Regolazione dello spazio: Trasforma il movimento rotatorio in movimento verticale della vasca (o concava), consentendo agli operatori di aumentare o diminuire la distanza di frantumazione per ottenere la dimensione desiderata delle particelle.
Trasmissione di coppia: Trasferimento di potenza dal motore di regolazione (tramite pignone o sistema idraulico) alla ciotola, consentendo un posizionamento preciso anche sotto carichi pesanti.
Meccanismo di bloccaggio: Innestare dispositivi di bloccaggio (ad esempio, morsetti idraulici o controdadi) per fissare la posizione regolata, impedendo movimenti involontari durante lo schiacciamento.
Distribuzione del carico: Distribuzione dei carichi assiali dalla vasca al telaio durante la regolazione e il funzionamento, garantendo stabilità e riducendo l'usura dei componenti di accoppiamento.
Corpo della corona dentata: Un anello per impieghi gravosi realizzato in acciaio fuso ad alta resistenza (ad esempio, ZG42CrMo) o acciaio forgiato, con un diametro esterno che varia da 500 mm a 3000 mm a seconda delle dimensioni del frantoio. Lo spessore del corpo è compreso tra 80 e 200 mm per resistere ai carichi assiali.
Profilo del dente:
Denti esterni: Modello più comune, con denti trapezoidali o evolventi (modulo 8–20) lavorati sulla circonferenza esterna, che si innestano con un pignone più piccolo proveniente dall'azionamento di regolazione.
Denti interni: Utilizzato in alcuni modelli, con denti sulla circonferenza interna per risparmiare spazio, abbinato a un ingranaggio di trasmissione centrale.
Flangia di montaggio: Una flangia radiale sulla parte inferiore o superiore della corona dentata, dotata di fori per bulloni per il collegamento alla tazza o all'anello di regolazione. La flangia garantisce la concentricità tra l'ingranaggio e la tazza.
Interfaccia thread (facoltativa): Una filettatura trapezoidale sulla superficie interna che si innesta con una filettatura corrispondente sul telaio, convertendo il movimento rotatorio in movimento verticale della ciotola.
Canali di lubrificazione: Fori radiali o assiali che forniscono lubrificante alle superfici dei denti e alle interfacce filettate, riducendo l'attrito e prevenendo l'usura.
Funzioni di blocco:
Scanalature di serraggio: Scanalature circonferenziali sulla superficie esterna per i pistoni di serraggio idraulici per bloccare l'ingranaggio in posizione.
Tacche o fori: Per perni di bloccaggio meccanici che fissano la posizione regolata durante la manutenzione.
Selezione dei materiali:
L'acciaio fuso ad alta resistenza (ZG42CrMo) è preferito per la sua eccellente resistenza alla trazione (≥750 MPa), tenacità all'impatto (≥30 J/cm²) e resistenza all'usura. La composizione chimica è controllata a C 0,38-0,45%, Cr 0,9-1,2%, Mo 0,15-0,25% per bilanciare resistenza e lavorabilità.
Creazione di modelli:
Viene creato un modello in scala reale (in schiuma, legno o resina stampata in 3D), che replica il diametro esterno della corona dentata, la flangia, i fori dei bulloni e i profili dei denti (semplificati per la fusione). Vengono aggiunte tolleranze di ritiro (1,5-2,5%), con tolleranze maggiori per le sezioni spesse.
Stampaggio:
Viene preparato uno stampo in sabbia legato con resina, con il modello posizionato per formare la superficie esterna e la flangia dell'ingranaggio. Vengono utilizzate delle anime per creare il foro interno e i fori per i bulloni, garantendo 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 un rigoroso controllo del contenuto di zolfo e fosforo (≤0,035% ciascuno) per evitare la fragilità.
La colata viene effettuata a 1480–1520°C utilizzando una siviera, con una portata controllata (50–100 kg/s) per riempire la cavità dello stampo senza turbolenza, riducendo al minimo la porosità nei denti degli ingranaggi.
Trattamento termico:
Normalizzazione: Riscaldamento a 850–900°C per 4–6 ore, seguito da raffreddamento ad aria per affinare la struttura del grano e ridurre lo stress interno.
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 corona dentata fusa viene montata su un tornio verticale CNC per lavorarne il diametro esterno, il foro interno e la flangia, lasciando un margine di finitura di 5-10 mm. Le dimensioni chiave (ad esempio, la planarità della flangia) sono controllate con una tolleranza di ±1 mm.
Lavorazione dei denti:
Taglio grezzo: I denti vengono sgrossati utilizzando una dentatrice a creatore CNC, rimuovendo il materiale in eccesso e seguendo il profilo evolvente o trapezoidale. Per ingranaggi di grandi dimensioni, è possibile utilizzare una dentatrice per la dentatura interna.
Finitura di rettifica: I denti vengono rettificati con precisione utilizzando una rettificatrice per ingranaggi per ottenere un profilo del dente preciso (tolleranza ISO 8–10), passo (±0,05 mm) e rugosità superficiale (Ra1,6 μm) per un accoppiamento uniforme.
Lavorazione di filettature e flange:
Le filettature trapezoidali (se presenti) vengono tagliate utilizzando una fresatrice CNC, con passo e passo precisi (±0,1 mm) per garantire un movimento verticale fluido.
La flangia di montaggio viene lavorata con una rettificatrice CNC per ottenere la planarità (≤0,05 mm/m) e la perpendicolarità all'asse dell'ingranaggio (≤0,1 mm/100 mm). I fori per i bulloni vengono forati e filettati con tolleranza di classe 6H.
Foratura del canale di lubrificazione:
I fori assiali e radiali per l'olio (φ5–φ10 mm) vengono praticati utilizzando macchine per foratura profonda CNC, con precisione di posizionamento (±0,2 mm) per garantire che il lubrificante raggiunga le radici dei denti e le superfici filettate.
Trattamento superficiale:
Le superfici dei denti vengono cementate e temprate a una profondità di 1–2 mm, raggiungendo una durezza HRC 58–62 per migliorare la resistenza all'usura.
Le superfici non dentate sono rivestite con vernice epossidica (spessore 100-150 μm) per resistere alla corrosione negli ambienti minerari.
Prove sui materiali:
L'analisi della composizione chimica (spettrometria) conferma la conformità agli standard ZG42CrMo (C 0,38–0,45%, Cr 0,9–1,2%).
Le prove di trazione sui campioni fusi verificano una resistenza alla trazione ≥750 MPa e un allungamento ≥12%.
Controlli di precisione dimensionale:
Una macchina di misura a coordinate (CMM) controlla le dimensioni degli ingranaggi: diametro esterno (±0,5 mm), passo dei denti e parametri della filettatura.
Un centro di misurazione degli ingranaggi verifica il profilo dei denti, l'angolo dell'elica e la deviazione del passo, garantendo la conformità agli standard ISO 8.
Test di integrità strutturale:
Il test a ultrasuoni (UT) rileva difetti interni nel corpo dell'ingranaggio e nella flangia, escludendo eventuali pori di restringimento >φ5 mm.
Il test delle particelle magnetiche (MPT) verifica la presenza di crepe superficiali nelle radici dei denti, nei fori dei bulloni e nelle radici delle filettature, con difetti lineari >1 mm che determinano il rigetto.
Test delle prestazioni meccaniche:
Il test di durezza (Rockwell) garantisce che le superfici dei denti abbiano una durezza HRC di 58–62 e che il nucleo abbia una durezza HBW di 180–230.
La prova di carico prevede l'applicazione del 120% della coppia nominale tramite un tester idraulico per ingranaggi, senza che si verifichino deformazioni o crepe nei denti.
Test funzionali:
Un montaggio di prova con la ciotola e l'azionamento di regolazione verifica la rotazione regolare: l'ingranaggio si innesta nel pignone senza incepparsi e la ciotola si muove verticalmente in modo uniforme.
I meccanismi di bloccaggio vengono testati per garantire che mantengano la posizione regolata anche con il 150% del carico operativo.
