Frantumazione dei materiali: Contatto diretto e compressione delle materie prime (minerali, rocce, aggregati) tra le piastre dentate fisse e mobili, applicando forze di taglio e flessione per ridurre le dimensioni del materiale da decine di centimetri a millimetri.
Resistenza all'usura: Resiste all'abrasione intensa e agli urti dei materiali duri, garantendo una lunga durata in condizioni di lavoro difficili (ad esempio, attività estrattive e di cava).
Guida ai materiali: La superficie dentata guida i materiali nella camera di frantumazione, impedendone lo slittamento e garantendo una frantumazione efficiente. Anche la forma dei denti (ad esempio, affilatura, spaziatura) influenza la distribuzione granulometrica delle particelle del prodotto.
Protezione dei corpi mascellari: Agendo come strato antiusura sostituibile, protegge le strutture fisse e mobili delle ganasce dall'usura diretta, riducendo i costi di manutenzione del telaio principale.
Corpo della piastra: Piastra rettangolare o curva spessa (50–200 mm) realizzata in ghisa ad alto tenore di cromo (Cr15–20), acciaio al manganese (ZGMn13) o ghisa legata (HT350). La sua lunghezza varia da 500 mm a 2000 mm, corrispondente alle dimensioni del frantoio a mascelle (ad esempio, 600×900, 1200×1500).
Superficie di lavoro (denti): Una serie di sporgenze (denti) e scanalature uniformemente distanziate sulla superficie di frantumazione. I parametri chiave includono:
Altezza del dente: 20–50 mm, con denti più grandi per la frantumazione grossolana e denti più piccoli per la frantumazione fine.
spaziatura dei denti: 30–80 mm, progettato per impedire la formazione di ponti di materiale e garantire una frantumazione uniforme.
Profilo del dente: Triangolari, trapezoidali o curvi, con punte arrotondate per ridurre la concentrazione di stress ed evitare scheggiature premature.
Superficie posteriore: Una superficie piana o leggermente curva con elementi di montaggio (ad esempio, scanalature a T, fori per bulloni) per il fissaggio al corpo della ganascia. Spesso è rinforzata con nervature per evitare deformazioni dovute alla flessione.
Caratteristiche di montaggio:
Scanalature a T: Scanalature longitudinali sulla superficie posteriore per bulloni o morsetti per fissare la piastra alla ganascia, consentendo una rapida sostituzione.
Fori per bulloni: Fori circolari (φ20–50 mm) per bulloni ad alta resistenza (grado 8.8+), distribuiti lungo i bordi o lungo la linea centrale.
Perni di posizionamento: Sporgenze o fori che allineano la placca dentale con il corpo della mascella, garantendo un posizionamento preciso.
Nervature di rinforzo: Nervature trasversali o longitudinali sulla superficie posteriore (altezza 30–80 mm) per aumentare la rigidità, impedendo la deformazione sotto carichi di schiacciamento.
Selezione dei materiali: Cr15–20 offre un'eccellente resistenza all'usura (durezza HRC 55–65) grazie ai precipitati di carburo di cromo. Composizione chimica: C 2,8–3,5%, Cr 15–20%, Si 0,5–1,2%, Mn 0,5–1,0%, con oligoelementi (Mo, Ni) per migliorare la tenacità.
Creazione di modelli: Viene creato un modello in schiuma o legno a grandezza naturale, inclusi denti, nervature e caratteristiche di montaggio. Vengono aggiunti margini di ritiro (1,5-2,0%) per tenere conto della contrazione da raffreddamento.
Stampaggio: Vengono preparati stampi in sabbia legati con resina, con anime per fori per bulloni e cave a T. La cavità dello stampo viene rivestita con un lavaggio refrattario a base di zirconio per prevenire l'inclusione di sabbia e migliorare la finitura superficiale.
Fusione e colata:
Il ferro fuso viene fuso in un forno a induzione a 1450–1500 °C, con l'aggiunta di cromo e leghe per ottenere la composizione desiderata.
La colata viene effettuata a 1400–1450 °C, con una portata controllata per riempire sezioni sottili (ad esempio, punte dei denti) senza chiusure fredde.
Trattamento termico:
Ricottura in soluzione: I getti vengono riscaldati a 950–1000 °C per 2–4 ore, quindi raffreddati ad aria per sciogliere i carburi e ridurre la fragilità.
Invecchiamento: Riscaldato a 250–300°C per 4–6 ore per precipitare carburi fini, aumentando la durezza.
Selezione dei materiali: ZGMn13 offre una tenacità superiore (energia d'impatto ≥200 J) e un incrudimento sotto impatto, adatto alla frantumazione di rocce grandi e dure.
Processo di fusione: Simile alla ghisa ad alto tenore di cromo, ma con una temperatura di colata più elevata (1500–1550 °C) per garantire la fluidità.
Trattamento termico: Tempra in acqua da 1050–1100°C per formare una microstruttura austenitica, che si indurisce durante l'uso (la durezza superficiale aumenta da HB 200 a HB 500+ dopo l'usura).
Lavorazione grezza:
La piastra fusa viene montata su una fresatrice CNC per rifinire la superficie posteriore e i bordi, rimuovendo 3-5 mm di materiale in eccesso. Ciò garantisce la planarità (≤1 mm/m) per un corretto montaggio.
Lavorazione di precisione delle caratteristiche di montaggio:
Scanalature a T/fori per bulloni: Lavorato mediante fresatura o foratura CNC, con dimensioni delle cave a T (larghezza, profondità) controllate a ±0,5 mm e fori per bulloni filettati con classe di filettatura 6H.
Localizzazione delle superfici: La superficie posteriore è rettificata fino a renderla piana (≤0,5 mm/m) per garantire un contatto saldo con il corpo della ganascia, riducendo le vibrazioni durante la frantumazione.
Trattamento della superficie del dente (facoltativo):
Per le piastre ad alto contenuto di cromo, le punte dei denti possono essere lucidate per rimuovere le sbavature di fusione, prevenendo così scheggiature premature.
Per le piastre in acciaio al manganese non è necessario alcun trattamento aggiuntivo, poiché l'incrudimento avviene durante il funzionamento.
Marcatura e ispezione:
L'incisione o la punzonatura laser aggiungono numeri di parte, qualità dei materiali e date di produzione per la tracciabilità.
Un'ispezione visiva finale verifica la presenza di difetti di fusione (ad esempio crepe, porosità) sulla superficie del dente.
Prove sui materiali:
L'analisi della composizione chimica (spettrometria) verifica la conformità agli standard Cr15–20 o ZGMn13.
La prova di durezza (Rockwell/Brinell) conferma la durezza superficiale: Cr15–20 (HRC 55–65); ZGMn13 (HB 200–250 prima dell'incrudimento).
Controlli di precisione dimensionale:
Una macchina di misura a coordinate (CMM) controlla l'altezza dei denti, la spaziatura e le dimensioni della piastra, garantendo le tolleranze (±1 mm per lunghezza/larghezza, ±0,5 mm per l'altezza dei denti).
Un righello e uno spessimetro controllano la planarità della superficie, richiedendo ≤0,5 mm/m per evitare carichi non uniformi.
Test di integrità strutturale:
Test ad ultrasuoni (UT): Rileva difetti interni (ad esempio pori di restringimento) nel corpo della piastra, con difetti >φ5 mm rifiutati.
Test delle particelle magnetiche (MPT): Controlla la presenza di crepe superficiali nelle radici e nelle nervature dei denti, con difetti lineari >1 mm che determinano il rigetto.
Test delle prestazioni:
Test di abrasione: Il test ASTM G65 su ruote in sabbia/gomma asciutta misura la resistenza all'usura, con Cr15–20 che mostra una perdita di peso ≤0,8 g/1000 cicli.
Prova d'impatto: La prova Charpy con intaglio a V garantisce la tenacità: Cr15–20 (≥15 J/cm² a 20°C); ZGMn13 (≥200 J/cm²).
Validazione del campo:
Le piastre prototipo vengono sottoposte a prove di funzionamento in un frantoio a ganasce, monitorandone la durata utile (in genere 500-2000 ore, a seconda della durezza del materiale). Usura o scheggiature eccessive indicano modifiche di progettazione o di materiale.
