Piastre a ganasce oscillanti per frantoio a mascelle

Introduzione dettagliata alla piastra a ganasce oscillanti dei frantoi a ganasce

I. Composizione e struttura della piastra della mascella oscillante

1. Corpo: La struttura principale è costituita da una piastra spessa, solitamente realizzata in acciaio ad alto tenore di manganese (ad esempio, ZGMn13) (i frantoi di piccole e medie dimensioni possono utilizzare ghisa ad alto tenore di cromo). Lo spessore varia da 50 a 300 mm a seconda delle dimensioni del frantoio, e la lunghezza corrisponde a quella della mascella mobile (solitamente da 1 a 3 metri).
2. Superficie di lavoro dentata: La superficie di contatto con il materiale è lavorata con denti disposti in modo regolare (triangolari o trapezoidali), con altezza dei denti compresa tra 8 e 20 mm e passo tra 20 e 50 mm. Questi denti migliorano la presa del materiale e garantiscono una frantumazione uniforme. La maggior parte delle piastre a ganasce oscillanti ha un design simmetrico, consentendo l'inversione dopo l'usura di un'estremità, prolungando la durata utile di oltre il 50%.
3. Slot di montaggio/fori per bulloni: La superficie posteriore è dotata di scanalature a T o fori per bulloni svasati per il collegamento al corpo della ganascia oscillante, fissati tramite blocchi a cuneo o bulloni ad alta resistenza per evitare l'allentamento durante il funzionamento (evitando il distacco indotto dalle vibrazioni).
4. Rinforzo dei bordi: Le piastre a ganasce oscillanti di grandi dimensioni presentano spesso bordi rialzati per migliorare la rigidità complessiva e prevenire la deformazione dovuta all'impatto del materiale.
5. Fori di riduzione del peso (opzionali): Le piastre con ganasce oscillanti di grandi dimensioni possono prevedere fori praticati su superfici non lavorabili per ridurre il peso senza compromettere la resistenza.

II. Processo di fusione della piastra della ganascia oscillante

1. Preparazione dello stampo

• Si utilizza la fusione in sabbia (sabbia di silicato di sodio o sabbia di resina). I modelli in legno o resina vengono realizzati sulla base dei disegni (inclusi denti, fori per bulloni, ecc.), con una tolleranza di lavorazione di 5-8 mm (tasso di ritiro lineare dell'acciaio al manganese elevato ≈2%).

• La superficie della cavità dello stampo deve essere liscia, con una precisa distribuzione delle aree dentate per evitare eccessive deviazioni post-fusione. Un sistema dedicato di iniezione e di riempimento garantisce il riempimento completo di strutture complesse come i denti.

2. Fusione e colata

• Fusione di acciaio ad alto tenore di manganese: ghisa ad alta purezza (P ≤0,07%, S ≤0,05%), rottami di acciaio a basso tenore di carbonio e ferromanganese (Mn ≥95%) vengono dosati. La fusione avviene in un forno ad arco elettrico o in un forno a media frequenza a 1500–1550 °C, con composizione chimica controllata (C: 1,0–1,4%, Mn: 11–14%, Si: 0,3–0,8%) per garantire un rapporto Mn/C ≥10 (critico per la struttura austenitica).

• Deossidazione: per la deossidazione finale vengono aggiunti ferrosilicio e alluminio, riducendo il contenuto di ossigeno a ≤0,005% per prevenire la porosità.

• Colata: viene utilizzato un sistema di colata dal basso, con temperatura di colata controllata a 1400–1450 °C. Le grandi piastre a ganasce oscillanti richiedono una colata segmentata (per evitare chiusure a freddo), con una durata di 3–8 minuti a seconda del peso.

3. Shakeout e pulizia

• Dopo il raffreddamento a meno di 200 °C, il getto viene sottoposto a distaffatura. I montanti vengono rimossi mediante taglio a fiamma e i segni di iniezione vengono levigati a filo con il corpo.

• La sabbia superficiale e le sbavature vengono pulite. Le aree dentate vengono ispezionate per verificarne l'integrità e i fori dei bulloni vengono controllati per individuare eventuali ostruzioni.

4. Trattamento di tempra in acqua (fase critica)

• La fusione viene riscaldata lentamente a 1050–1100°C (velocità di riscaldamento ≤100°C/h per evitare crepe) e mantenuta per 2–4 ore (garantendo la completa dissoluzione dei carburi in austenite).

• Il rapido raffreddamento ad acqua (temperatura dell'acqua ≤30 °C, velocità di raffreddamento ≥50 °C/s) inibisce la precipitazione dei carburi, formando una singola struttura austenitica (garantendo un'elevata tenacità). La durezza dopo il trattamento è di circa 200 HBW, con energia d'impatto ≥180 J.

III. Processo di fabbricazione della piastra della ganascia oscillante

1. Lavorazione grezza

• Utilizzando la superficie posteriore come riferimento, un mulino a portale sgrossa la superficie di lavoro, lasciando un margine di finitura di 2–3 mm per garantire un errore di planarità ≤1 mm/m.

• I fori per i bulloni vengono praticati con un trapano radiale, con tolleranza di diametro ±0,5 mm e profondità 2–3 mm superiore alla lunghezza del bullone.

2. Finitura

• Lavorazione dei denti: una fresa di formatura dedicata su un mulino a portale lavora i denti, garantendo una tolleranza di altezza/passo dei denti di ±0,5 mm e una rugosità superficiale Ra ≤6,3 μm. Errore di simmetria dei denti ≤0,3 mm (critico per la precisione di inversione).

• Lavorazione della superficie di montaggio: la superficie di montaggio posteriore e il perno di posizionamento vengono fresati per garantire un contatto ≥80% con il corpo della ganascia oscillante (spazio ≤0,1 mm tramite spessimetro) e una planarità ≤0,5 mm/m.

• Riduzione delle sollecitazioni: la ricottura a bassa temperatura post-lavorazione (200–250°C, 1–2 ore) elimina le sollecitazioni di lavorazione per prevenire deformazioni durante l'uso.

3. Trattamento superficiale

• Le bave di lavorazione vengono rimosse. Le superfici non lavorabili vengono sabbiate (rugosità Ra=25–50 μm) per migliorare l'attrito con il corpo della ganascia oscillante.

• Gli interni dei fori di montaggio sono filettati (se necessario) con precisione 6H per un collegamento sicuro dei bulloni.

IV. Processo di controllo qualità della piastra della ganascia oscillante

1. Controllo delle prestazioni dei materiali

• Ispezione della composizione chimica: uno spettrometro analizza C, Mn, ecc., garantendo la conformità agli standard ZGMn13 (Mn: 11–14%, C: 1,0–1,4%).

• Test delle proprietà meccaniche: i campioni vengono sottoposti a prove di impatto (energia d'impatto a bassa temperatura di -40 °C ≥120 J) e misurazioni della durezza (≤230 HBW dopo tempra in acqua). L'ispezione metallografica conferma l'assenza di carburi reticolati (che riducono la tenacità).

2. Controllo di qualità della fusione

• Ispezione visiva dei difetti: i controlli visivi al 100% escludono crepe, cavità da ritiro o irregolarità di lavorazione. Il test con particelle magnetiche (MT) sulle aree dentate garantisce l'assenza di crepe superficiali.

• Controllo di qualità interno: il test a ultrasuoni (UT) su piastre di grandi dimensioni verifica l'assenza di pori o inclusioni ≥φ3 mm nelle aree critiche (radici dei denti, fori dei bulloni).

3. Controllo della precisione della lavorazione

• Controllo delle tolleranze dimensionali: calibri e dime per i denti controllano l'altezza/il passo dei denti. Una macchina di misura a coordinate verifica la tolleranza della posizione del foro di montaggio (≤0,3 mm).

• Controllo delle tolleranze geometriche: una livella laser verifica la planarità della superficie di lavoro (errore ≤0,5 mm/m). Un comparatore a quadrante verifica la perpendicolarità tra le superfici di montaggio e di lavoro (≤0,1 mm/100 mm).

4. Verifica dell'assemblaggio

• Montaggio di prova: la piastra della ganascia oscillante viene montata sul corpo della ganascia oscillante per verificarne il contatto e la tenuta, senza alcun rumore di allentamento quando viene picchiettata manualmente.

• Test di simulazione dell'usura: le piastre campionate vengono sottoposte a prove al banco (8 ore a carico nominale) per misurare l'usura dei denti (≤0,5 mm) e garantire l'assenza di crepe o deformazioni.