Fissazione assiale: Bloccaggio dell'albero principale alla boccola eccentrica o all'alloggiamento del cuscinetto, impedendo lo spostamento assiale causato dalle vibrazioni ad alta frequenza e dai carichi alternati durante lo schiacciamento.
Trasferimento del carico: Distribuzione dei carichi assiali (fino a centinaia di kilonewton) dal cono mobile e dall'albero principale al sistema di cuscinetti, garantendo una trasmissione bilanciata della forza.
Regolazione del precarico del cuscinetto: Lavorare con spessori o rondelle per impostare il precarico ottimale per il cuscinetto dell'albero principale, riducendo il gioco e migliorando la stabilità di rotazione.
Prevenzione della contaminazione: Creazione di una tenuta con l'albero principale e i componenti adiacenti per impedire a polvere, particelle di minerale e umidità di entrare nel sistema dei cuscinetti, prolungandone la durata utile.
Corpo del dado: La sezione strutturale principale, tipicamente realizzata in acciaio legato ad alta resistenza (ad esempio, 42CrMo o 35CrMo) con struttura piena o cava. Il suo diametro esterno varia da 150 mm a 600 mm, con uno spessore della parete di 20-50 mm a seconda del modello di frantoio.
Filettature interne: Filettature di precisione (metriche o in pollici) che si accoppiano con le filettature esterne dell'albero principale. Le filettature sono spesso a passo grosso (M30–M100) per sopportare carichi assiali elevati, con una tolleranza di classe 6H per un accoppiamento preciso.
Meccanismo di bloccaggio: Caratteristiche per prevenire l'allentamento dovuto alle vibrazioni, come:
Slot di bloccaggio: Scanalature circonferenziali sulla superficie esterna del dado che si allineano con i bulloni di bloccaggio sulla boccola eccentrica, limitando la rotazione.
Interfaccia conica: Una sede conica su un'estremità che si accoppia con una conicità corrispondente sull'albero principale o sul cuscinetto, migliorando la presa sotto carico.
Fori per viti di fissaggio: Fori filettati radiali per viti di fissaggio che premono contro l'albero principale, creando un bloccaggio basato sull'attrito.
Superficie di applicazione della coppia: Un profilo esterno esagonale o un attacco quadrato sulla superficie superiore, che consente di applicare la coppia tramite una chiave o uno strumento idraulico durante l'installazione e la rimozione.
Guarnizione scanalatura: Scanalatura circonferenziale sulla superficie interna o esterna che ospita un O-ring o una guarnizione, migliorando la tenuta con i componenti adiacenti.
Spalla o flangia: Una sporgenza radiale su un'estremità che funge da fermo, limitando la profondità di inserimento del dado e garantendo il corretto posizionamento rispetto al cuscinetto.
Selezione dei materiali:
L'acciaio fuso ad alta resistenza (ZG35CrMo) è preferito per le sue eccellenti proprietà meccaniche: resistenza alla trazione ≥700 MPa, limite di snervamento ≥500 MPa e tenacità all'impatto ≥35 J/cm². Offre buona lavorabilità e temprabilità, adatto per applicazioni portanti.
Creazione di modelli:
Viene creato un modello di precisione utilizzando legno, schiuma o resina stampata in 3D, replicando il diametro esterno del dado, le filettature interne (semplificate), le caratteristiche di bloccaggio e la flangia. Vengono aggiunte tolleranze di ritiro (1,5-2%), con tolleranze maggiori per le sezioni a parete spessa.
Il modello comprende un nucleo per formare il foro interno, garantendo la precisione dimensionale del diametro della radice della filettatura.
Stampaggio:
Viene preparato uno stampo in sabbia verde o in sabbia legata con resina, con il modello posizionato in modo da formare la forma esterna e il nucleo per il foro interno. La cavità dello stampo viene rivestita con un lavaggio refrattario per migliorare la finitura superficiale e prevenire l'inclusione di 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 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,1% e Mo 0,15–0,25% per bilanciare resistenza e tenacità.
La colata viene effettuata a 1480–1520 °C utilizzando una siviera, con una portata costante per evitare turbolenze e garantire il riempimento completo dello stampo, soprattutto in caso di elementi di bloccaggio complessi.
Raffreddamento e shakeout:
Il getto viene raffreddato nello stampo per 48-72 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 180–230 HBW, migliorando la lavorabilità.
Lavorazione grezza:
Il pezzo grezzo fuso viene montato su un tornio CNC per lavorarne il diametro esterno, la superficie della flangia e le superfici superiore e inferiore, lasciando 2-3 mm di sovrametallo di finitura. Le dimensioni chiave (ad esempio, altezza del dado, spessore della flangia) sono controllate con una tolleranza di ±0,2 mm.
Lavorazione dei filetti:
Le filettature interne vengono sgrossate utilizzando un maschio o una fresatrice CNC, assicurando che il diametro primitivo sia entro 0,5 mm dalla dimensione finale. Per i dadi di grandi dimensioni, viene utilizzato un utensile per filettatura a punta singola per creare il profilo della filettatura.
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 dado.
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 dado per garantire il corretto innesto con l'albero principale.
Trattamento termico per tempra:
Le superfici filettate del dado e le aree portanti sono temprate a induzione fino a una profondità di 1–3 mm, ottenendo una durezza superficiale di HRC 45–50 per migliorare la resistenza all'usura e la resistenza della filettatura.
Il rinvenimento a 200–250°C allevia le tensioni residue, prevenendo la formazione di crepe durante la lavorazione di finitura.
Lavorazione di finitura:
Le filettature interne vengono lavorate con tolleranza di classe 6H utilizzando un maschio o una rettificatrice di precisione, garantendo fianchi filettati lisci e un diametro primitivo corretto per un corretto accoppiamento con l'albero principale.
L'interfaccia conica (se applicabile) è rettificata con una tolleranza angolare (±0,1°) e una rugosità superficiale Ra1,6 μm, garantendo una tenuta stagna con l'albero principale.
La superficie di applicazione della coppia (profilo esagonale) è lavorata con finitura per ottenere planarità (≤0,05 mm/m) e tolleranza dimensionale (±0,1 mm) per un innesto sicuro della chiave.
Trattamento superficiale:
La superficie esterna del dado è rivestita con vernice antiruggine o zincatura (spessore 5-8 μm) per resistere alla corrosione. Le filettature sono trattate con un composto antigrippante a base di bisolfuro di molibdeno per facilitare l'installazione e prevenire il grippaggio.
Prove sui materiali:
L'analisi della composizione chimica (spettrometria) conferma che la lega soddisfa gli standard (ad esempio, ZG35CrMo: C 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,1%).
La prova di durezza (Rockwell) garantisce che le superfici delle filettature abbiano una durezza HRC 45–50, mentre la durezza del nucleo è HRC 25–35 per la tenacità.
Controlli di precisione dimensionale:
Una macchina di misura a coordinate (CMM) ispeziona i parametri chiave: diametro del passo della filettatura (±0,03 mm), diametro esterno (±0,1 mm) e posizioni delle fessure di bloccaggio.
I calibri filettati (calibri ad anello) verificano l'accoppiamento con le filettature dell'albero principale, garantendo un innesto fluido senza gioco eccessivo o inceppamenti.
Test di integrità strutturale:
Il test delle particelle magnetiche (MPT) rileva crepe superficiali nelle filettature, nelle fessure di bloccaggio e nelle radici delle flange; qualsiasi difetto di lunghezza pari a 0,5 mm comporta il rifiuto.
I test a ultrasuoni (UT) vengono eseguiti sui dadi di grandi dimensioni per verificare la presenza di difetti interni (ad esempio pori di restringimento) nelle zone portanti.
Test funzionali:
Prova di coppia: il dado viene installato su un albero principale di prova e serrato al 120% della coppia nominale; l'ispezione successiva alla prova non mostra alcuna deformazione o spanatura della filettatura.
Prova di vibrazione: il dado viene sottoposto a vibrazioni da 10 a 500 Hz per 2 ore, senza rilevare alcun allentamento misurabile (rotazione ≤0,01 mm) mediante una chiave dinamometrica.
Test delle prestazioni della guarnizione:
Per i dadi con scanalature di tenuta, viene installato un O-ring e l'assemblaggio viene sottoposto a test di pressione con aria (0,2 MPa) per garantire l'assenza di perdite, verificando così l'efficacia della prevenzione della contaminazione.
