Sedili per piastre di articolazione per frantoio a mascelle

Introduzione dettagliata al componente della sede della piastra di articolazione dei frantoi a mascelle

I. Composizione e struttura della sede della piastra di articolazione

1. Corpo base
   La parte portante principale, suddivisa nella piastra di articolazione del telaio (fissata sulla parete posteriore del telaio) e nella piastra di articolazione della ganascia oscillante (integrata nella parte inferiore della ganascia oscillante). Per i frantoi di piccole e medie dimensioni, il corpo di base è per lo più una struttura a sbalzo fusa integralmente con il telaio/ganascia oscillante; per le macchine di grandi dimensioni, viene adottato un design diviso (collegato al telaio/ganascia oscillante tramite bulloni). Il corpo di base è realizzato in acciaio fuso ad alta resistenza (ZG35CrMo) o ghisa resistente all'usura (HT350) con una durezza superficiale ≥200 HBW per resistere all'impatto e all'estrusione dalla piastra di articolazione.
2. Superficie di lavoro di contatto
   L'area critica a contatto con le estremità della piastra di articolazione, progettata in base al tipo di piastra di articolazione:

• Sferico concavo: Corrisponde all'estremità sferica della piastra di articolazione. Il raggio di curvatura della parte concava è di 0,5–1 mm maggiore di quello della superficie sferica della piastra di articolazione, garantendo un'area di contatto ≥70% per ridurre la concentrazione di sollecitazioni locali.

• scanalatura piatta: Corrisponde all'estremità piatta della piastra di articolazione. La profondità della scanalatura è di 5–10 mm e la superficie inferiore è dotata di un rivestimento resistente all'usura (acciaio ad alto tenore di manganese) per migliorare la resistenza all'usura.
  La rugosità superficiale della superficie di lavoro deve essere ≤Ra12,5 μm per evitare l'usura prematura delle estremità della piastra di articolazione dovuta alla rugosità superficiale.

3. Posizionamento e fissaggio della struttura

• Le sedi delle piastre di articolazione divise sono dotate di bordi flangiati, collegati al telaio/ganascia oscillante tramite 8-12 bulloni ad alta resistenza (M20-M36, grado 8.8). I fori per i bulloni sono distribuiti uniformemente (distanza 100-200 mm), con un diametro di 1-2 mm maggiore del diametro del bullone per consentire piccole regolazioni della posizione.

• La parte inferiore o laterale del corpo di base è dotata di fori per perni di posizionamento (diametro 20–50 mm), che interagiscono con i perni di posizionamento sul telaio/ganascia oscillante per limitare la deviazione di posizionamento a ≤0,1 mm, garantendo l'allineamento con la piastra di articolazione.

4. Nervature di rinforzo e strutture di riduzione del peso
   Nervature di rinforzo radiali o a griglia (spessore 10–20 mm) sono progettate nell'area non a contatto del corpo base, con un'altezza pari a 1/3–1/2 dello spessore del corpo base per migliorare la rigidità complessiva. Le sedi delle piastre di articolazione di grandi dimensioni possono presentare fori di riduzione del peso (diametro 50–100 mm) nell'area interna non caricata, riducendo il peso senza compromettere la resistenza strutturale.
5. Canali di lubrificazione (in alcuni modelli)
   Per le sedi delle piastre di articolazione con contatto sferico, vengono praticati fori di lubrificazione da φ6 a φ10 mm sul bordo della superficie di lavoro, collegati al circuito dell'olio all'interno del telaio. Il grasso a base di litio (NLGI 2) viene iniettato regolarmente per ridurre l'attrito e l'usura tra la piastra di articolazione e la sede.

II. Processo di fusione della sede della piastra di articolazione

1. Preparazione di stampi e sabbia

• Si utilizza la fusione in sabbia di resina (piccole e medie dimensioni) o la fusione in sabbia di silicato di sodio (grandi dimensioni). I modelli in legno o schiuma vengono realizzati sulla base di modelli 3D, replicando accuratamente la forma della superficie di lavoro, i fori per i bulloni e le strutture delle nervature di rinforzo, con una tolleranza di lavorazione di 3-5 mm (il ritiro dell'acciaio fuso è del 2-2,5%).

• Lo stampo in sabbia per la superficie di lavoro è indurito in superficie (rivestito con polvere di zircone) con uno spessore di rivestimento di 0,5–1 mm per impedire l'adesione della sabbia durante la colata, che influisce sulla qualità della superficie.

2. Fusione e colata

• Fusione di acciaio fuso: vengono selezionati rottami di acciaio a basso contenuto di fosforo e zolfo (P ≤0,03%, S ≤0,02%), riscaldati a 1550–1600 °C in un forno ad arco elettrico. Vengono aggiunti ferrosilicio e ferromanganese per la deossidazione e la composizione chimica viene regolata (ZG35CrMo contiene 0,8–1,1% di Cr e 0,2–0,3% di Mo) per garantire le proprietà meccaniche (resistenza alla trazione ≥600 MPa).

• Colata: viene utilizzato un sistema di colata dal basso con una temperatura di colata di 1480–1520 °C. Le grandi sedi delle piastre di ginocchiera vengono colate in 2–3 fasi (a distanza di 30–60 secondi) per evitare chiusure fredde o cavità di ritiro. Il tempo di colata è controllato a 5–15 minuti (a seconda del peso) per garantire il riempimento completo del metallo fuso.

3. Distaffatura e trattamento termico

• Dopo il raffreddamento a meno di 300 °C, il getto viene sottoposto a distaffatura. Le colonne vengono rimosse (mediante taglio a fiamma o taglio meccanico) e le bave vengono levigate a filo con la superficie.

• Ricottura di distensione: riscaldata a 600–650 °C, mantenuta per 4–6 ore, quindi raffreddata in forno a 200 °C e raffreddata ad aria per eliminare la sollecitazione di fusione (sollecitazione residua ≤150 MPa) e prevenire la deformazione dopo la lavorazione.

III. Processo di lavorazione della sede della piastra di ginocchiera

1. Lavorazione grezza

• Utilizzando la superficie non lavorabile come riferimento, la superficie della flangia e il lato del corpo base vengono sgrossati su una fresatrice a portale, lasciando un sovrametallo di finitura di 1-2 mm. La planarità della superficie della flangia è ≤1 mm/m e la perpendicolarità al lato è ≤0,5 mm/100 mm.

• I fori per i bulloni vengono praticati con un trapano radiale secondo il disegno, con una profondità di 5-10 mm superiore alla lunghezza del bullone. Dopo la maschiatura, la precisione della filettatura raggiunge il grado 6H per garantire una connessione salda dei bulloni.

2. Finitura della superficie di lavoro

• Lavorazione di superfici concave sferiche: una fresatrice CNC con fresa sferica viene utilizzata per fresare secondo il raggio di curvatura impostato. Dopo la lavorazione, la curvatura viene verificata con una dima (deviazione ≤0,5 mm) e quindi rettificata con una mola (rugosità Ra 6,3 μm).

• Lavorazione di scanalature piane: la superficie inferiore della scanalatura viene fresata su una fresatrice orizzontale per garantire una planarità ≤0,1 mm/100 mm e un parallelismo con la superficie della flangia ≤0,2 mm/100 mm. Successivamente, viene inserito un rivestimento resistente all'usura (fissato con bulloni a testa svasata, con la superficie del rivestimento a filo con la superficie della scanalatura).

3. Fori di assemblaggio e lavorazioni ausiliarie

• I fori dei perni di posizionamento vengono forati e alesati in collaborazione con il telaio/ganascia oscillante, utilizzando un accoppiamento di transizione H7/m6 per garantire che la tolleranza di posizione tra i fori dei perni e i fori dei bulloni sia ≤0,3 mm.

• Smussatura e sbavatura: tutti i bordi sono arrotondati (R2–R3) e i fori dei bulloni sono smussati (1×45°) per evitare di graffiare gli operatori o le guarnizioni durante l'assemblaggio.

IV. Processo di controllo qualità della sede della piastra di articolazione

1. Controllo di qualità della fusione

• Ispezione visiva: viene eseguita un'ispezione visiva completa per garantire l'assenza di crepe, cavità da ritiro o colate insufficienti. Le aree critiche (intorno alla superficie di lavoro) vengono sottoposte a magnetoscopia (MT) per verificare la presenza di crepe superficiali.

• Qualità interna: le sedi delle piastre di articolazione di grandi dimensioni vengono sottoposte a test a ultrasuoni (UT). L'area del nucleo (20 mm sotto la superficie di lavoro) deve essere priva di pori o inclusioni con un diametro equivalente ≥φ3 mm.

2. Ispezione dei materiali e delle proprietà meccaniche

• Analisi spettrale: verifica la composizione chimica di ZG35CrMo (Cr: 0,8–1,1%, Mo: 0,2–0,3%) per garantire la conformità agli standard.

• Prova di durezza: un durometro Brinell verifica la durezza della superficie di lavoro (≥200 HBW), con una differenza di durezza di ≤30 HBW sulla stessa superficie.

3. Ispezione di precisione dimensionale

• Una macchina di misura a coordinate controlla il raggio di curvatura e la profondità della scanalatura della superficie di lavoro (tolleranza ±0,5 mm).

• Un comparatore a quadrante verifica la planarità della superficie della flangia (≤0,5 mm/m) e la perpendicolarità (≤0,1 mm/100 mm) per garantire una perfetta aderenza al telaio/ganascia oscillante.

4. Verifica dell'assemblaggio e delle prestazioni

• Prova di assemblaggio: assemblato con piastra di articolazione, telaio e ganascia oscillante per verificare l'area di contatto tra la piastra di articolazione e la superficie di lavoro (rilevata con polvere di minio, tasso di contatto ≥70%). Non si verificano inceppamenti o rumori anomali durante l'oscillazione della piastra di articolazione.

• Prova di carico: viene applicato un carico di lavoro nominale pari a 1,2× (per 1 ora) per verificare la deformazione della superficie di lavoro (≤0,1 mm) e garantire che non vi siano allentamenti dei bulloni (perdita di coppia ≤5%).