia con filettatura interna (per i tappi che si avvitano sull'anello di regolazione) che esterna (per i tappi che sono fissati da un dado di bloccaggio). Le filettature sono spesso trapezoidali (metriche o in pollici) per sopportare carichi assiali elevati.
Meccanismo di bloccaggio: Caratteristiche per fissare il tappo dopo la regolazione, come:
Slot di bloccaggio: Scanalature circonferenziali attorno alla superficie esterna del tappo che si allineano con i bulloni di bloccaggio sull'anello di regolazione, impedendone la rotazione.
Fori per viti di fissaggio: Fori filettati radiali che accettano viti di fissaggio per premere contro l'anello di regolazione, creando un bloccaggio basato sull'attrito.
Interfaccia conica: Una superficie conica che si accoppia con una conicità corrispondente sull'anello di regolazione, migliorando la presa sotto carico.
Flangia superiore: Una flangia radiale all'estremità superiore del tappo, che fornisce una superficie per applicare la coppia durante la regolazione (tramite una chiave o uno strumento idraulico) e limitare il movimento assiale.
scanalature di tenuta: Scanalature circonferenziali sulla superficie esterna o interna che ospitano O-ring, guarnizioni o tenute a labirinto per prevenire la contaminazione o la perdita di lubrificante.
Nervature di rinforzo: Nervature interne o esterne (spesse 5–15 mm) che rinforzano il corpo del tappo, in particolare attorno alle aree filettate, per resistere alla deformazione sotto carico.
Segni indicatori: Linee incise o stampate sulla superficie esterna che si allineano con i segni di riferimento sull'anello di regolazione, facilitando una regolazione precisa della distanza (in genere graduata con incrementi di 0,1 mm).
Selezione dei materiali:
L'acciaio fuso ad alta resistenza (ZG310–570) è scelto per la sua resistenza alla trazione (≥570 MPa) e la tenacità agli urti, adatte ad applicazioni portanti. Per calotte più piccole, è possibile utilizzare la ghisa duttile (QT500–7) per un miglior rapporto costo-efficacia, offrendo una buona lavorabilità.
Creazione di modelli:
Viene creato un modello di precisione utilizzando legno, schiuma o plastica stampata in 3D, replicando la forma esterna del tappo, le filettature (in forma semplificata), le flange e le scanalature. Vengono aggiunti margini di ritiro (1,5-2%), con angoli di sformo (2°-4°) per facilitare la rimozione dello stampo.
Spesso nella fusione i modelli di filettatura vengono omessi o semplificati, mentre la filettatura finale viene realizzata tramite lavorazione meccanica.
Stampaggio:
Uno stampo in sabbia (sabbia verde o sabbia legata con resina) viene formato attorno al modello, con un'anima utilizzata per creare il foro centrale. La cavità dello stampo viene rivestita con un lavaggio refrattario per migliorare la finitura superficiale e impedire la penetrazione del metallo nella sabbia.
Fusione e colata:
L'acciaio fuso viene fuso in un forno ad arco elettrico a 1520–1560 °C, con composizione chimica controllata a C 0,25–0,35%, Mn 0,8–1,2% e Si 0,2–0,6% per bilanciare resistenza e lavorabilità.
La colata viene effettuata a 1480–1520°C utilizzando una siviera, con una portata costante per evitare turbolenze, garantendo il riempimento completo della cavità dello stampo.
Raffreddamento e shakeout:
Il getto viene raffreddato nello stampo per 24-48 ore per ridurre lo stress termico, quindi rimosso tramite vibrazione. I residui di sabbia vengono puliti mediante pallinatura (grana d'acciaio G25), ottenendo una rugosità superficiale di Ra25-50 μm.
Trattamento termico:
La normalizzazione (850–900°C, raffreddata ad aria) affina la struttura del grano, seguita dalla tempra (600–650°C) per ridurre la durezza a 200–250 HBW, migliorando la lavorabilità e mantenendo la resistenza.
Lavorazione grezza:
Il pezzo grezzo fuso viene montato su un tornio CNC per lavorarne il diametro esterno, la flangia superiore e il foro centrale, lasciando un margine di finitura di 2-3 mm. Le superfici chiave vengono spianate per stabilire i riferimenti.
Lavorazione dei filetti:
Le filettature interne o esterne vengono lavorate con precisione utilizzando un tornio o una fresatrice CNC. Le filettature trapezoidali vengono realizzate con un utensile di formatura, garantendo la precisione del passo (±0,05 mm) e la tolleranza del profilo della filettatura per consentire una regolazione fluida.
Lavorazione delle caratteristiche di bloccaggio:
Le fessure di bloccaggio vengono fresate sulla superficie esterna mediante una fresatrice CNC, con tolleranza di profondità (±0,1 mm) e spaziatura uniforme (±0,5 mm) attorno alla circonferenza del tappo.
I fori per le viti di fissaggio sono forati e filettati con tolleranza di classe 6H, con perpendicolarità (±0,1 mm/100 mm) rispetto all'asse del tappo per garantire il corretto innesto delle viti.
Lavorazione di finitura:
La flangia superiore e le superfici di tenuta sono tornite per ottenere planarità (≤0,05 mm/m) e rugosità superficiale Ra1,6 μm, garantendo una tenuta e un'applicazione della coppia efficaci.
Le interfacce coniche (se applicabili) sono lavorate con una tolleranza angolare (±0,1°) e una rugosità superficiale Ra3,2 μm per un accoppiamento sicuro con l'anello di regolazione.
Trattamento superficiale:
La superficie esterna del tappo è rivestita con vernice antiruggine o zincatura (spessore 5-8 μm) per resistere alla corrosione. Le filettature sono trattate con un composto antigrippante (ad esempio, bisolfuro di molibdeno) per facilitare la regolazione e prevenire l'usura.
Assemblaggio delle guarnizioni:
Gli O-ring o le guarnizioni vengono installati nelle scanalature di tenuta, con dimensioni adatte alla larghezza e alla profondità della scanalatura per garantire una tenuta stagna in caso di compressione.
Validazione del materiale:
L'analisi della composizione chimica (tramite spettrometria) conferma che il materiale di base soddisfa le specifiche (ad esempio, 40Cr: C 0,37–0,44%, Cr 0,8–1,1%).
La prova di durezza (Brinell o Rockwell) verifica che il corpo del tappo abbia una durezza di 200–250 HBW, garantendo un equilibrio tra resistenza e lavorabilità.
Controlli di precisione dimensionale:
Una macchina di misura a coordinate (CMM) ispeziona le dimensioni critiche: diametro del passo della filettatura (±0,03 mm), diametro esterno (±0,1 mm), planarità della flangia e posizioni delle scanalature/asole.
La qualità della filettatura viene valutata utilizzando calibri per filettatura (calibri ad anello o a tampone) per garantire la corretta aderenza all'anello di regolazione.
Test di integrità strutturale:
I test non distruttivi (NDT), come il test con particelle magnetiche (MPT), rilevano crepe superficiali in filettature, flange o elementi di bloccaggio, rifiutando qualsiasi difetto di lunghezza pari o superiore a 0,5 mm.
I test a ultrasuoni (UT) vengono eseguiti su calotte di grandi dimensioni per verificare la presenza di difetti interni (ad esempio pori di restringimento) nelle zone portanti.
Test funzionali:
Verifica dell'intervallo di regolazione: il tappo viene accoppiato a un anello di regolazione di prova e il suo intervallo di rotazione/traslazione viene misurato per garantire che copra l'intervallo di spazio di progettazione (in genere 5–50 mm).
Test di efficacia del bloccaggio: dopo aver impostato il tappo in una posizione intermedia, viene eseguito un test di vibrazione (10–500 Hz per 1 ora), senza alcun movimento misurabile (≤0,01 mm).
Test delle prestazioni della guarnizione:
Un test di pressione viene eseguito montando il tappo con le guarnizioni su un dispositivo di prova e applicando una pressione dell'aria di 0,3 MPa, senza che vengano rilevate perdite tramite l'ispezione con soluzione saponosa.
