Frantoio a cono idraulico multicilindrico

Telaio superiore: Struttura in acciaio fuso (ZG270-500) di forma cilindrica, che supporta il cono fisso e il meccanismo di regolazione. È dotata di una flangia nella parte superiore per il collegamento alla tramoggia di alimentazione e di nervature di rinforzo radiali (spessore 30–80 mm) per resistere alle forze di schiacciamento.

Telaio inferiore: Una base in acciaio fuso per impieghi gravosi (ZG35CrMo) che ospita il manicotto dell'albero eccentrico, il cuscinetto dell'albero principale e il sistema del cilindro idraulico. È imbullonata alla fondazione per garantire stabilità durante il funzionamento ed è dotata di passaggi dell'olio per la lubrificazione e il raffreddamento.

Cono mobile: Un componente conico con un rivestimento resistente all'usura (ghisa ad alto tenore di cromo Cr20 o acciaio al manganese ZGMn13) fissato tramite fusione in lega di zinco. Il corpo del cono è forgiato in acciaio legato 42CrMo, con un fondo sferico che si inserisce nel cuscinetto sferico dell'albero principale per garantire un'oscillazione flessibile.

Cono fisso (concavo): Un rivestimento anulare segmentato (da 3 a 6 segmenti) in ghisa ad alto tenore di cromo, montato sulla parete interna del telaio superiore. Ogni segmento è progettato con uno specifico profilo della cavità (angolo, profondità) per controllare il processo di frantumazione e la granulometria del prodotto.

Albero principale: Un albero forgiato in acciaio legato (40CrNiMoA) con un'estremità inferiore conica (conicità 1:12) che si inserisce nel manicotto eccentrico dell'albero. Trasmette la forza di rotazione dal manicotto eccentrico al cono mobile, con un diametro che varia da 100 a 300 mm a seconda del modello di frantoio.

Manicotto dell'albero eccentrico: Un manicotto in acciaio fuso (ZG35CrMo) con un foro sfalsato (eccentricità 8–25 mm) che aziona il movimento oscillante dell'albero principale. È montato su cuscinetti a rulli orientabili e ruotato da un gruppo di ingranaggi conici (ingranaggi conici piccoli e grandi in 20CrMnTi).

Sistema motore e pulegge: Un motore a frequenza variabile (160–630 kW) collegato all'albero di ingresso tramite una cinghia trapezoidale e una puleggia, che fornisce la potenza necessaria per azionare il manicotto eccentrico. La velocità del motore è regolabile (500–1200 giri/min) per adattarsi ai diversi materiali.

Unità idraulica multicilindrica: 6–12 cilindri idraulici distribuiti uniformemente attorno al telaio inferiore, responsabili della regolazione delle dimensioni della porta di scarico (5–50 mm) e della protezione da sovraccarico. Ogni cilindro ha una pressione di esercizio di 16–25 MPa ed è dotato di un sensore di pressione per un controllo preciso.

Quadro elettrico idraulico: Contiene pompe, valvole e un sistema PLC per regolare la pressione del cilindro, consentendo la regolazione automatica della porta di scarico e il monitoraggio in tempo reale dei parametri operativi.

Dispositivo di sicurezza: Quando materiali non frantumabili entrano nella camera di frantumazione, i cilindri idraulici si ritraggono automaticamente per espandere la porta di scarico, espellendo i corpi estranei, quindi tornano nella posizione originale per riprendere il funzionamento.

Sistema di lubrificazione a olio sottile: Un sistema indipendente con pompe, refrigeratori e filtri che fa circolare l'olio lubrificante (ISO VG 46) nei cuscinetti, negli ingranaggi e nella bussola eccentrica. Mantiene la temperatura dell'olio al di sotto di 55 °C e la pressione a 0,2-0,4 MPa.

Struttura antipolvere: Una combinazione di guarnizioni a labirinto, paraolio e spurgo dell'aria (aria compressa da 0,3–0,5 MPa) per impedire che polvere e particelle fini entrino nei cuscinetti e nei sistemi idraulici.

Creazione di modelli: Vengono creati modelli in legno o metallo a grandezza naturale con tolleranze di restringimento (1,2-1,5%) e caratteristiche dettagliate (nervature, flange, passaggi dell'olio).

Stampaggio: Vengono utilizzati stampi in sabbia legati con resina, con anime per le cavità interne. La superficie dello stampo è rivestita con un lavaggio refrattario a base di zirconio per migliorarne la finitura superficiale.

Fusione e colata:

ZG270-500: Fuso in forno a induzione a 1520–1560°C, colato a 1480–1520°C a pressione controllata per evitare porosità.

ZG35CrMo: fuso a 1540–1580°C, con aggiunta di cromo e molibdeno per ottenere la composizione richiesta (Cr 0,8–1,2%, Mo 0,2–0,3%).

Trattamento termico: Normalizzazione a 880–920°C (raffreddato ad aria) seguita da rinvenimento a 550–600°C per alleviare lo stress interno e raggiungere una durezza HB 180–220.

Modello e modanatura: Per lo stampaggio a conchiglia vengono utilizzati modelli di schiuma di precisione con dettagli di foro eccentrici, garantendo la precisione dimensionale del foro di offset (±0,05 mm).

Colata e trattamento termico: L'acciaio fuso viene colato a 1500–1540 °C. Dopo la fusione, il manicotto viene sottoposto a tempra (850 °C, raffreddato ad olio) e rinvenimento (580 °C) per ottenere una durezza HB 220–260 e una resistenza alla trazione ≥785 MPa.

Riscaldamento a billetta: Le billette di acciaio vengono riscaldate a 1150–1200 °C in un forno a gas per garantirne la plasticità.

Forgiatura a stampo aperto: La billetta viene ricalcata e forgiata in una forma conica con base sferica, con più passaggi per allineare il flusso dei grani lungo la direzione della sollecitazione.

Trattamento termico: Tempra (840°C, raffreddato ad acqua) e rinvenimento (560°C) per ottenere una resistenza alla trazione ≥900 MPa, una resistenza allo snervamento ≥785 MPa e una durezza HRC 28–32.

Lavorazione grezza: La fresatura CNC modella le superfici delle flange e i bordi delle nervature, con tolleranza di planarità (≤0,1 mm/m). Le alesatrici creano sedi per cuscinetti e fori di montaggio per cilindri idraulici con tolleranza IT7.

Lavorazione meccanica di precisione: Rettifica delle superfici di accoppiamento delle flange a Ra1,6 μm. Foratura e maschiatura dei fori dei bulloni (M30–M60) con classe di filettatura 6H, garantendo la precisione di posizionamento (±0,1 mm).

Girando: I torni CNC lavorano il diametro esterno e il foro eccentrico, lasciando 0,5-1 mm di tolleranza di rettifica. L'eccentricità viene verificata utilizzando una macchina di misura a coordinate (CMM).

macinazione: Il diametro esterno e il foro sono rettificati con tolleranza IT6, con rugosità superficiale Ra0,8 μm. La superficie di montaggio degli ingranaggi è rettificata perpendicolarmente (≤0,02 mm/100 mm).

Fresatura: I centri di lavorazione CNC modellano la superficie conica e la base sferica, con tolleranza dell'angolo del cono (±0,05°) e rugosità superficiale Ra3,2 μm.

Superficie di montaggio del rivestimento: Lavorato fino a raggiungere la planarità (≤0,1 mm/m) per garantire una perfetta adesione al rivestimento resistente all'usura tramite fusione in lega di zinco.

Prove sui materiali:

L'analisi spettrometrica verifica la composizione chimica (ad esempio, ZG35CrMo: C 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,2%).

I test di trazione e di impatto confermano le proprietà meccaniche (ad esempio, 42CrMo: energia di impatto ≥60 J/cm² a 20°C).

Ispezione dimensionale:

La CMM controlla le dimensioni critiche (ad esempio, l'eccentricità del manicotto eccentrico, la coassialità della sede del cuscinetto del telaio).

La scansione laser verifica il profilo conico del cono mobile e la geometria della cavità del cono fisso.

Prove non distruttive (NDT):

I test a ultrasuoni (UT) rilevano difetti interni nei telai e nelle maniche fusi (difetti >φ3 mm rifiutati).

Il test con particelle magnetiche (MPT) ispeziona gli alberi principali forgiati e i coni mobili per individuare eventuali crepe superficiali.

Test delle prestazioni:

Bilanciamento dinamico: I gruppi rotore e manicotto eccentrico sono bilanciati secondo il grado G2.5 (vibrazioni ≤2,5 mm/s).

Test del sistema idraulico: Cicli di pressione (0–25 MPa) per 1000 cicli senza perdite; tempo di risposta dei dispositivi di sicurezza ≤0,5 secondi.

Prova di schiacciamento: Funzionamento continuo di 48 ore con granito (resistenza alla compressione 160 MPa) per verificare la capacità, la dimensione delle particelle (cubicità ≥85%) e l'usura dei componenti.

Validazione della sicurezza:

Il test di sovraccarico con blocchi di ferro da 50 kg conferma che il sistema idraulico si attiva e si ripristina correttamente senza danni.