Il frantoio a mascelle a doppio pendolo, caratterizzato dalla sua struttura compatta e dalla traiettoria ellittica della mascella mobile (che combina estrusione e macinazione), offre un'efficienza superiore del 15-30% rispetto al tipo a pendolo semplice, adatto a materiali di media durezza (ad esempio granito, minerale di ferro) con un rapporto di frantumazione che consente dimensioni di uscita di 10-300 mm.
I suoi componenti principali includono un telaio (fuso o saldato), ganasce fisse/mobili (con rivestimenti ad alto contenuto di cromo o ZGMn13), un albero eccentrico (forgiato in 40Cr/42CrMo), una piastra di articolazione (componente di sicurezza) e sistemi di regolazione idraulica. La produzione prevede la forgiatura di precisione (rapporto di forgiatura dell'albero eccentrico ≥3), la tempra in acqua dei rivestimenti e rigorosi controlli di qualità: ispezione UT delle materie prime, gioco di accoppiamento dei cuscinetti (0,1-0,2 mm) e test di carico di 4 ore (conformità granulometrica ≥90%).
Ampiamente utilizzato come attrezzatura di frantumazione secondaria o primaria nell'industria mineraria (minerali metallici/non metallici), nei materiali da costruzione (aggregati riciclati) e nelle infrastrutture (materiali di base stradali), eccelle nelle linee di produzione di piccole e medie dimensioni (10–200 t/h) che richiedono una frantumazione medio-fine efficiente.
Introduzione dettagliata ai frantoi a mascelle a doppio pendolo
Il frantoio a mascelle a doppio pendolo è uno dei tipi di frantoio a mascelle più diffusi. La sua ganascia mobile esegue simultaneamente oscillazioni attorno all'albero di sospensione e movimenti di rotazione con l'albero eccentrico, dando luogo a una traiettoria ellittica complessa. Questa progettazione offre vantaggi quali una struttura compatta, un'elevata efficienza di frantumazione e un basso consumo energetico, rendendolo adatto alla frantumazione media e fine di materiali di media durezza.
I. Composizione e struttura
Il frantoio a mascelle a doppio pendolo presenta una struttura più compatta rispetto al tipo a pendolo semplice. I suoi componenti principali e le sue funzioni sono i seguenti:
1. Componenti strutturali chiave
Telaio: Funge da struttura portante, sopportando tutti i carichi durante la frantumazione. È tipicamente realizzata in ghisa grigia (HT250) o in acciaio saldato (Q355B), disponibile in versione integrale o modulare (per facilitare il trasporto e l'installazione).
Mascella fissa: Fissata alla parete anteriore del telaio, la sua superficie è dotata di una piastra a ganasce fissa (realizzata in materiali resistenti all'usura come ZGMn13 o ghisa ad alto tenore di cromo), che forma una camera di frantumazione con la ganascia mobile.
Mascella mobile: Un componente mobile centrale collegato all'albero eccentrico tramite cuscinetti nella parte superiore e incernierato alla piastra di articolazione nella parte inferiore. La sua superficie è dotata di una piastra mobile (dello stesso materiale della piastra fissa). La piastra mobile segue una traiettoria ellittica (piccola oscillazione in alto, grande oscillazione in basso), combinando azioni di estrusione e rettifica.
Albero eccentrico: Forgiato in 40Cr o 42CrMo (rapporto di forgiatura ≥3), è azionato da un motore tramite una puleggia per ruotare, fungendo da componente centrale che aziona la ganascia mobile. I volani sono montati su entrambe le estremità per bilanciare l'inerzia e ridurre le vibrazioni.
Piastra a levetta: Collega la parte inferiore della ganascia mobile alla parete posteriore del telaio, trasmettendo le forze di schiacciamento e fungendo da dispositivo di sicurezza, rompendosi in caso di carichi eccessivi (ad esempio, materiali non frantumabili) per proteggere i componenti critici. È solitamente realizzato in ZG35CrMo.
Dispositivo di regolazione dell'apertura di scarico: Regola la distanza tra la ganascia mobile e la ganascia fissa nella parte inferiore aggiungendo/rimuovendo spessori o regolando cunei, controllando la dimensione delle particelle in uscita (in genere 10–300 mm).
Sistema di lubrificazione: Include ingrassatori o dispositivi di lubrificazione centralizzata sui cuscinetti dell'albero eccentrico e sui cuscinetti dell'albero di sospensione, utilizzando grasso a base di calcio (temperatura di esercizio ≤60°C) per garantire la resistenza all'usura e la dissipazione del calore delle parti mobili.
2. Caratteristiche strutturali
A differenza del tipo a pendolo semplice, il frantoio a mascelle a doppio pendolo integra la ganascia mobile e la biella in un unico elemento, eliminando la piastra di articolazione di spinta frontale e mantenendo una sola piastra di articolazione, con conseguente semplificazione della struttura. La ganascia mobile oscilla sia attorno all'albero eccentrico (che funge anche da albero di sospensione) sia attorno al fulcro della piastra di articolazione. La parte superiore della camera di frantumazione ha una corsa ridotta (che facilita il bloccaggio del materiale), mentre la parte inferiore ha una corsa maggiore (che migliora l'efficienza di frantumazione), rendendo la sua efficienza superiore del 15-30% rispetto a quella del tipo a pendolo semplice.
II. Processo di fabbricazione
La produzione di frantoi a mascelle a doppio pendolo richiede un controllo rigoroso sulla precisione di lavorazione e sulle prestazioni dei materiali dei componenti chiave, con i seguenti processi principali:
Produzione di telai
Telaio fuso: viene utilizzata la fusione in sabbia (ghisa grigia HT250), con una temperatura di fusione di 1400–1450 °C. Dopo la fusione, viene eseguito un trattamento di invecchiamento (200–250 °C per 24 ore) per eliminare le tensioni interne. Le parti critiche (ad esempio, le sedi dei cuscinetti) vengono sottoposte a ricottura (600–650 °C) per controllare la durezza a HB180–220.
Telaio saldato: le lamiere in acciaio Q355B vengono tagliate, smussate e saldate (utilizzando elettrodi E5015). Dopo la saldatura, viene eseguito un invecchiamento vibratorio o una ricottura di distensione (550–600 °C) per prevenire la deformazione. Dopo la saldatura, vengono eseguiti test non distruttivi (UT, qualifica di livello II).
Produzione di alberi eccentrici
Materia prima: l'acciaio tondo 40Cr viene forgiato (forgiatura libera) in grezzi con un rapporto di forgiatura ≥3 (per garantire l'affinamento del grano). Dopo la forgiatura, viene eseguita la normalizzazione (raffreddamento ad aria a 860–880 °C) per ottenere una durezza di HB200–230.
Lavorazione meccanica: la tornitura di sgrossatura è seguita da tempra e rinvenimento (tempra in olio a 840–860 °C + rinvenimento a 580–600 °C) per raggiungere HRC28–32. La sezione eccentrica e il perno vengono torniti con tolleranza IT6 e una rugosità superficiale di Ra ≤1,6 μm. Infine, viene eseguita un'ispezione magnetoscopica (MT) per garantire l'assenza di cricche.
Produzione di mascelle mobili e rivestimenti
Corpo della ganascia mobile: realizzato in ZG35CrMo, viene sottoposto a ricottura dopo la fusione per eliminare le sollecitazioni, seguita da tempra e rinvenimento (HRC25–30) dopo la sgrossatura. Le parti critiche (ad esempio, i fori dei cuscinetti) sono alesate con tolleranza IT7, con un gioco di accoppiamento di 0,1–0,2 mm con l'albero eccentrico.
Rivestimenti: viene utilizzato acciaio ad alto tenore di manganese ZGMn13 (temprato in acqua: riscaldato a 1050–1100 °C, mantenuto e temprato in acqua per ottenere una struttura austenitica con proprietà di incrudimento) o ghisa ad alto tenore di cromo (Cr15–20, HRC60–65, adatta alla frantumazione di rocce dure). I rivestimenti sono fissati al corpo della ganascia tramite bulloni o cunei con uno spazio di 1–2 mm.
Piastra di articolazione e componenti di trasmissione
Piastra di articolazione: realizzata in ZG35 o QT500-7, viene sottoposta a ricottura di distensione dopo la fusione. Le superfici di contatto su entrambe le estremità sono fresate con una rugosità superficiale di Ra ≤6,3 μm per garantire un'articolazione flessibile con la ganascia mobile e il telaio.
Puleggia e volano: realizzati in ghisa grigia HT200, sono sottoposti a test di bilanciamento statico (eccentricità ≤0,05 mm/kg) per garantire un funzionamento stabile.
III. Processi di controllo qualità
Per garantire le prestazioni e la durata delle apparecchiature, durante la produzione vengono implementate molteplici misure di controllo qualità:
Ispezione delle materie prime
Lamiere d'acciaio, tondi d'acciaio e altre materie prime devono essere corredate da certificati di materiale (ad esempio, rapporti sulla composizione chimica e sulle proprietà meccaniche). Il campionamento viene effettuato per l'analisi spettrale (per garantire la conformità del contenuto di elementi) e per le prove di trazione (per verificare che la resistenza alla trazione e lo snervamento siano conformi agli standard).
I getti (telai, ganasce mobili, ecc.) vengono sottoposti a ispezione visiva (assenza di pori o ritiri), test a ultrasuoni (UT, difetti interni ≤Φ3 mm) e test di durezza (ad esempio, durezza HT250 ≥HB180).
Controllo della precisione di elaborazione dei componenti chiave
Albero eccentrico: errore di rotondità del perno ≤0,01 mm, errore di coassialità ≤0,02 mm/m, ispezionato mediante macchina di misura a coordinate.
Foro del cuscinetto della ganascia mobile: il gioco di accoppiamento con l'albero eccentrico viene controllato utilizzando spessimetri per garantire che sia compreso tra 0,1 e 0,2 mm; un gioco eccessivo provoca rumore e usura.
Dimensioni della camera di frantumazione: errore di parallelismo tra la ganascia fissa e quella mobile ≤0,5 mm/m (superiore e inferiore), calibrato mediante livella laser per evitare dimensioni irregolari delle particelle in uscita.
Controllo di qualità dell'assemblaggio
Montaggio dei cuscinetti: il montaggio a caldo (riscaldamento dei cuscinetti a 80–100 °C) viene utilizzato per evitare deformazioni dovute a martellamenti violenti. Dopo il montaggio, l'albero eccentrico deve ruotare manualmente senza inceppamenti, con un movimento assiale ≤0,3 mm.
Collegamento della piastra di articolazione: le superfici di contatto con la ganascia mobile e il telaio sono rivestite di grasso e il gioco viene controllato con spessimetri per garantire ≤0,1 mm per una distribuzione uniforme della forza.
Test a vuoto e a carico
Prova a vuoto: funzionamento di 2 ore con aumento della temperatura del cuscinetto ≤40°C (oltre la temperatura ambiente), nessuna vibrazione anomala (ampiezza ≤0,1 mm) e rumore ≤85 dB.
Prova di carico: frantumazione di 4 ore di materiali di media durezza (ad esempio calcare) con conformità granulometrica in uscita ≥90% (per apertura di scarico impostata), usura uniforme del rivestimento e nessun surriscaldamento locale.
IV. Principali applicazioni nelle linee di produzione e nelle industrie
1. Ruolo nelle linee di produzione
Il frantoio a mascelle a doppio pendolo funziona principalmente come un attrezzature di frantumazione secondaria (lavorazione di materiali pre-frantumati) o come attrezzatura di frantumazione primaria in linee di produzione di piccole e medie dimensioni. Le sue funzioni principali includono:
Ulteriore frantumazione dei materiali pre-frantumati (ad esempio, 100–300 mm) fino a 20–100 mm, fornendo materie prime qualificate per la successiva frantumazione a cono o per la produzione di sabbia.
Utilizzando la traiettoria complessa della ganascia mobile per piegare e macinare i materiali, migliorando l'efficienza di frantumazione (15-30% in più rispetto al tipo a pendolo semplice), adatto per la frantumazione di materiali di media durezza (ad esempio granito, minerale di ferro).
2. Applicazioni industriali
Industria mineraria: Utilizzato per la frantumazione media e fine di minerali metallici (ferro, rame, oro) e non metallici (calcare, sabbia di quarzo). Ad esempio, per frantumare minerali di ferro pre-frantumati (200-300 mm) fino a ottenere granulometrie di 50-100 mm per la macinazione con mulino a sfere.
Industria dei materiali da costruzione: Frantumazione di rifiuti edili (blocchi di cemento, mattoni) per produrre aggregati riciclati (5–30 mm); frantumazione di calcare, gesso, ecc., per la produzione di cemento e calce.
Costruzione di autostrade e ferrovie: Frantumazione di rocce dure (basalto, granito) per produrre aggregati per sottofondo stradale (10–30 mm) con granulometria uniforme.
Industria metallurgica: Frantumazione di coke, minerale di ferro e altre materie prime per fornire materiali qualificati per la fusione in altoforno.
Industria chimica: Frantumazione di rocce fosfatiche, pirite, ecc., per la lavorazione di fertilizzanti e materie prime chimiche.
Rispetto al semplice frantoio a mascelle a pendolo, il tipo a doppio pendolo è più compatto ed efficiente, il che lo rende adatto a linee di produzione con spazio limitato e requisiti di capacità media (10–200 t/h) ed è un'attrezzatura comune nei progetti di frantumazione di piccole e medie dimensioni.
