Tre principali tipi di frantoi
Nella pratica vengono utilizzati tre principi principali per la frantumazione di calcestruzzo e pietra: il frantoio a mascelle, il frantoio a cono e il frantoio a urto. Ogni tipo funziona in modo diverso e richiede pertanto caratteristiche differenti per la costruzione dei cuscinetti.
Il frantoio a mascelle viene utilizzato principalmente per la riduzione primaria di calcestruzzo e macerie. Il materiale viene compresso tra una mascella fissa e una mobile. Il movimento della mascella mobile è generato da un albero principale eccentrico. Questa costruzione genera forze elevate e forti carichi d'urto quando pezzi di calcestruzzo particolarmente duri finiscono tra le piastre del frantoio.
Il frantoio a cono viene spesso utilizzato per un'ulteriore riduzione del materiale dopo una prima fase di frantumazione. Un mantello di frantumazione conico ruota eccentricamente all'interno di una camera fissa. Questo provoca una compressione continua del materiale fino alla sua riduzione. Il carico è molto elevato ma relativamente uniforme.
Il frantoio a urto funziona secondo un principio diverso. In questo caso, un rotore con martelli o barre d'urto ruota ad alta velocità. Il materiale viene accelerato dal rotore e scagliato contro le piastre d'urto. La frattura avviene grazie all'energia dell'impatto. Ciò genera principalmente carichi dinamici e forti vibrazioni.
Costruzione dei cuscinetti nei frantoi
I cuscinetti principali dei frantoi devono essere in grado di assorbire forze elevate e resistere ai carichi d'urto. Per questo motivo vengono generalmente impiegati cuscinetti a rulli per impieghi gravosi, come cuscinetti orientabili a rulli o cuscinetti a rulli cilindrici. Questi cuscinetti hanno un'elevata capacità di carico e tollerano relativamente bene i disallineamenti.
In alcuni frantoi, in particolare nei frantoi a cono, vengono utilizzati anche cuscinetti radenti o boccole in bronzo. Queste costruzioni lavorano con un film lubrificante idrodinamico che mantiene separate le parti in movimento mediante uno strato d'olio. I cuscinetti radenti possono sopportare carichi molto elevati, ma richiedono una lubrificazione di qualità superiore.
Perché i cuscinetti si guastano frequentemente
I cuscinetti dei frantoi per macerie raramente si guastano per una sola causa. Generalmente il problema deriva da una combinazione di carichi elevati, contaminazione e problemi di lubrificazione.
I carichi d'urto svolgono un ruolo importante. Calcestruzzo e macerie contengono spesso inclusioni dure, come armature in acciaio o grandi pietre. Quando questi elementi finiscono improvvisamente tra gli organi di frantumazione, si generano carichi di picco molto elevati che possono danneggiare le piste dei cuscinetti.
Anche la contaminazione rappresenta un problema importante. Gli impianti di frantumazione producono grandi quantità di polvere, tra cui polvere di cemento e sabbia. Quando queste particelle penetrano nei cuscinetti, agiscono come abrasivi e provocano un'usura accelerata.
Anche una lubrificazione insufficiente può causare danni. A causa dei carichi elevati è necessario un film lubrificante resistente per evitare il contatto metallo su metallo. Quando la viscosità del lubrificante è troppo bassa o la lubrificazione non viene ripristinata a sufficienza, l'usura aumenta rapidamente.
Sistemi idraulici nei frantoi per macerie
Oltre alla struttura meccanica, anche l'idraulica svolge un ruolo importante nei moderni impianti di frantumazione. I sistemi idraulici vengono utilizzati per regolare l'apertura del frantoio, proteggere la macchina dai sovraccarichi e aprire il frantoio durante la manutenzione.
Durante queste operazioni i sistemi idraulici sono sottoposti a carichi elevati. Quando un oggetto non frantumabile entra nel frantoio, la pressione nel sistema può aumentare improvvisamente in modo significativo. Le valvole di sicurezza devono assorbire questi picchi di pressione per evitare danni alla macchina.
Anche la temperatura gioca un ruolo importante. A causa delle elevate pressioni e delle perdite interne, il fluido idraulico può riscaldarsi notevolmente. Quando la temperatura diventa troppo elevata, la viscosità diminuisce e l'effetto lubrificante dell'olio si riduce.
Inoltre, la contaminazione rappresenta un rischio significativo. L'ambiente di lavoro estremamente polveroso dei frantoi per macerie facilita l'ingresso di particelle di sporco nel sistema idraulico. Queste particelle possono provocare l'usura di pompe, valvole e cilindri.
Protezione di cuscinetti e sistemi idraulici
A causa delle condizioni estreme in cui operano i frantoi per macerie, la scelta dei lubrificanti è di fondamentale importanza. Le moderne tecnologie di lubrificazione possono svolgere un ruolo importante nella riduzione dell'usura e nella prevenzione di fermi macchina imprevisti.
Per i punti di lubrificazione dei cuscinetti fortemente sollecitati nei frantoi, Eurol ha sviluppato uno speciale grasso lubrificante: Eurol Grease CS-2/103-S. Questo grasso è basato sulla Eurol SYNGIS Technology, una tecnologia sviluppata per garantire la massima protezione dall'usura in condizioni estreme. Il grasso offre eccellenti proprietà antiusura e anticorrosione ed è inoltre eccezionalmente resistente all'acqua, caratteristica importante negli ambienti in cui sono presenti acqua, fango e polvere di cemento.
Inoltre, il grasso contiene una speciale tecnologia polimerica. Questi polimeri non aderiscono alla superficie metallica del cuscinetto, ma inglobano le particelle di sporco rivestendole con uno strato protettivo. Di conseguenza, particelle dure come sabbia o polvere diventano meno abrasive e provocano un'usura significativamente inferiore delle superfici metalliche dei cuscinetti.
Quando questo grasso lubrificante viene combinato con un fluido idraulico resistente al taglio, come Eurol Hykrol EXL ISO-VG 46, e con lo speciale Eurol Additive-S, si ottiene una protezione molto efficace sia delle strutture dei cuscinetti sia del sistema idraulico. L'additivo fornisce un'ulteriore protezione dall'usura, tra l'altro per le pompe idrauliche e gli altri componenti fortemente sollecitati del circuito idraulico.
Questa combinazione di grasso lubrificante, fluido idraulico e tecnologia degli additivi può contribuire a prolungare significativamente la durata dei componenti critici e aiuta a prevenire fermi macchina imprevisti degli impianti di frantumazione.
Negli impianti moderni questo approccio può essere ulteriormente rafforzato mediante il monitoraggio delle condizioni con sensori. Monitorando, ad esempio, temperatura, vibrazioni e stato dei lubrificanti, è possibile seguire continuamente le condizioni tecniche dei cuscinetti e dei sistemi idraulici e pianificare la manutenzione in modo tempestivo. Questo aumenta ulteriormente l'affidabilità del frantoio e può limitare i costosi tempi di fermo.
Autore: Bart van Hoorn, Head Technology & Innovation.
