Trasmissione di coppia: Trasferimento della potenza rotazionale dal motore di azionamento all'albero intermedio, che aziona il pignone e la boccola eccentrica, alimentando infine il movimento di frantumazione.
Compensazione del disallineamento: Compensazione di piccoli disallineamenti assiali, radiali o angolari (in genere ≤0,5 mm assiali, ≤0,1 mm radiali, ≤1° angolari) tra l'albero secondario e l'albero motore, riducendo le sollecitazioni su cuscinetti e alberi.
Smorzamento delle vibrazioni: Assorbe gli urti e le vibrazioni generati durante improvvisi cambiamenti di carico (ad esempio, durante la frantumazione di materiali duri), proteggendo il motore, gli ingranaggi e altri componenti di precisione da eventuali danni.
Protezione da sovraccarico:Alcuni modelli includono perni di taglio o dischi di frizione che si rompono in caso di sovraccarico estremo, evitando danni catastrofici al sistema di trasmissione.
Mozzi di accoppiamento: Due mozzi cilindrici (ingresso e uscita) con fori interni che si montano sull'albero secondario e sull'albero motore. I mozzi sono spesso realizzati in acciaio fuso ad alta resistenza (ad esempio, ZG35CrMo) o acciaio forgiato, con sedi per chiavette o scanalature per la trasmissione della coppia.
Elemento flessibile: Un componente che collega i due mozzi consentendo disallineamenti, come:
Dischi in gomma o elastomero: Dischi elastici incollati a piastre metalliche, che garantiscono flessibilità e smorzamento delle vibrazioni.
denti dell'ingranaggio: Denti di ingranaggi esterni o interni su un mozzo che si ingranano con un ingranaggio corrispondente sull'altro mozzo (accoppiamento a ingranaggi), consentendo un disallineamento angolare.
Perno e boccola: Perni in acciaio fissati a un mozzo che si inseriscono nelle boccole dell'altro mozzo, con boccole in bronzo o polimero per un basso attrito.
Piastre flangiate: Piastre metalliche imbullonate ai mozzi, che fissano l'elemento flessibile. Le flange sono forate con fori per bulloni a distanza uniforme per il montaggio, garantendo una distribuzione uniforme del carico.
Elementi di fissaggio: Bulloni ad alta resistenza (ad esempio, grado 8.8 o 10.9) e dadi che fissano insieme i mozzi e l'elemento flessibile, con rondelle di sicurezza o adesivo frenafiletti per evitare l'allentamento.
Fori per perni di taglio (opzionali): Fori radiali per perni di taglio che si rompono sotto una coppia eccessiva, agendo come meccanismo di sicurezza per proteggere il sistema di trasmissione.
Selezione dei materiali:
L'acciaio fuso ad alta resistenza (ZG35CrMo) è preferito per le sue eccellenti proprietà meccaniche: resistenza alla trazione ≥700 MPa, limite di snervamento ≥500 MPa e tenacità all'impatto ≥35 J/cm². Offre buona colabilità e lavorabilità, adatto alla trasmissione di coppia.
Creazione di modelli:
Viene creato un modello di precisione utilizzando legno, schiuma o resina stampata in 3D, replicando il diametro esterno del mozzo, il foro interno, la sede per chiavetta, la flangia e i fori per i bulloni. Vengono aggiunte tolleranze di ritiro (1,5-2%), con tolleranze maggiori per le sezioni a parete spessa (ad esempio, le radici delle flange).
Il modello comprende nuclei per formare il foro interno e la sede per chiavetta, garantendo la precisione dimensionale.
Stampaggio:
Viene preparato uno stampo in sabbia legato con resina, con il modello e le anime posizionati in modo da formare la forma del mozzo. La cavità dello stampo viene rivestita con un lavaggio refrattario (a base di allumina) per migliorare la finitura superficiale e prevenire l'inclusione di sabbia.
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%, Mo 0,15–0,25% per bilanciare resistenza e tenacità.
La colata viene effettuata a 1480–1520 °C utilizzando una siviera, con una portata costante per evitare turbolenze e garantire il riempimento completo dello stampo, soprattutto in presenza di elementi complessi come le sedi delle chiavette.
Raffreddamento e shakeout:
Il getto viene raffreddato nello stampo per 48-72 ore per ridurre al minimo lo stress termico, quindi rimosso tramite vibrazione. I residui di sabbia vengono puliti mediante pallinatura (grana d'acciaio G25), ottenendo una rugosità superficiale di Ra25-50 μm.
Trattamento termico:
La normalizzazione (850–900°C, raffreddata ad aria) affina la struttura del grano, seguita dalla tempra (600–650°C) per ridurre la durezza a 180–230 HBW, migliorando la lavorabilità.
Lavorazione del mozzo:
Lavorazione grezza: Il mozzo fuso viene montato su un tornio CNC per lavorarne il diametro esterno, la superficie della flangia e il foro interno, lasciando un margine di finitura di 2-3 mm. Le cave per chiavetta vengono sgrossate utilizzando una fresatrice CNC.
Lavorazione di finitura: Il foro interno è levigato per ottenere una tolleranza dimensionale di H7 (per un accoppiamento con gioco con l'albero) e una rugosità superficiale di Ra0,8 μm. Le sedi per chiavette o scanalature sono lavorate con finitura secondo gli standard DIN 6885, garantendo un accoppiamento preciso con le chiavette dell'albero.
Produzione di elementi flessibili:
Per elementi in gomma/elastomero: i composti elastomerici (ad esempio gomma nitrilica o poliuretano) vengono stampati in dischi con inserti metallici, polimerizzati a 150–180 °C per 10–20 minuti per ottenere una durezza Shore di 60–80 A.
Per elementi di tipo ingranaggio: i denti degli ingranaggi vengono tagliati in un mozzo utilizzando una macchina dentatrice CNC, con un modulo di 3–8 e un angolo di pressione di 20°, garantendo la compatibilità con il mozzo di accoppiamento.
Lavorazione della piastra flangiata:
Le piastre flangiate vengono ricavate da piastre di acciaio (ad esempio, Q355B) mediante taglio laser, quindi forate con fori per bulloni (tolleranza di posizione ±0,1 mm) utilizzando una macchina di foratura CNC. Le superfici di accoppiamento vengono rettificate fino a ottenere una planarità (≤0,05 mm/m) per una tenuta stagna con i mozzi.
Assemblea:
L'elemento flessibile è inserito tra i due mozzi, con piastre flangiate imbullonate insieme mediante bulloni ad alta resistenza (grado 8.8) serrati alla coppia specificata (in genere 200–500 N·m).
Per i modelli con perni di taglio, i perni (realizzati in acciaio da 45#, trattati termicamente a HRC 30–35) vengono inseriti in fori preforati, assicurando che costituiscano l'anello più debole nel percorso della coppia.
Trattamento superficiale:
I mozzi e le piastre flangiate sono rivestiti con vernice epossidica o zincatura (spessore 5-8 μm) per resistere alla corrosione. Le superfici lavorate dei fori sono trattate con un composto antigrippaggio per facilitarne l'installazione.
Prove sui materiali:
L'analisi della composizione chimica (spettrometria) conferma che i materiali del mozzo soddisfano gli standard (ad esempio, ZG35CrMo: C 0,32–0,40%).
Le prove di trazione sui campioni del mozzo verificano una resistenza alla trazione ≥700 MPa e un allungamento ≥12%.
Controlli di precisione dimensionale:
Una macchina di misura a coordinate (CMM) ispeziona le dimensioni del mozzo: diametro del foro (tolleranza H7), profondità/larghezza della sede della chiavetta (±0,05 mm) e planarità della flangia.
Le posizioni dei fori dei bulloni vengono controllate con un calibro di fissaggio per garantire l'allineamento tra mozzi e flange.
Test delle proprietà meccaniche:
La prova di durezza (Brinell) garantisce che la durezza del mozzo sia 180–230 HBW; i denti degli ingranaggi (se applicabile) sono temprati a induzione a HRC 50–55, verificata tramite prova Rockwell.
La prova torsionale sottopone il giunto al 120% della coppia nominale per 10 minuti, senza che si verifichino deformazioni o crepe permanenti.
Prove non distruttive (NDT):
Il test con particelle magnetiche (MPT) rileva crepe superficiali nelle sedi delle chiavette dei mozzi e nelle radici delle flange; qualsiasi difetto di lunghezza pari a 0,3 mm comporta il rifiuto.
I test a ultrasuoni (UT) ispezionano i corpi dei mozzi per individuare difetti interni (ad esempio pori di restringimento) nelle zone portanti.
Test funzionali:
Test di disallineamento: il giunto viene azionato alla velocità nominale con il massimo disallineamento consentito, con livelli di vibrazione (misurati tramite accelerometro) limitati a ≤5 mm/s.
Prova di sovraccarico: per i modelli con perni di taglio, il giunto viene sottoposto al 150% della coppia nominale, verificando che i perni di taglio cedano prima che si verifichino danni al mozzo o all'albero.
