Supporto strutturale: Alloggiamento e fissaggio del rivestimento della vasca (rivestimento del cono fisso), fornendo una struttura stabile per resistere alle elevate forze di schiacciamento (fino a migliaia di kilonewton) generate durante il funzionamento.
Formazione della camera di frantumazione: Lavorando insieme al mantello per formare la cavità di frantumazione anulare, dove il materiale viene compresso e fratturato tra il rivestimento fisso della vasca e il mantello rotante.
Distribuzione del carico: Trasmissione dei carichi assiali e radiali dal processo di frantumazione al telaio di base del frantoio, riducendo la concentrazione di sollecitazioni su componenti critici come l'albero principale e i cuscinetti.
Contenimento del materiale: Impedisce al materiale frantumato di fuoriuscire dalla camera di frantumazione, garantendo un flusso efficiente del materiale attraverso l'apertura di scarico.
Corpo della ciotola: Il guscio strutturale principale, con uno spessore di parete di 80-200 mm, è realizzato in acciaio fuso (ad esempio, ZG35CrMo) o acciaio debolmente legato saldato (ad esempio, Q355B). La sua superficie esterna può presentare nervature di rinforzo, mentre la superficie interna è lavorata meccanicamente per accogliere il rivestimento della vasca.
Interfaccia di montaggio del rivestimento della ciotola:
scanalature a coda di rondine: Scanalature longitudinali o circonferenziali sulla superficie interna che si accoppiano con le sporgenze corrispondenti sul rivestimento della ciotola, proteggendola dalle forze di rotazione durante lo schiacciamento.
Flangia di serraggio: Una flangia radiale nella parte superiore della ciotola con fori per bulloni per fissare il rivestimento della ciotola, assicurando che rimanga in posizione anche in caso di carichi d'urto.
Interfaccia del meccanismo di regolazione:
Superficie esterna filettata: Molte ciotole sono dotate di filettature trapezoidali esterne che si innestano nell'anello di regolazione, consentendo la regolazione verticale della ciotola per modificare la fessura di frantumazione (e quindi le dimensioni del prodotto).
Slot guida: Scanalature lineari sulla superficie esterna che si allineano con i perni guida sul telaio superiore, impedendo la rotazione della ciotola durante la regolazione della distanza.
Nervature di rinforzo: Nervature radiali o assiali (spessore 20–50 mm) distribuite sulla superficie esterna per aumentare la rigidità, riducendo la flessione sotto carico a ≤0,5 mm alla massima pressione di esercizio.
Apertura di scarico: Un'uscita circolare o rettangolare sul fondo della vasca, dimensionata per controllare la dimensione massima del prodotto e facilitare il flusso del materiale verso il trasportatore di scarico.
Porte di lubrificazione e ispezione: Piccole aperture o canali per l'erogazione del lubrificante all'interfaccia della filettatura di regolazione e per l'ispezione visiva dello stato di usura del rivestimento della tazza.
Selezione dei materiali:
L'acciaio fuso ad alta resistenza (ZG35CrMo) è preferito per la sua eccellente resistenza alla trazione (≥700 MPa), tenacità all'impatto (≥35 J/cm²) e saldabilità, che lo rendono adatto ad applicazioni con carichi pesanti.
Creazione di modelli:
Viene creato un modello a grandezza naturale utilizzando schiuma di poliuretano o legno, replicando la forma esterna della ciotola, la cavità interna, le nervature, le filettature (semplificate) e i dettagli delle flange. Vengono aggiunte tolleranze di ritiro (1,5-2,5%), con tolleranze maggiori per le sezioni a pareti spesse.
Il modello comprende nuclei interni per formare la cavità cava e le scanalature di montaggio, garantendo relazioni dimensionali precise tra le caratteristiche.
Stampaggio:
Viene preparato uno stampo in sabbia legato con resina, con il modello posizionato nella parte inferiore dello stampo e la parte superiore dello stampo formata sopra di esso. Vengono inserite delle anime in sabbia per creare la cavità interna e le nervature, con un allineamento preciso per garantire l'uniformità dello spessore delle pareti (tolleranza ±3 mm).
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 utilizzando una siviera a colata dal basso, con una portata controllata (50–100 kg/s) per riempire la cavità dello stampo senza turbolenze, riducendo al minimo la porosità e garantendo il riempimento completo delle nervature sottili.
Raffreddamento e trattamento termico:
Il getto viene raffreddato nello stampo per 72-120 ore per ridurre lo stress termico, quindi rimosso tramite distaffatura. La pallinatura (con graniglia d'acciaio G18) rimuove i residui di sabbia, ottenendo una rugosità superficiale di Ra50-100 μm.
Normalizzazione: Riscaldamento a 850–900°C per 4–6 ore, seguito da raffreddamento ad aria per affinare la struttura del grano.
Tempra: Riscaldamento a 600–650°C per 3–5 ore per ridurre la durezza a 180–230 HBW, migliorando la lavorabilità e mantenendo la resistenza.
Lavorazione grezza:
La vasca fusa viene montata su un tornio verticale CNC per lavorarne la superficie esterna, la flangia superiore e l'apertura di scarico inferiore, lasciando un margine di finitura di 5-8 mm. Le dimensioni principali (diametro esterno, altezza) sono controllate con una tolleranza di ±1 mm.
Lavorazione di filettature e guide:
Le filettature trapezoidali esterne (per la regolazione) vengono sgrossate utilizzando una fresatrice CNC, con una tolleranza di finitura di 0,5-1 mm. I parametri della filettatura (passo, passo, profilo) vengono controllati per garantire la compatibilità con l'anello di regolazione.
Le scanalature guida vengono fresate sulla superficie esterna mediante una fresatrice CNC, con tolleranze di profondità (10–20 mm) e larghezza (15–30 mm) di ±0,1 mm per allinearle ai perni guida del telaio superiore.
Lavorazione delle superfici interne e dell'interfaccia di montaggio:
La superficie interna (che si accoppia con il rivestimento della ciotola) è tornita per ottenere una rugosità superficiale di Ra3,2 μm e una tolleranza dell'angolo di conicità di ±0,1°, garantendo un adattamento corretto con il rivestimento della ciotola.
Le scanalature a coda di rondine vengono lavorate con precisione sulla superficie interna utilizzando una brocciatrice CNC, con dimensioni (profondità, larghezza) controllate a ±0,05 mm per una ritenzione sicura del rivestimento.
Lavorazione di flange e fori per bulloni:
La flangia di serraggio superiore viene lavorata con una rettificatrice CNC per ottenere la planarità (≤0,05 mm/m) e la perpendicolarità all'asse della ciotola (≤0,1 mm/100 mm).
I fori dei bulloni sono forati e filettati con tolleranza di classe 6H, con precisione di posizionamento (±0,2 mm) rispetto alla linea centrale della flangia per garantire una forza di serraggio uniforme sul rivestimento della ciotola.
Trattamento superficiale:
La superficie esterna è rivestita con un primer epossidico e uno strato di finitura in poliuretano (spessore totale 100-150 μm) per resistere alla corrosione negli ambienti minerari più difficili.
Le superfici filettate sono trattate con un composto antigrippaggio per facilitare la regolazione e prevenire l'usura.
Prove sui materiali:
L'analisi della composizione chimica (tramite spettrometria di emissione ottica) verifica che l'acciaio fuso soddisfi le specifiche (ad esempio, ZG35CrMo: C 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,1%).
Le prove di trazione sui campioni fusi confermano una resistenza alla trazione ≥700 MPa e un allungamento ≥15%.
Controlli di precisione dimensionale:
Una macchina di misura a coordinate (CMM) ispeziona le dimensioni critiche: diametro esterno (±0,5 mm), angolo di conicità interno (±0,1°), parametri della filettatura e planarità della flangia.
Uno scanner laser verifica il profilo complessivo, garantendo la conformità con il modello CAD 3D.
Test di integrità strutturale:
Il test ultrasonico (UT) viene eseguito sul corpo della ciotola e sulle nervature per rilevare difetti interni (ad esempio, i pori di restringimento >φ5 mm vengono rifiutati).
Il test delle particelle magnetiche (MPT) verifica la presenza di crepe superficiali nelle aree sottoposte a forte stress (radici delle filettature, bordi delle flange), con eventuali difetti lineari >1 mm che comportano il rigetto.
Test delle prestazioni meccaniche:
La prova di durezza (Brinell) garantisce che la ciotola abbia una durezza di 180–230 HBW, bilanciando resistenza e lavorabilità.
La prova di carico prevede l'applicazione del 120% della forza di schiacciamento nominale tramite presse idrauliche, mentre l'ispezione successiva alla prova non mostra alcuna deformazione permanente (deflessione ≤0,3 mm).
Assemblaggio e test funzionali:
Un adattamento di prova con il rivestimento della ciotola e l'anello di regolazione conferma il corretto allineamento: il rivestimento si inserisce saldamente nelle scanalature a coda di rondine e l'anello di regolazione ruota fluidamente senza incepparsi.
L'apertura di scarico viene misurata per garantire che corrisponda alle dimensioni di progetto (tolleranza ±2 mm), verificando il corretto flusso del materiale.
