Frantoio a mascelle oscillanti

Introduzione dettagliata al componente a mascelle oscillanti dei frantoi a mascelle

I. Composizione e struttura della mascella oscillante

1. Corpo della ganascia oscillante (corpo principale)
   Ha una struttura complessiva a forma di scatola, realizzata in acciaio fuso ad alta resistenza o acciaio forgiato, che funge da telaio principale della ganascia oscillante. Le ganascia oscillante dei frantoi di piccole e medie dimensioni sono per lo più realizzate interamente in fusione, mentre quelli di grandi dimensioni adottano strutture saldate o saldate a fusione (per ridurre il peso e aumentare la rigidità). La sua faccia anteriore (lato a contatto con il materiale) è lavorata con una superficie piana o scanalature a T per il fissaggio della piastra della ganascia oscillante tramite bulloni o blocchi a cuneo; la faccia posteriore è progettata con una sede per la piastra di articolazione (una scanalatura arcuata collegata alla piastra di articolazione), la cui curvatura deve corrispondere esattamente all'estremità di supporto della piastra di articolazione per garantire una distribuzione uniforme della forza.
2. Sede del cuscinetto (foro del cuscinetto superiore)
   Situato nella parte superiore del corpo della ganascia oscillante, è un elemento chiave collegato all'albero eccentrico, con cuscinetti volventi o radenti integrati. La sede del cuscinetto è solitamente ricavata da fusione integrale con il corpo della ganascia oscillante (le ganascia oscillanti di grandi dimensioni utilizzano sedi per cuscinetti a manicotto per una facile sostituzione). Il suo asse è perpendicolare alla superficie anteriore del corpo della ganascia oscillante e la precisione di lavorazione interna deve raggiungere il grado IT6 con una rugosità superficiale di Ra ≤ 1,6 μm per garantire una cooperazione stabile con l'albero eccentrico.
3. Piastra di supporto inferiore (sedile)
   Situata nella parte inferiore del corpo della ganascia oscillante, è una struttura scanalata ad arco per l'installazione di un'estremità della piastra di articolazione. La scanalatura è solitamente dotata di un rivestimento resistente all'usura (ad esempio, ZGMn13) per ridurre l'usura durante l'oscillazione della piastra di articolazione. Il raggio di curvatura della sede della piastra di articolazione deve corrispondere alla piastra di articolazione, con una distanza controllata tra 0,1 e 0,3 mm per evitare rumori o urti anomali durante il funzionamento.
4. Nervature di rinforzo
   Le nervature di rinforzo incrociate sono distribuite all'interno o all'esterno del corpo della ganascia oscillante, in particolare nelle aree di concentrazione delle sollecitazioni tra la sede del cuscinetto e la sede della piastra di articolazione. Lo spessore delle nervature è solitamente compreso tra 10 e 30 mm (regolato in base alle dimensioni della ganascia oscillante) per migliorare la resistenza complessiva alla flessione e alla deformazione.
5. Fori di riduzione del peso (ganasce oscillanti grandi)
   I fori circolari o rettangolari per la riduzione del peso sono progettati nelle aree non soggette a forza dei corpi delle ganasce oscillanti extra-large per ridurre il peso senza ridurre la resistenza, riducendo così il carico sull'albero eccentrico.

II. Processo di fusione della ganascia oscillante

1. Preparazione dello stampo

• Si adotta la fusione in sabbia di resina (per ganasce oscillanti di piccole e medie dimensioni) o la fusione in sabbia di silicato di sodio (per ganasce oscillanti di grandi dimensioni). I modelli in legno o schiuma vengono realizzati secondo disegni 3D, replicando accuratamente il corpo della ganasce oscillanti, le nervature di rinforzo, le sedi dei cuscinetti, ecc., con un sovrametallo di lavorazione di 6-10 mm (l'acciaio fuso ha un tasso di ritiro di circa l'1,5%).

• La superficie della cavità deve essere liscia e parti chiave come la sede del cuscinetto e la sede della piastra di articolazione richiedono una formatura di precisione per evitare eccessive deviazioni dimensionali dopo la fusione. Vengono installati più montanti (soprattutto nelle parti spesse della sede del cuscinetto) per garantire un'alimentazione sufficiente di metallo fuso e ridurre le cavità da ritiro.

2. Fusione e colata

• I rottami di acciaio e la ghisa con basso contenuto di fosforo (P ≤ 0,04%) e basso contenuto di zolfo (S ≤ 0,04%) vengono dosati e fusi in un forno ad arco elettrico o in un forno a media frequenza a 1520-1580 °C. La composizione chimica è controllata (ad esempio, ZG35CrMo: C 0,32-0,40%, Cr 0,8-1,1%, Mo 0,15-0,25%).

• Il trattamento di deossidazione (con aggiunta di una lega calcio-silicio) viene eseguito prima della colata per garantire la purezza dell'acciaio fuso. Viene utilizzato un sistema di colata a gradini, con il metallo fuso che riempie lentamente la cavità dal basso per evitare il trascinamento di scorie o la porosità. Il tempo di colata è controllato tra 5 e 15 minuti, a seconda del peso della ganascia oscillante.

3. Distaffatura e trattamento termico

• Dopo il raffreddamento a meno di 300 °C, il getto viene sottoposto a distaffatura. I montanti vengono rimossi (tramite taglio a fiamma per le ganasce oscillanti grandi, tramite taglio meccanico per quelle piccole) e i segni di iniezione vengono levigati.

• Il trattamento di normalizzazione + rinvenimento viene eseguito: riscaldamento a 880-920°C e mantenimento per 2-4 ore (riscaldamento con forno per evitare cricche dovute a eccessiva differenza di temperatura), seguito da raffreddamento ad aria e rinvenimento a 550-600°C per eliminare le tensioni di fusione, ottenendo una durezza di 180-230 HBW e un'energia d'urto ≥ 30 J.

III. Processo di fabbricazione della ganascia oscillante

1. Lavorazione grezza

• Utilizzando le superfici terminali superiore e inferiore del corpo della ganascia oscillante come riferimenti, la superficie anteriore (dove è installata la piastra della ganascia oscillante) e la superficie posteriore (area della sede della piastra di articolazione) vengono sgrossate su una fresatrice a portale CNC o una alesatrice, lasciando un margine di finitura di 2-3 mm, con errore di planarità controllato a ≤ 0,5 mm/m.

• Alesatura grezza del foro della sede del cuscinetto: il foro superiore del cuscinetto viene lavorato su una macchina alesatrice orizzontale, con una tolleranza di rettifica di 3-5 mm riservata al diametro, assicurando che la perpendicolarità dell'asse del foro rispetto alla faccia anteriore sia ≤ 0,1 mm/100 mm.

2. Semi-finitura

• Fresatura di finitura delle facce anteriore e posteriore: la fresa a candela viene utilizzata per lavorare secondo le dimensioni di progetto, con rugosità superficiale Ra ≤ 6,3 μm, planarità ≤ 0,1 mm/m e perpendicolarità della faccia anteriore all'asse del foro della sede del cuscinetto ≤ 0,05 mm/100 mm.

• Lavorazione della sede della piastra di articolazione: per fresare la scanalatura ad arco viene utilizzata una fresa di formatura speciale, garantendo una deviazione del raggio di curvatura ≤ 0,1 mm, una rugosità superficiale della scanalatura Ra ≤ 12,5 μm e l'inserimento di un rivestimento resistente all'usura (fissato tramite bulloni, con uno spazio tra il rivestimento e la scanalatura ≤ 0,1 mm).

3. Finitura

• Alesatura e rettifica di precisione del foro della sede del cuscinetto: per la lavorazione viene utilizzata una macchina alesatrice di precisione o una rettificatrice interna, garantendo che la tolleranza del diametro del foro sia IT6, la rugosità superficiale Ra ≤ 0,8 μm, la rotondità ≤ 0,005 mm e la rettilineità dell'asse ≤ 0,01 mm/m.

• Foratura e maschiatura: i fori per i bulloni (o scanalature a T) per il fissaggio della piastra della ganascia oscillante sono lavorati sulla superficie anteriore, con tolleranza di posizione del foro ± 0,2 mm e precisione della filettatura 6H; i fori di lubrificazione sono praticati vicino alla sede della piastra di articolazione per garantire passaggi fluidi dell'olio.

4. Trattamento superficiale di assemblaggio

• Tutte le bave di lavorazione vengono rimosse. Il foro della sede del cuscinetto viene fosfatato (per migliorare la stabilità di cooperazione con il cuscinetto) e le superfici non lavorate vengono verniciate per prevenire la ruggine (primer + finitura, spessore del film 60-80 μm) per garantire che non vi siano perdite di rivestimento o cedimenti.

IV. Processo di controllo qualità della ganascia oscillante

1. Controllo di qualità dei materiali e della fusione

• Ispezione della composizione chimica: viene utilizzato uno spettrometro per analizzare il contenuto di C, Cr, Mo, ecc., garantendo la conformità agli standard dell'acciaio fuso (ad esempio, il contenuto di Cr di ZG35CrMo è dello 0,8-1,1%).

• Rilevamento dei difetti interni: il test ultrasonico (UT) al 100% viene eseguito su parti chiave come la sede del cuscinetto e le nervature di rinforzo, impedendo la presenza di pori o inclusioni con una dimensione equivalente ≥ φ3 mm; il test con particelle magnetiche (MT) viene utilizzato per l'ispezione superficiale, impedendo la presenza di crepe o difetti di piegatura.

2. Controllo della precisione della lavorazione

• Tolleranza dimensionale: calibri e micrometri vengono utilizzati per rilevare la planarità della faccia anteriore e il diametro del foro della sede del cuscinetto, con deviazioni entro l'intervallo consentito dai disegni; una macchina di misura a coordinate viene utilizzata per rilevare la precisione di posizionamento del foro della sede del cuscinetto e della sede della piastra di articolazione, garantendo il parallelismo degli assi ≤ 0,1 mm/m.

• Tolleranza geometrica: per misurare la rettilineità del foro della sede del cuscinetto si utilizza un interferometro laser, mentre per verificare il parallelismo tra la superficie anteriore e quella posteriore si utilizza un comparatore a quadrante (errore ≤ 0,1 mm/m).

3. Verifica delle prestazioni meccaniche

• Campionamento per prove di trazione (resistenza alla trazione ≥ 500 MPa, limite di snervamento ≥ 270 MPa) e prove di impatto (energia di impatto a -20°C ≥ 27 J) per garantire che la tenacità del materiale soddisfi gli standard.

• Prova di resistenza al carico statico: viene applicato un carico pari a 1,2 volte il carico nominale in condizioni di lavoro simulate per 1 ora, rilevando se il corpo della ganascia oscillante è deformato (deflessione ≤ 0,2 mm/m) o incrinato.

4. Ispezione di montaggio e collaudo

• Viene eseguito un montaggio di prova con l'albero eccentrico e la piastra di articolazione per verificare la distanza di cooperazione tra la sede del cuscinetto e l'albero eccentrico (conforme alla tolleranza H7/js6) e il grado di adattamento tra la piastra di articolazione e la sede della piastra di articolazione (area di contatto ≥ 80%).

• Prova di messa in servizio: funzionamento del frantoio alla velocità nominale per 2 ore, monitorando se la mascella oscillante oscilla stabilmente senza vibrazioni anomale (ampiezza ≤ 0,1 mm) o rumore.