La scatola del contralbero (nota anche come alloggiamento del contralbero o alloggiamento dell'albero intermedio) è un componente strutturale e protettivo fondamentale nei frantoi a cono. Funge da alloggiamento chiuso che supporta e posiziona il gruppo del contralbero (compreso il contralbero, gli ingranaggi conici e i cuscinetti), isolando al contempo i componenti della trasmissione da polvere, detriti e umidità esterni. Le sue funzioni principali includono:
Fornisce un supporto strutturale rigido per mantenere l'allineamento dell'albero intermedio e degli ingranaggi durante la rotazione ad alta velocità e i carichi pesanti.
Proteggere i componenti interni dalla contaminazione, che potrebbe causare usura prematura o guasti.
Svolge la funzione di barriera per contenere i lubrificanti, assicurandone la permanenza all'interno del sistema di trasmissione e riducendo l'attrito.
Smorzamento delle vibrazioni generate dal contralbero rotante, riducendo così il rumore e migliorando la stabilità complessiva dell'attrezzatura.
La scatola del contralbero è un involucro robusto, solitamente in ghisa, con un design modulare, comprendente i seguenti componenti chiave e caratteristiche strutturali:
Corpo scatolato (alloggiamento): La struttura principale chiusa, solitamente realizzata in un unico pezzo o in due pezzi, con un interno cavo per ospitare il gruppo dell'albero secondario. È progettata con flange di montaggio o fori per bulloni per fissarla al telaio del frantoio, garantendone la stabilità di posizionamento. Le pareti interne sono lavorate con tolleranze precise per adattarsi alle sedi dei cuscinetti e ai componenti di tenuta.
Sedi dei cuscinetti: Sedi ricavate integralmente da fusione o lavorate meccanicamente all'interno del corpo scatolare che ospitano i cuscinetti che supportano l'albero secondario. Queste sedi sono cilindriche o coniche (corrispondenti agli anelli esterni dei cuscinetti) e devono mantenere una rigorosa coassialità per evitare disallineamenti dell'albero.
Porte di lubrificazione: Fori praticati o raccordi filettati sul corpo della scatola per collegare le linee di lubrificazione, consentendo all'olio o al grasso di fluire nei cuscinetti e nelle aree di accoppiamento degli ingranaggi. Alcune porte includono valvole di ritegno per impedire il riflusso.
Flange di tenuta e guarnizioni: Se la scatola è divisa (in due pezzi), le flange lungo le superfici di accoppiamento sono dotate di guarnizioni in gomma o metallo per impedire perdite di lubrificante e bloccare i contaminanti esterni.
Coperture di ispezione: Pannelli rimovibili (spesso imbullonati) sul corpo della scatola per consentire l'accesso per la manutenzione, come la sostituzione dei cuscinetti o il controllo del lubrificante. Questi coperchi sono sigillati con O-ring per mantenere l'integrità dell'involucro.
Fori di ventilazione: Piccole aperture (dotate di filtri) per equalizzare la pressione interna ed esterna, impedendo l'accumulo di calore o umidità che potrebbero degradare i lubrificanti.
Caratteristiche di regolazione del gioco degli ingranaggi: Alcuni modelli includono scanalature di spessoramento o piastre regolabili vicino alle sedi dei cuscinetti per regolare con precisione il gioco assiale o radiale degli ingranaggi dell'albero secondario, garantendo un accoppiamento ottimale.
Il corpo scatolato dell'albero intermedio viene prodotto principalmente mediante fusione in sabbia, con le seguenti fasi:
Selezione dei materiali: La ghisa grigia (HT250 o HT300) è preferita per la sua eccellente colabilità, l'elevata rigidità, le proprietà di smorzamento delle vibrazioni e il rapporto costo-efficacia. Per i frantoi per impieghi gravosi, è possibile utilizzare la ghisa duttile (QT500-7) per migliorare la resistenza agli urti.
Creazione di modelli: Viene creato un modello in legno, metallo o stampato in 3D per replicare la geometria del corpo della scatola, comprese flange, sedi dei cuscinetti e cavità interne. Il modello include tolleranze di ritiro (1-2% per la ghisa) e angoli di sformo (2-5°) per facilitare la rimozione dello stampo.
Stampaggio: La sabbia legata con resina viene utilizzata per formare la cavità dello stampo attorno al modello, garantendo un'elevata precisione dimensionale. Le anime (in sabbia o metallo) vengono inserite per creare caratteristiche interne come sedi per cuscinetti e camere cave. Lo stampo viene polimerizzato per indurire la sabbia, garantendo stabilità durante la colata.
Fusione e colata: La ghisa viene fusa in un forno a induzione a 1400–1450 °C, con una composizione chimica regolata per ottenere un contenuto di carbonio del 3,2–3,6% e un contenuto di silicio dell'1,8–2,2% per una fluidità ottimale. Il metallo fuso viene colato nello stampo tramite un sistema di colata, con velocità di colata controllata (5–10 kg/s) per evitare turbolenze e garantire il riempimento completo delle sezioni a parete sottile.
Raffreddamento e shakeout: Lo stampo viene lasciato raffreddare per 8-12 ore (a seconda delle dimensioni) per evitare cricche termiche. Una volta raffreddato a temperatura ambiente, il getto viene rimosso dallo stampo tramite vibrazione (shakeout) e la sabbia in eccesso viene pulita con aria compressa o pallinatura.
Trattamento termico: Il getto viene sottoposto a ricottura di distensione per eliminare le tensioni residue dovute al raffreddamento. Viene riscaldato a 550-600 °C, mantenuto per 2-3 ore, quindi raffreddato lentamente a 200 °C prima di essere raffreddato ad aria. Questa fase previene la deformazione durante le successive lavorazioni meccaniche.
Ispezione della fusione: L'ispezione visiva verifica la presenza di difetti superficiali (ad esempio crepe, buchi di sabbia o riempimento incompleto). I test a ultrasuoni (UT) vengono eseguiti su aree critiche (ad esempio sedi di cuscinetti e superfici di montaggio delle flange) per rilevare difetti interni come porosità o restringimenti, che potrebbero compromettere l'integrità strutturale.
Dopo la fusione, il corpo della scatola viene sottoposto a lavorazioni meccaniche di precisione per soddisfare i requisiti funzionali:
Lavorazione grezza:
Le superfici esterne, le flange e i fori di montaggio vengono fresati o torniti per rimuovere il materiale in eccesso, stabilendo le dimensioni di base con una tolleranza di lavorazione di 1–2 mm.
Le sedi dei cuscinetti vengono alesate grossolanamente fino a raggiungere le dimensioni approssimative, assicurando che siano concentriche rispetto all'asse centrale della scatola.
Lavorazione di finitura:
Le sedi dei cuscinetti sono alesate e levigate con precisione per ottenere una tolleranza IT7, con una rugosità superficiale di Ra1,6–3,2 μm per garantire il corretto accoppiamento del cuscinetto. La coassialità tra le sedi dei cuscinetti opposte è controllata a ≤0,02 mm/m.
Le flange di accoppiamento (per le scatole divise) sono rettificate superficialmente per ottenere una planarità ≤0,05 mm/m, garantendo una tenuta stagna con guarnizioni.
Le porte di lubrificazione e i fori filettati sono forati e filettati secondo le specifiche (ad esempio, filettature M10 o G1/4), con bordi sbavati per evitare danni alla guarnizione.
Trattamento superficiale:
La superficie esterna è verniciata con primer e finitura anticorrosivi per resistere ai danni ambientali.
Le superfici interne (escluse le sedi dei cuscinetti) possono essere rivestite con un inibitore di ruggine per proteggerle dall'umidità quando non vengono utilizzate.
Assemblaggio con componenti:
I cuscinetti vengono pressati nelle sedi lavorate, con accoppiamenti con interferenza per evitare slittamenti.
Le guarnizioni vengono montate su flange divise e le due metà vengono imbullonate insieme con una coppia uniforme (in genere 30–50 N·m) per garantire una pressione uniforme.
Vengono installati coperchi di ispezione, guarnizioni e filtri di ventilazione, seguiti da prove di pressione per verificare l'assenza di perdite.
Validazione del materiale: I campioni di ghisa vengono testati per la composizione chimica (tramite spettrometria a emissione ottica) per garantire la conformità agli standard HT250/HT300. La resistenza alla trazione e la durezza (180–240 HBW) vengono verificate tramite prove meccaniche.
Controlli di precisione dimensionale:
Le macchine di misura a coordinate (CMM) vengono utilizzate per ispezionare dimensioni critiche, tra cui il diametro della sede del cuscinetto, la planarità della flangia e la posizione dei fori.
Per verificare la coassialità delle sedi dei cuscinetti e la perpendicolarità delle flange di montaggio rispetto all'asse centrale della scatola si utilizza un comparatore a quadrante.
Test di integrità strutturale:
Prova di pressione: la scatola assemblata (con i coperchi sigillati) viene riempita di olio e pressurizzata a 0,3–0,5 MPa per 30 minuti, senza che si verifichino perdite.
I test con ultrasuoni o particelle magnetiche (MPT) vengono eseguiti su aree soggette a forte stress (ad esempio, angoli delle flange) per rilevare crepe o affaticamento.
Test funzionali:
Dopo l'assemblaggio con l'albero intermedio, vengono eseguiti test di rotazione per verificare che l'albero ruoti liberamente senza incepparsi, indicando il corretto allineamento della sede del cuscinetto.
I test del flusso di lubrificazione verificano che l'olio raggiunga tutti i punti critici attraverso le porte, mentre i misuratori di portata confermano il volume adeguato.
Ispezione finale: Ogni scatola del contralbero viene ispezionata visivamente per individuare eventuali difetti superficiali e viene rilasciato un certificato di conformità che documenta i controlli dimensionali, i risultati dei test sui materiali e gli esiti dei test di pressione.
In sintesi, la scatola del contralbero è un componente essenziale che garantisce il funzionamento efficiente e duraturo del gruppo contralbero. La sua robusta fusione, la lavorazione di precisione e il rigoroso controllo qualità contribuiscono congiuntamente alle prestazioni affidabili del frantoio a cono in condizioni di lavoro gravose.
Come smontare il telaio dell'albero di trasmissione del frantoio a cono
1. Smontare tutti i tubi dell'olio che interessano lo smontaggio del telaio dell'albero di trasmissione.
2. Rimuovere la puleggia seguendo le istruzioni per lo smontaggio. Questo per evitare di danneggiarla durante lo smontaggio del telaio dell'albero di trasmissione.
3. Rimuovere le viti che fissano il telaio dell'albero di trasmissione e il telaio stesso, quindi avvitare le viti di sollevamento speciali fornite nei tre fori filettati distribuiti uniformemente sulla flangia esterna del telaio dell'albero di trasmissione.
4. Per evitare che il telaio dell'albero di trasmissione venga schiacciato nel telaio, le viti di sollevamento devono essere avvitate una alla volta. La temperatura del foro della cremagliera e la temperatura ambiente sono circa 55 °C più alte. Questo metodo può facilitare lo smontaggio. Finché il telaio dell'albero di trasmissione non viene separato dal corpo del telaio.
5. Posizionare un lungo tubo sull'estremità della puleggia dell'albero di trasmissione per mantenere l'equilibrio dell'intero componente. Rimuoverlo con l'aiuto di una gru o di un altro mezzo di sollevamento idoneo.
6. Rimuovere il raccoglitore dell'olio e quindi riscaldare il distributore dell'olio a una temperatura di circa 30°C superiore alla temperatura ambiente.
7. Inserire un piede di porco tra il telaio dell'albero di trasmissione e il paraolio ed esercitare una pressione adeguata. Una volta allentato l'anello del paraolio, afferrarne i due lati e rimuoverlo dall'albero. Il foro interno del paraolio è dotato di O-ring o grafite impregnata di sigillante per evitare perdite di olio lubrificante lungo l'albero di trasmissione. Fare attenzione a non danneggiare la guarnizione durante lo smontaggio dell'anello del paraolio. Se la guarnizione è danneggiata, è necessario sostituirla prima della reinstallazione.
8. Rimuovere l'albero di trasmissione dal telaio dell'albero di trasmissione.
