Supporto strutturale: Sostenere il peso del rivestimento del cono fisso, dell'anello di regolazione e del carico del materiale in entrata (fino a centinaia di tonnellate), trasferendo tali carichi al telaio inferiore o alla fondazione.
Formazione della camera di frantumazione: Lavorando insieme al cono mobile per formare la sezione superiore della camera di frantumazione, definendo lo spazio iniziale di ingresso del materiale e guidando il minerale nella zona di frantumazione.
Allineamento dei componenti: Mantenimento del posizionamento preciso del cono fisso e dell'anello di regolazione rispetto al cono mobile, garantendo un controllo stabile della fessura di frantumazione e un'uscita uniforme delle dimensioni delle particelle.
Protezione: Racchiudere i componenti interni (ad esempio, gruppi eccentrici, ingranaggi) per proteggerli da impatti esterni, polvere e danni ambientali.
Telaio Corpo: La sezione strutturale principale, tipicamente di forma cilindrica rastremata o a gradini, realizzata in acciaio fuso ad alta resistenza (ad esempio, ZG310–570) o ghisa sferoidale (QT600–3) per frantoi di grandi dimensioni. Lo spessore delle pareti varia da 50 a 150 mm, con sezioni più spesse nelle aree portanti.
Superficie di montaggio del cono fisso: Una superficie conica interna lavorata con precisione (angolo di conicità 15°–30°) che si accoppia con il rivestimento del cono fisso, dotata di fori per bulloni o scanalature a coda di rondine per un fissaggio sicuro.
Guida all'anello di regolazione: Una superficie esterna cilindrica o filettata che si interfaccia con l'anello di regolazione, consentendo la regolazione rotazionale del cono fisso per modificare la distanza di frantumazione. Le guide filettate utilizzano filettature trapezoidali (metriche o in pollici) per un movimento fluido e portante.
Collegamenti flangiati:
Flangia superiore: Una flangia periferica all'estremità superiore per fissare la tramoggia di alimentazione, con fori per bulloni uniformemente distanziati (M20–M36) e una superficie di tenuta lavorata per evitare perdite di materiale.
Flangia inferiore: Una flangia inferiore che si collega al telaio inferiore o alla base, dotata di bulloni per impieghi gravosi (grado 8.8 o 10.9) e perni di centraggio per l'allineamento, garantendo la concentricità con l'albero principale.
Nervature di rinforzo: Nervature radiali interne ed esterne (spesse 10–30 mm) distribuite lungo il corpo del telaio per aumentare la rigidità, riducendo la flessione sotto carico (tipicamente limitata a ≤0,5 mm a pieno carico).
Porte di lubrificazione e ispezione: Fori praticati o canali fusi per l'erogazione del lubrificante alle filettature dell'anello di regolazione e porte di accesso per l'ispezione visiva dei componenti interni.
Giacca di raffreddamento (opzionale): Una cavità raffreddata ad acqua nei grandi frantoi per dissipare il calore dalla camera di frantumazione, con porte di ingresso/uscita collegate al sistema di raffreddamento.
Selezione dei materiali:
L'acciaio fuso ad alta resistenza (ZG310–570) è preferito per la sua eccellente resistenza alla trazione (≥570 MPa) e tenacità all'impatto (allungamento ≥15%), adatto per applicazioni con carichi elevati. Per telai di medie dimensioni, viene utilizzata la ghisa duttile (QT600–3) per una migliore colabilità e costi inferiori.
Creazione di modelli:
Viene creato un modello a grandezza naturale utilizzando schiuma di poliuretano o legno, replicando la forma esterna, la conicità interna, le flange e le nervature del telaio. Vengono aggiunti margini di ritiro (1,5-2,5%) in base al materiale (maggiori per l'acciaio) e sono inclusi angoli di sformo (3°-5°) per facilitare la rimozione dello stampo.
Il modello è rinforzato con supporti interni per evitare deformazioni durante lo stampaggio.
Stampaggio:
Viene preparato uno stampo in sabbia verde bicomponente (cope e drag) o uno stampo in sabbia legata con resina, con grandi anime di sabbia utilizzate per formare la cavità interna e le nervature. La superficie dello stampo viene rivestita con un lavaggio refrattario (allumina-silice) per migliorare la finitura superficiale e impedire la penetrazione del metallo nella sabbia.
Fusione e colata:
Per l'acciaio fuso: la lega viene fusa in un forno ad arco elettrico a 1520–1560 °C, con composizione chimica controllata a C 0,25–0,35%, Si 0,2–0,6% e Mn 0,8–1,2% per bilanciare resistenza e tenacità.
Il getto viene effettuato utilizzando una siviera di grandi dimensioni con meccanismo di colata dal basso, che garantisce una portata costante (50-100 kg/s) per riempire la cavità dello stampo senza turbolenze, che possono causare porosità o chiusure fredde. La temperatura di colata è di 1480-1520 °C per l'acciaio, 1380-1420 °C per la ghisa sferoidale.
Raffreddamento e shakeout:
Il getto viene raffreddato nello stampo per 72-120 ore per ridurre al minimo lo stress termico, quindi rimosso tramite vibrazione. I residui di sabbia vengono puliti mediante pallinatura (grana d'acciaio G18) per ottenere una rugosità superficiale di Ra50-100 μm.
Trattamento termico:
I telai in acciaio fuso vengono sottoposti a normalizzazione (850–900°C, raffreddati ad aria) per affinare la struttura granulare, seguita da rinvenimento (600–650°C) per ridurre la durezza a 180–230 HBW, migliorando la lavorabilità.
I telai in ghisa duttile vengono ricotti a 850–900 °C (raffreddati in forno) per eliminare i carburi e ridurre la durezza a 190–270 HBW.
Lavorazione grezza:
Il telaio fuso viene montato su una fresatrice CNC di grandi dimensioni o su una fresatrice a portale per lavorare le superfici delle flange superiore e inferiore, il diametro esterno e le superfici di riferimento, lasciando un margine di finitura di 5-10 mm. Ciò garantisce la planarità (≤2 mm/m) per le lavorazioni successive.
La superficie conica interna (montaggio conico fisso) viene sgrossata mediante tornio CNC con asse portautensili motorizzato, garantendo che l'angolo di conicità sia compreso entro ±0,5° rispetto al progetto.
Trattamento termico intermedio:
La ricottura di distensione a 600–650 °C (raffreddata ad aria) viene eseguita per rimuovere le tensioni residue dalla lavorazione di sgrossatura, prevenendo la deformazione durante la lavorazione di finitura.
Lavorazione di finitura:
Flange: Le flange superiore e inferiore vengono lavorate meccanicamente per ottenere planarità (≤0,1 mm/m) e perpendicolarità all'asse del telaio (≤0,05 mm/100 mm) utilizzando una fresatrice CNC. I fori per i bulloni vengono forati e filettati con tolleranza di classe 6H, con precisione di posizionamento (±0,2 mm) rispetto al centro del telaio.
Conicità interna: La superficie di montaggio del cono fisso è tornita con una rugosità superficiale di Ra3,2 μm, con tolleranza dell'angolo di conicità (±0,1°) e tolleranza del diametro (±0,2 mm) per garantire un adattamento corretto con il cono fisso.
Guida all'anello di regolazione: Le superfici filettate (se applicabile) sono lavorate con precisione utilizzando una fresatrice CNC per filettature, con tolleranza del passo della filettatura (±0,05 mm) e precisione del profilo per garantire un movimento di regolazione fluido.
Trattamento superficiale:
La superficie esterna è verniciata con primer epossidico e finitura poliuretanica (spessore totale 100–150 μm) per resistere alla corrosione in ambienti esterni o umidi.
Le superfici di accoppiamento lavorate (flange, conicità interna) sono rivestite con olio antiruggine per prevenire l'ossidazione durante lo stoccaggio e il trasporto.
Controllo di qualità della fusione:
I test a ultrasuoni (UT) vengono eseguiti su aree critiche portanti (flange, giunti delle nervature) per rilevare difetti interni (ad esempio, i pori di restringimento >φ5 mm vengono rifiutati).
Il test con particelle magnetiche (MPT) verifica la presenza di crepe superficiali nelle flange e nelle zone filettate, mentre qualsiasi difetto lineare >1 mm comporta il rigetto.
Controlli di precisione dimensionale:
Una macchina di misura a coordinate (CMM) con un ampio volume di misura verifica le dimensioni chiave: altezza complessiva (±1 mm), planarità della flangia, angolo di conicità e posizioni dei fori dei bulloni.
La concentricità del telaio (diametro esterno rispetto alla conicità interna) viene misurata utilizzando un laser tracker, con tolleranza ≤0,1 mm/m.
Prove sui materiali:
L'analisi della composizione chimica (spettrometria) conferma la conformità agli standard dei materiali (ad esempio, ZG310–570: C ≤0,37%, Mn ≤1,2%).
La prova di durezza (Brinell) garantisce che il telaio soddisfi le specifiche di durezza (180–230 HBW per l'acciaio, 190–270 HBW per la ghisa duttile).
Test di carico:
Viene eseguito un test di carico statico applicando il 120% del carico nominale alla flangia superiore per 24 ore, senza che siano ammesse deformazioni visibili (misurate tramite indicatori a quadrante).
Verifica dell'adattamento dell'assemblaggio:
Il telaio viene assemblato di prova con il cono fisso, l'anello di regolazione e la tramoggia di alimentazione per verificarne il corretto allineamento e adattamento, controllando gli spazi tra le superfici di accoppiamento (≤0,1 mm) mediante spessimetri.
