Protezione da sovraccarico: Assorbe l'energia d'impatto quando oggetti estranei (ad esempio rottami metallici) entrano nella camera di frantumazione, comprimendoli per consentire la separazione temporanea dei coni mobili e fissi, prevenendo danni all'albero principale, agli ingranaggi e alle camicie.
Smorzamento delle vibrazioni: Riduzione delle vibrazioni ad alta frequenza generate durante la frantumazione, minimizzazione del rumore e prolungamento della durata utile dei cuscinetti e di altri componenti di precisione.
Forza di ripristino: Dopo il sovraccarico, applicare una forza di ripristino per riportare l'anello di regolazione o il cono mobile nella posizione originale, assicurando il mantenimento dello spazio di schiacciamento.
Applicazione di precarico: Mantiene una pressione costante sull'anello di regolazione per evitare l'allentamento, garantendo un funzionamento stabile in presenza di carichi di materiale variabili.
Molla elicoidale: Il corpo principale, realizzato in filo di acciaio per molle ad alto tenore di carbonio (ad esempio, 60Si2MnA o 50CrVA) con un diametro compreso tra 20 mm e 80 mm. La bobina presenta una struttura elicoidale uniforme con un numero specificato di spire attive (in genere 5-15) e spire terminali (1-2) per un alloggiamento stabile.
Facce terminali: Le estremità superiore e inferiore della bobina, che possono essere rettificate piatte (per molle a estremità parallele) o squadrate (per estremità non rettificate), garantiscono la perpendicolarità all'asse della molla e una distribuzione uniforme del carico.
Diametro della molla: Inclusi diametro esterno (OD, 150–500 mm) e diametro interno (ID), con un passo (distanza tra spire adiacenti) di 20–100 mm per consentire una corsa di compressione sufficiente (tipicamente il 10–30% della lunghezza libera).
Caratteristiche di aggancio o connessione (opzionale): Per molle più piccole, è possibile realizzare dei ganci terminali da fissare all'anello di regolazione o alla base, anche se la maggior parte delle molle frantumate di grandi dimensioni utilizza estremità piatte per il contatto diretto.
Rivestimento superficiale: Uno strato protettivo come la zincatura, il rivestimento epossidico o l'immersione in olio per resistere alla corrosione, soprattutto in ambienti minerari umidi o polverosi.
Selezione e preparazione dei materiali:
Il filo di acciaio per molle ad alto tenore di carbonio (60Si2MnA) viene scelto per il suo eccellente limite elastico (≥1200 MPa) e la sua elevata resistenza alla fatica. Il filo viene ispezionato per individuare eventuali difetti superficiali (graffi, crepe) e raddrizzato per garantire un diametro uniforme (tolleranza ±0,1 mm).
Avvolgimento:
Il filo viene inserito in una macchina avvolgitrice CNC, che lo piega in una forma elicoidale utilizzando mandrini e rulli di precisione. La macchina controlla:
Pece: Garantire una spaziatura uniforme tra le bobine (tolleranza ±0,5 mm).
Diametro: Mantenimento del diametro esterno entro ±1 mm dal valore di progetto.
Numero di bobine: Conteggio preciso delle bobine attive e finali per soddisfare le specifiche di lunghezza libera (tolleranza ±2 mm).
Trattamento termico:
Tempra e rinvenimento: La molla elicoidale viene riscaldata a 850–880 °C in un forno, mantenuta per 30–60 minuti, quindi temprata in olio per ottenere una struttura martensitica. Viene quindi rinvenuta a 420–480 °C per 1–2 ore per ridurne la fragilità, ottenendo una durezza di 45–50 HRC e una resistenza alla trazione di 1600–1900 MPa.
Questo processo definisce le proprietà elastiche della molla, garantendone la resistenza a ripetute compressioni senza deformazioni permanenti.
Fine elaborazione:
Le bobine terminali vengono rettificate in piano utilizzando una rettificatrice per superfici per ottenere parallelismo (≤0,1 mm/m) e perpendicolarità all'asse della molla (≤0,5°), garantendo un alloggiamento stabile sul telaio superiore e sulla base.
La sbavatura rimuove i bordi taglienti dalle estremità rettificate per evitare la concentrazione di sollecitazioni e danni alle superfici di accoppiamento.
Selezione e abbinamento primaverile:
Le molle vengono ordinate in base alla lunghezza libera e alla rigidità (coefficiente di rigidità) per garantire una distribuzione uniforme del carico. Le molle con una variazione di rigidità pari o superiore al 5% vengono scartate per evitare carichi non uniformi.
Installazione della piastra di montaggio:
Per posizionare le molle si utilizzano piastre di montaggio superiore e inferiore (in acciaio o ghisa) con fori corrispondenti al diametro esterno della molla. Ogni molla viene inserita nel suo foro e fissata con anelli di fissaggio per impedirne il movimento laterale.
Impostazione del precarico:
Il gruppo viene compresso fino al precarico specificato (utilizzando una pressa idraulica) e bloccato in posizione con spessori, assicurando che ogni molla sopporti lo stesso carico (misurato tramite celle di carico con una tolleranza di ±2%).
Prove sui materiali:
L'analisi della composizione chimica (spettrometria) conferma che l'acciaio per molle soddisfa gli standard (ad esempio, 60Si2MnA: C 0,56–0,64%, Si 1,50–2,00%, Mn 0,60–0,90%).
La prova di trazione sui campioni di filo misura la resistenza alla trazione finale (≥1600 MPa) e l'allungamento (≥6%).
Controlli di precisione dimensionale:
Una macchina di misura a coordinate (CMM) ispeziona il diametro della bobina, il passo, la lunghezza libera e la planarità delle estremità, garantendo la conformità alle tolleranze di progettazione.
Un misuratore di molle misura la velocità (forza per mm di compressione) per verificare che rientri nell'intervallo specificato (±5%).
Test delle proprietà meccaniche:
La prova di durezza (Rockwell) garantisce che la molla abbia una durezza di HRC 45–50; la durezza del nucleo viene verificata tramite profilazione di microdurezza per confermare l'uniformità del trattamento termico.
La prova di fatica sottopone la molla a 10⁶ cicli di compressione (dal 10% al 70% della deflessione massima) senza che si verifichino crepe o deformazioni permanenti.
Prove non distruttive (NDT):
Il test con particelle magnetiche (MPT) rileva crepe superficiali nelle bobine, in particolare nelle pieghe delle bobine (punti di concentrazione delle sollecitazioni), e qualsiasi crepa di lunghezza pari a 0,2 mm comporta il rigetto.
I test a ultrasuoni (UT) ispezionano il filo per individuare difetti interni (ad esempio inclusioni) che potrebbero ridurre la durata a fatica.
Test di resistenza alla corrosione:
Il test di nebbia salina (ASTM B117) per 48 ore valuta le molle zincate o verniciate, senza che si formi ruggine rossa sulle superfici critiche.
