Ing. Flavio
Mattavelli
Il
“bombametro” di Preziati.
E’ un magnifico strumento per
rilevare le bombature delle tavole dei cilindri.
Nelle raffinatrici, solitamente a 3 cilindri,
occorre che i cilindri siano “bombati” convessi, cioè di diametro ridotto alle
estremità di qualche centesimo (e sue frazioni) rispetto al centro tavola, con
andamento longitudinale non conico, comunque per lo più simmetrico verso i 2
estremi.
Basterebbe sui diametri una
precisione centesimale; se si utilizza un calibro millesimale ovviamente è
meglio, ma non è detto che le misure siano necessarie precise al millesimo di
mm.
Con un calibro “palmer” (micrometro) di solito le misure diametrali sono
esatte solo al centesimo di mm, ma il “palmer” non è uno strumento facile da utilizzare.
In più può capitare che, soprattutto
in raffinatrici usate, i cilindri siano conici per usura asimmetrica e convenga
effettuare bombature di correzione lasciando in parte una conicità globale
residua (vedere avanti il grafico finale esemplificativo).
La ditta “Cavalleri
Mattavelli Sas.” era specializzata sulle riparazioni di raffinatrici
usate di qualsiasi Marca. Nelle raffinatrici usate i diametri dei cilindri sono
sempre inferiori ai diametri originali di progetto e l’usura può essere molto
asimmetrica ed imprevedibile.
In realtà le stesse bombature sono
una successione di coni a diverse conicità, leggermente più pendenti verso gli
estremi del cilindro/cono di base. La linea
di bombatura dovrebbe avere un andamento ben preciso, rispettante la linea
di flessione alla quale verranno assoggettati i cilindri in pressione nella
raffinatrice, con il prodotto da macinare tra i cilindri in moto.
Non sempre è possibile trovare
un’esatta soluzione matematica della linea di bombatura, traducibile in un file
per un’eventuale rettificatrice a controllo numerico compiuterizzato
(CNC). Quasi sempre occorre andare a naso, soprattutto impiegando una
rettificatrice non sofisticata; il risultato verrà poi verificato nell’utilizzo
della raffinatrice con il prodotto.
Pertanto è della massima importanza
che prima, durante e dopo le operazioni di rettifica, l’operatore rilevi le
misure dei diametri effettivi, disegnandone le variazioni in un andamento
longitudinale, nel senso della tavola di macinazione. Infatti tramite un buon grafico si evidenziano le conicità dei
singoli tratti di rettifica e la bombatura può essere meglio valutata, sia pure
all’occhio del rettificatore, sulla continuità del grafico, siccome “l’occhio
vuole la sua parte” (come del resto l’occhio dell’utilizzatore poi verificherà
durante la lavorazione della raffinatrice con il prodotto).
Un buon grafico manuale, utile comunque
come controllo, permette, forse meglio di un file elettronico, di orientarsi
durante il lavoro del rettificatore.
Che io sappia, non esistono strumenti
commerciali permettenti facilmente un’adeguata precisione delle bombature
ottenibili, a seguito della lavorazione di rettifica cilindri per raffinatrici,
quando eseguita tramite una
rettificatrice tangenziale per cilindri piani di “grandi” diametro e tavola. Per “grandi” intendo tavola anche oltre il
metro e diametri persino sul mezzo metro.
Si possono effettuare singole misure
dei diametri tramite “palmer”, ma è difficile rendersi conto del profilo
longitudinale del cilindro ottenibile dopo rettifica “bombata”, lavorando senza
sofisticate rettificatrici a controllo numerico CNC, che pur credo esistano
anche per effettuare automaticamente bombature, ma sarebbero di costo macchina
strabiliante. Ho dato per scontato che esistano tali “grandi” rettificatrici, ma alla “Cavalleri
Mattavelli Sas.” non esistevano CNC.
Scrivo queste note ad onore di Preziati Carlo, ideatore del “bombametro”, capofficina della “Cavalleri
Mattavelli Sas” negli anni verso il 2000, quando gli venne l’idea di realizzare
tale strumento per rettificare “bombati” gli usuali cilindri industriali, di
diametri per lo più da 200 a oltre 400 mm, diametro “grande” per un “palmer”
comune.
Prima era talora problematico, anche
per un operaio esperto e dotato di calibro adeguato, non tanto rilevare i
singoli grandi diametri tramite il micrometro, quanto piuttosto, trattandosi di
diametri variabili al centesimo di mm, effettuare ripetute misure con la stessa
precisione, in numerosi diversi punti del cilindro, per rilevare le variazioni
di diametro, onde poi calcolare ripetutamente le numerose variazioni, pur con
semplici operazioni aritmetiche di addizione/sottrazione. Trattandosi quindi di
modificare non automaticamente i piani di rettifica per ottenere le bombature
entro minimi errori di conicità,
purtroppo anch’essa sull’ordine di pochi millesimi di mm tra gli estremi del
cilindro, capite la difficoltà del lavoro.
Ecco che dall’ingegno di Preziati nasce il “bombametro”,
uno strumento artigianale estremamente pratico, ma “raffinato” (mi si permetta
il termine, che richiama le raffinatrici a cilindri), adatto per facilitare
l’ottenimento e l’omogeneità delle misure di variazione dei diametri, strumento
che ritengo unico nel suo genere, eppure mai brevettato.
In realtà alla “Cavalleri
Mattavelli Sas.” sono stati realizzati 2
“bombametri” ad arco, uno per i cilindri di
diametro circa 280 mm e l’altro per diametri circa 400 mm (come foto, purtroppo
sporchi di grasso).
Ogni “bombametro”
è costituito da un arco a semicerchio in
lega saldata con maestria, per essere leggero ed al tempo stesso molto
rigido, quello grande adatto per diametri fino a 450 mm, quello piccolo
irrobustito da un archetto esterno.
Nella foto si intravedono le
nervature dell’arco grande. Il peso è rilevante, ma sopportabilissimo.
Sono previsti speciali puntalini di acciaio intercambiabili.
Ogni puntalino è dotato in cima di una sferetta temprata. Per l’utilizzo con
diametri di cilindro più piccoli ed intermedi sono state eseguite diverse serie
di puntalini di diverse lunghezze, anche per le diverse raffinatrici delle
altre Marche che ci capitava di riparare.
Il cuore dello strumento è un comparatore millesimale digitale
commerciale, che però non compare nella foto dei 2 “bombametri”.
Il gambo del comparatore è inserito
in un foro e bloccato ad una estremità dell’arco, tramite un volantino,
visibile nell’arco per i cilindri diametro 400 mm circa.
Lo stelo del comparatore consente
un’escursione di una dozzina di mm. Per portare lo stelo tastatore ad
appoggiarsi sul cilindro, per rilevare le estensioni di comparazione senza
danni per il comparatore stesso, posto bloccato nell’apposita sede, quando il “bombametro” viene successivamente spostato dalla prima
posizione di misurazione, è stata realizzata un’apposita serie di prolunghe dello stelo.
Per le bombature e/o conicità non
occorre rilevare il diametro del cilindro (diametro che del resto sarebbe
impossibile misurare con il solo comparatore), bensì si rilevano le variazioni in micron spostando lo strumento lungo il
cilindro, senza trascinarlo, cioè togliendo e rimettendo l’arco le volte
successive, con il comparatore sempre ben bloccato alla cima dell’arco.
Per leggere il quadrante di un
comparatore non è necessaria una grande capacità, anche un bambino saprebbe
farlo. L’unica “difficoltà” per il bambino potrebbe essere togliere l’arco e
sostenere il peso del “bombametro” per spostarlo
longitudinalmente, dove reinserirlo facilmente sul cilindro, questo ovviamente
fermo.
L’idea di utilizzo è relativamente
semplice, ma richiede una certa cura ed accortezza prima e dopo i rilevamenti
delle misure delle variazioni dei diametri.
Queste possono essere prese ad
intervalli regolari lungo il cilindro, fermo in rettifica, solitamente ad
intervalli di circa 80 -100 mm, intervalli risultanti da un’equa suddivisione
della lunghezza della tavola del cilindro, tranne i punti vicini agli estremi,
distanti 40 - 50 mm da essi.
Basta appoggiare l’arco con tutti i
puntalini a contatto sul cilindro e leggere il comparatore, annotando tutte le misure lette in micron.
Data la disposizione dei puntalini,
ogni misura risulta immediata, precisa e ripetibile facilmente senza eccessivi
scartamenti millesimali.
Si prendevano solitamente 4 serie di
misure per ogni lunghezza di tavola, in pratica una volta verso destra ed
un’altra verso sinistra, anche se sarebbe in teoria meglio sempre in un solo
senso, per intervallare le misure nel tempo: un cilindro in rettifica può
riscaldarsi, o raffreddarsi da un lato, e la misura può alterarsi rispetto alla
situazione a temperatura costante. Tuttavia non esiste molta differenza tra la
teoria e la pratica, l’importante è che le misure siano accurate e numerose, in
almeno 3 serie di posizioni, per una perfetta validità della media delle
variazioni.
Qui l’uso dello strumento sarebbe
ultimato, ma non è finito il lavoro, occorre
fare i grafici delle bombature e conicità. Facendo la media aritmetica
delle misure corrispondenti allo stesso intervallo di posizione della serie di
variazioni si possono tracciare i grafici delle medie dei profili esistenti
prima della correzione in rettifica, durante e dopo la rettifica.
E’ un metodo estremamente artigianale
e laborioso, ma adducente ad una notevole precisione di risultato. Ad esempio ecco un grafico riassuntivo per una raffinatrice riparata, con cilindri
diametro 280 mm e tavola 660 mm circa (l’immagine è stata ristretta per il Web,
consiglio circa raddoppiare le dimensioni, in Edge
centrando l’immagine col mouse e cliccandoci sopra Ctrl
Ctrl in rapida successione).
Le cifre sono in millesimi di mm rispetto
ad una retta di riferimento orizzontale arbitrariamente scelta nel disegno,
anzi addirittura sottintesa, essendo il foglio quadrettato (la retta segue una
linea dei lati orizzontali dei quadrettini da 1 mm, partendo da un estremo del
cilindro).
Le misure rosse sono quelle del comparatore del “bombametro”,
mentre quelle nere sono quelle
risultanti dalla bombatura effettiva delle tavole, in quanto le tavole dell’esempio sono coniche, a
conicità di base diverse per usura asimmetrica.
Ogni quadrettino di 1 mm di lato
verticale rappresenta 1 micron sui diametri, mentre in senso longitudinale la
scala del grafico è totalmente arbitraria, utile solo per visualizzare
l’andamento del profilo delle tavole dei cilindri.
Osservo che le misure comparate sono
variazioni di diametri, mentre il grafico rappresenta il profilo di ogni
cilindro solo in una metà tagliata in longitudinale, cioè riportando tutte le
variazioni di diametro come se fossero variazioni tutte di raggio. Ciò sarebbe
un errore di disegno se si volesse tracciare in scala il cilindro, ma la cosa è
del tutto ininfluente per la visione delle bombature e conicità, raddoppiate
nel disegno ma esatte nelle misurazioni. Nel grafico le bombature potrebbero
anche essere ulteriormente evidenziate moltiplicando maggiormente nel disegno i
valori misurati, allo scopo di visionare meglio eventuali errori di rettifica
dei profili dei cilindri.
Importa anche se l’acqua di
raffreddamento della raffinatrice è a destra o a sinistra del disegno, ma qui
tale posizione è stata omessa per semplicità.
Come già scritto, basterebbe l’approssimazione centesimale
sui diametri, tollerando anche qualche avvallamento millesimale intermedio
lungo la tavola. Nel caso specifico del grafico esemplificato è stato eliminato
l’avvallamento che esisteva nel cilindro posteriore prima della rettifica, ma
non sono state eliminate totalmente le conicità di base. Il cilindro posteriore
era anche “molto” conico e si è dovuto lasciare in parte la conicità di base,
ridotta all’estremo destro da 18 a 12 micron rispetto all’estremo sinistro,
mentre le conicità del centrale (8 micron in senso contrario) e dell’anteriore
(2 micron) sono trascurabili. Tali cifre possono venir verificate contando i
quadrettini nell’immagine.
A centro tavola del cilindro
posteriore dopo rettifica esiste conicità micron (12/2) = 6 = 20 – 14 di
bombatura effettiva. Analogamente per il centrale (8/2) = 4 = 15 – 11 e per il
cilindro anteriore (2/2) = 1 = 14-13 di bombatura effettiva, sempre in micron.
Trattandosi di 3 cilindri, occorre
valutare un’omogeneità delle linee di bombatura che soddisfi sia il cilindro
anteriore che quello posteriore, premuti in relazione al cilindro centrale, a
diverse velocità di rotazione.
Siccome normalmente la pressione
posteriore è un poco maggiore dell’anteriore, le bombature dei cilindri
dovrebbero essere necessariamente diverse, lievemente maggiore per il
posteriore, con differenza massima,tra
posteriore ed anteriore, inferiore al centesimo sui diametri dei cilindri a
centro tavola. Nell’esempio però abbiamo una differenza di solo un micron di bombatura
effettiva.
In realtà infatti tutto dipende da come l’utilizzatore premerà i cilindri, senza osservare che 2 o 3 micron di
errori delle bombature in qualche punto della tavola non dovrebbero notarsi
nemmeno in macinazione. Occorre
considerare soprattutto che il tipo di prodotto ha la sua importanza ed in
ogni caso specifico le
bombature/conicità dovrebbero essere ultimate sempre “ad hoc”.
Nell’esempio proposto non era
necessario fare bombature/conicità troppo diverse tra loro, perché il prodotto
veniva premuto a pressioni pressoché costanti.
Semmai, prima della rettifica, i
cilindri venivano premuti erroneamente troppo da un lato e ciò aveva causato l’eccessiva
conicità di usura asimmetrica.
In conclusione il “bombametro” in pratica si è rivelato incomparabilmente
utile, ottenendo poi grafici tramite variazioni indirette dei diametri,
rispetto ai metodi di rilevazione manuale diretta dei diametri tramite “palmer”.
Tuttavia il micrometro “palmer” è
comunque quasi indispensabile per valutare i diametri effettivi dei cilindri,
onde decidere, durante le riparazioni delle raffinatrici, se eventualmente far
saltare il cilindro posteriore al centro ed il centrale dietro (quando
possibile), ma questo discorso riguarda soprattutto gli alberi dei cilindri e
le coppie di ingranaggi solitamente da rifresare,
pertanto non è affrontabile in questo articolo.
Flavio Mattavelli
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Relaise ottobre 2024. © in ogni parte dell’articolo, esclusa l’immagine del
comparatore, che è commerciale e presa dal Web. Il presente articolo è reso
pubblico gratis, ma in caso di riproduzione occorre citare i nomi dell’autore
dell’articolo (Ing. Mattavelli) e dell’autore del “bombametro”
(Sig. Preziati Carlo).
Home page: http://www.pseudospecie.it
Panoramica macchine della “Cavalleri Mattavelli” Sas.: http://www.pseudospecie.it/CavMat.htm
Raffinatrici a cilindri: http://www.pseudospecie.it/raffinatrici.htm
Email:
matta.a@tiscali.it