Case History: conversione assale cingolo da acciaio ad ADI

Assale cingolo in ADI per mietitrebbie

L’applicazione dell’assale cingolo è indicata per le mietitrebbie di grandi dimensioni. Questo tipo di macchine è utilizzato nel settore agricolo, in particolare quando impiegate su vaste estensioni.
Le mietitrebbie possono essere dotate di un sistema a ruote classico oppure, quando necessario e in base al tipo di lavoro da svolgere, possono essere dotate di un sistema cingolato, caratterizzato da un cingolo in gomma che permette al veicolo di spostarsi sia sulla terra, anche molto bagnata (perché si evita di comprimere troppo il terreno), sia su strada.

I motivi che hanno spinto il cliente a valutare la conversione dall’acciaio forgiato alla ghisa ADI erano molteplici. Tra i più importanti sicuramente la riduzione di peso e la diminuzione dei costi di realizzazione. La soluzione in acciaio forgiato 42CrMo4V bonificato, infatti, aveva limiti legati al processo tecnologico (la forgiatura di un grezzo da 150 Kg in acciaio richiede presse molto potenti e costose) che non permettevano di raggiungere in maniera semplice questi obiettivi, oltre a richiedere una quantità importante di lavorazioni meccaniche per raggiungere la forma finale desiderata.

Soluzione di partenza – assale cingolo in acciaio forgiato

Spessore ≥ 100 mm (in riferimento al vecchio spessore in acciaio)

Sulla base degli obiettivi del cliente, in Zanardi Fonderie abbiamo valutato se la ghisa sferoidale austemperata ADI fosse in grado di sostituire l’acciaio, per definire poi la geometria da realizzare.

Soluzione finale – assale cingolo in ghisa sferoidale ADI1050-6

Valori da pezzo – Spessore 30-60 mm (in riferimento al nuovo spessore in ADI da dove si ottiene la provetta)

Dopo aver confrontato i materiali, assieme al cliente abbiamo studiato come riprogettare il componente in una fusione di ghisa sferoidale austemperata ADI1050, cercando di sfruttare tutti i vantaggi di questo materiale come:

• leggerezza: grazie ad un peso specifico 10% inferiore a quello dell’acciaio
• libertà progettuale: la maggiore «colabilità» della ghisa offre la possibilità di ottenere forme complesse vicine alla forma finale del componente
• è stato possibile scaricare l’asse centrale neutro, non stressato, con l’utilizzo di un’anima in sabbia; questo ha permesso un notevole risparmio di peso.

Criteri di selezione

• Resistenza meccanica
• Fatica
• Alleggerimento del componente
• Costo finale del componente

La soluzione in ghisa sferoidale austemperata ADI1050-6 ha permesso quindi di ridisegnare il componente in un’ottica net-to-shape, con un profilo del grezzo molto prossimo a quello del getto lavorato, riducendo anche le fasi di lavorazioni meccaniche necessarie per ottenere il profilo esterno. Grazie alla maggiore libertà progettuale della fusione rispetto al processo di forgiatura, è stato quindi possibile realizzare il foro interno in anima.

Grazie a caratteristiche meccaniche paragonabili, ad un peso specifico minore e ad una geometria rivista e migliorata è stato possibile ottenere un componente performante, più leggero e più economico.

Il processo di forgiatura dell’acciaio potrebbe non essere conveniente dal punto di vista tecnico ed economico per serie produttive medio-piccole e per unità molto pesanti. Si trattava infatti di forgiare un componente da 150 Kg e conseguentemente di rimuovere di lavorazione meccanica quasi il 40% di materiale non necessario. La soluzione in ghisa ADI1050 ha permesso invece di ottenere in maniera più semplice un getto grezzo molto prossimo al componente lavorato.

Tabella di confronto tra le due soluzioni