Steli per cilindri idraulici: la catena di lavorazione che definisce la vita del cilindro

Steli in acciaio al carbonio, legato e inossidabile fino a Ø1000 mm e 16 m di lunghezza. Finitura Ra ≤ 0,1 µm, cromatura dura, rettifica e lucidatura nel nostro stabilimento. Certificazione ISO 9001:2015.

Lo stelo è l’unico componente che decide quanto durerà un cilindro idraulico. Usura della canna, durata delle guarnizioni, trafilamenti, comportamento sotto carico laterale - tutto si riconduce a una sola grandezza: la finitura superficiale dello stelo che scorre nella testata. Uno stelo lavorato in IT7 ma lucidato solo a Ra 0,4 µm distrugge le guarnizioni in pochi mesi. Uno stelo rettificato a Ra 0,1 µm con uno strato di cromo uniforme di 40 µm lavora per un decennio.

In Hydroforce trattiamo la fabbricazione dello stelo come una catena continua di operazioni. Tornitura, tempra a induzione, cromatura dura, rettifica cilindrica e lucidatura - ogni operazione dipende da ciò che ha lasciato la precedente. Spezza la catena in un punto e lo stelo cede al banco di prova. Il nostro team tiene insieme l’intera catena in un unico stabilimento, su macchine di proprietà e con operatori da noi formati - la stessa logica che applichiamo ai cilindri idraulici per l’industria nordica.

Perché la superficie dello stelo definisce la vita del cilindro

La guarnizione dello stelo trattiene un film d’olio microscopico tra stelo e labbro di tenuta. Troppo ruvida, il film si lacera, il metallo tocca la gomma, la guarnizione brucia. Troppo liscia, il film non si forma affatto, lo stelo lavora a secco, la guarnizione indurisce. La finestra è stretta: tipicamente Ra 0,1-0,2 µm con struttura dei picchi Rk controllata.

La sola cromatura non centra questa finestra. Il cromo riproduce il substrato. Ciò che tornitura e rettifica lasciano sotto, il cromo lo mostra sopra. Per questo Hydroforce rettifica lo stelo dopo la cromatura, non prima.

Famiglie di materiali che lavoriamo

Scegliamo l’acciaio prima del primo truciolo. La scelta determina ogni parametro a valle - risposta alla tempra, adesione del cromo, scelta della mola, durata prevista.

Per impieghi con cloruri e offshore passiamo dal cromo duro semplice al triplex Ni-Cr o a substrati interamente inossidabili duplex. La decisione si prende nel capitolato di progetto, non in officina.

La catena di lavorazione

1. Taglio, raddrizzatura, centratura

La barra arriva in lunghezze di 6-12 m. Tagliamo a misura di lavoro, poi raddrizziamo alla pressa finché l’oscillazione totale scende sotto 0,3 mm/m. I fori di centratura sono eseguiti secondo DIN 332 forma B in modo che lo stelo possa essere tenuto tra le punte in ogni operazione successiva. Uno stelo non diritto in questa fase non lo recupera più nessuna operazione successiva.

2. Tornitura di sgrossatura e finitura

La sgrossatura sui nostri torni DMG MORI (Ø500 × 1000 mm) o sulle macchine Schiess (fino a Ø2000 mm × 16 m) porta lo stelo a diametro prossimo al finito e lascia 0,4-0,6 mm di sovrametallo per la sequenza cromo più rettifica. La finitura al tornio dà Ra 1,6 µm. Spallamenti, scarichi di filetto, estremità a occhio e geometria dell’occhio dello stelo si eseguono ora - una volta che il cromo è sulla superficie, la tornitura in duro diventa antieconomica. L’intera capacità di lavorazione è documentata nella nostra panoramica delle capacità di lavorazione.

3. Tempra a induzione

Solo la superficie di scorrimento - non le estremità dello stelo, non le filettature - viene temprata a induzione a HRC 55-62 sui gradi 42CrMo4 e C45E. Spostiamo l’induttore lungo lo stelo con avanzamento controllato, spegniamo in acqua subito dietro la bobina, poi rinveniamo a 180-220 °C per scaricare le tensioni superficiali. La profondità dello strato temprato è tipicamente di 1,5-3 mm a seconda del diametro. Lo strato porta il cromo, il nucleo tenero assorbe il carico laterale e l’urto.

4. Cromatura dura

La cromatura avviene nella nostra vasca elettrolitica. Sugli steli standard depositiamo 25-50 µm di cromo duro, sui cilindri minerari e di sollevamento per impieghi gravosi 60-80 µm. Temperatura della vasca, densità di corrente e tempo definiscono lo strato, la finitura del substrato definisce l’aspetto. Per i cilindri marini e offshore passiamo a uno strato triplex: sottostrato di nichel, cromo denso, cromo superiore microfessurato. Questo chiude al cloruro la via verso l’acciaio attraverso la naturale rete di cricche del cromo.

Il catalogo completo dei rivestimenti per i nostri cilindri idraulici è il seguente:

5. Rettifica cilindrica

Gli steli cromati tornano alle nostre rettificatrici cilindriche per la passata che definisce la misura. Rettifichiamo il diametro in IT6-IT7, manteniamo la rettilineità entro 0,1 mm/m su tutta la lunghezza e otteniamo Ra 0,2 µm. Per steli lunghi fino a 16 m mettiamo lunette a intervalli calcolati per eliminare le vibrazioni. È in questo passaggio che lo stelo diventa un componente idraulico - prima della rettifica è solo una barra cromata.

6. Lucidatura e superfinitura

Dove la durata della guarnizione è critica - sistemi a tuffante ad alto numero di cicli, cilindri marini, attrezzature di sollevamento - eseguiamo una superfinitura a Ra ≤ 0,1 µm con pietra o nastro a film a pressione controllata. L’obiettivo non è il Ra più basso possibile. L’obiettivo è una superficie con finitura a plateau che trattiene il film d’olio senza asportare i picchi portanti. Per questo misuriamo sia Ra sia Rk.

Controllo

Ogni stelo che esce dalla nostra produzione è accompagnato da un verbale di misura:

• Rettilineità e oscillazione totale su tutta la lunghezza, su prismi o tra le punte
• Diametro in almeno cinque stazioni, rispetto al campo di tolleranza IT6 / IT7
• Rugosità superficiale Ra e Rz, ISO 4288, con profilometro a contatto
• Mappa di durezza sulla superficie di scorrimento, HRC, calibrata su blocchi di riferimento
• Spessore del cromo per fluorescenza a raggi X o spessimetro magnetico, in quattro posizioni circonferenziali
• Tastatura Renishaw in macchina per il diametro in processo, CMM Zeiss Contura per la geometria, laser tracker per la rettilineità degli steli lunghi

La stessa logica di controllo vale per i nostri cilindri per impieghi gravosi con stelo forgiato da 350 bar con attacco a forcella.

Dove vanno questi steli

• Cilindri telescopici per compattatori di rifiuti e dumper minerari
• Sistemi a tuffante per sollevamento multipunto e piattaforme sincronizzate
• Cilindri gemellati e tandem per presse e impianti di formatura
• Movimentazione di coperta navale e attuatori subacquei offshore
• Idraulica mobile: pale, gru, settore forestale

Riferimenti normativi

Avete bisogno di steli per cilindri idraulici su misura? Inviate i vostri disegni o le specifiche tecniche a office@hydroforce.ee per un preventivo.