Proceso de fabricación de cadenas de rodillos 12B

Proceso de fabricación de cadenas de rodillos 12B: Revelando la lógica de producción de precisión de los principales componentes de transmisión industrial

En el sector global de transmisión industrial y manejo de materiales, las cadenas de rodillos 12B, con su amplio rango de potencia, capacidad de carga estable y fácil instalación y mantenimiento, se han convertido en una transmisión esencial para maquinaria minera, equipos agrícolas y sistemas transportadores de líneas de montaje. La fiabilidad a largo plazo de las cadenas de rodillos 12B en condiciones de alta carga y alta frecuencia depende de un riguroso y sofisticado proceso de fabricación. Desde la selección de la materia prima hasta la entrega del producto terminado, un control meticuloso en cada etapa del proceso es crucial para determinar la vida útil de la cadena, la eficiencia de la transmisión y la resistencia al riesgo. Hoy, profundizaremos en el proceso completo de fabricación de las cadenas de rodillos 12B, explicando los detalles técnicos de esta "cadena de alta calidad".

1. Fundamentos del proceso: posicionamiento estándar y lógica de selección de materiales para la cadena de rodillos 12B

Antes de profundizar en los detalles del proceso, es importante aclarar el "punto de referencia del proceso" para la cadena de rodillos 12B. Al ser una cadena de transmisión que cumple con las normas ANSI B29.1 (norma americana para cadenas) e ISO 606 (norma internacional para cadenas), sus dimensiones principales, como el paso (19,05 mm), el diámetro del rodillo (11,91 mm) y el ancho del segmento interior (12,57 mm), están estandarizadas y fijas. El objetivo principal del proceso es lograr el máximo rendimiento mediante materiales y tecnología de procesamiento, cumpliendo con estas normas.

1. Selección de materiales del núcleo para compatibilidad de procesos

Los diferentes componentes de la cadena de rodillos 12B requieren materiales diferenciados y procesos de pretratamiento debido a sus diferentes escenarios de carga:

Pasadores y rodillos: Como componentes esenciales de la transmisión de la cadena que resisten el impacto y la fricción, se selecciona el acero para cojinetes de cromo y alto contenido de carbono SUJ2 (equivalente al acero GCr15 nacional). El material debe someterse primero a un pretratamiento de "recocido esferoidizante": se calienta el acero a 780-820 °C durante 4-6 horas y luego se enfría lentamente por debajo de los 500 °C. Este proceso reduce la dureza del material (dureza Brinell ≤ 207 HB), mejora la maquinabilidad y sienta las bases para una microestructura uniforme durante el tratamiento térmico posterior, previniendo el agrietamiento durante el temple.

Placas y bujes de cadena: Las placas de cadena deben soportar cargas de tracción, por lo que se utiliza acero estructural de aleación baja en carbono ST52-3 (resistencia a la tracción ≥ 520 MPa). Un proceso de temple y revenido (templado seguido de revenido a alta temperatura) alcanza una dureza de HB220-250, lo que garantiza tanto la resistencia a la tracción como cierta tenacidad para prevenir la fractura. Los bujes están fabricados en acero cementado 20CrMnTi, con un proceso de cementación posterior para aumentar la dureza superficial y soportar la fricción por deslizamiento con los pasadores.

II. Proceso de fabricación central: Transformación precisa de «materias primas» a «eslabones de la cadena»

La fabricación de cadenas de rodillos 12B implica ocho procesos centrales, cada uno de los cuales requiere un control estricto de los parámetros del proceso para garantizar la precisión y el rendimiento:

1. Pretratamiento de la materia prima: allanando el camino para el procesamiento

Eliminación de óxido y aceite: Al entrar al taller, todo el acero se somete primero a un baño desengrasante alcalino (50-60 °C, remojo de 15 a 20 minutos) para eliminar el aceite superficial. Posteriormente, se decapa con ácido clorhídrico (concentración del 15 % al 20 %, remojo a temperatura ambiente de 8 a 12 minutos) para eliminar las incrustaciones. Finalmente, se enjuaga con agua limpia y se seca para evitar que las impurezas afecten la precisión del procesamiento posterior.

Corte de precisión: Dependiendo del tamaño del componente, se utiliza serrado CNC o corte láser. Las tolerancias de longitud de corte del pasador deben controlarse con un margen de ±0,1 mm, mientras que el corte de la placa de la cadena debe mantener una desviación de la relación de aspecto de ≤0,05 % para evitar deformaciones durante el estampado posterior.

2. Mecanizado de precisión de componentes clave: precisión milimétrica

Estampado y punzonado de la placa de la cadena: El estampado y punzonado de la placa de la cadena se realiza en una punzonadora CNC con una matriz progresiva continua. Primero se punzona el contorno de la placa de la cadena, seguido de los orificios para los pasadores en ambos extremos. Las tolerancias de la posición de los orificios deben controlarse a H7 (rango de tolerancia de 0 a 0,018 mm), con un error de distancia entre centros de ≤0,05 mm para garantizar un ajuste preciso posterior con los pasadores. Es necesario desbarbar (con una muela abrasiva o un rectificador vibratorio) después del estampado para evitar que los bordes afilados lesionen a los operarios o interfieran con el ensamblaje. Forjado en frío con rodillos: El acero SUJ2 se forma en un solo paso utilizando una máquina de forjado en frío multiestación. El alambre primero se forja, luego se extruye en la forma del rodillo y finalmente se punzona (para su inserción en el manguito). Durante el proceso de forjado en frío, la temperatura de la matriz (≤200 °C) y la presión (300-400 MPa) deben controlarse para garantizar que el error de redondez del rodillo sea ≤0,03 mm para evitar el desgaste excéntrico durante el funcionamiento.
Acabado del pasador: El pasador se rectifica primero con una rectificadora sin centro (con una tolerancia de diámetro exterior de ±0,05 mm) y, a continuación, se rectifica hasta alcanzar sus dimensiones finales (tolerancia H8, 0-0,022 mm) con una rectificadora cilíndrica. Se mantiene una rugosidad superficial de Ra ≤0,8 μm. Esta superficie lisa reduce la fricción por deslizamiento con el manguito, prolongando así su vida útil.

3. Tratamiento térmico: Cómo proporcionar un rendimiento de núcleo resistente a los componentes
Templado de placas de cadena: Tras el estampado, las placas se colocan en un horno de temple continuo, manteniéndolas a 850-880 °C durante 30 minutos, y posteriormente se templan en aceite. Posteriormente, se introducen en un horno de revenido a 550-600 °C durante 2 horas. La dureza final alcanza HB220-250 y la resistencia a la tracción aumenta a ≥800 MPa, lo que garantiza su capacidad para soportar la carga de tracción nominal de una cadena 12B (≥18,8 kN). Templado de pasadores y rodillos + revenido a baja temperatura: Los pasadores y rodillos SUJ2 se calientan a 830-850 °C (temperatura de mantenimiento durante 25 minutos) en un horno de temple de malla, se templan en aceite y posteriormente se revenen a baja temperatura a 160-180 °C durante 2 horas, alcanzando una dureza superficial de HRC 58-62 y una dureza del núcleo de HRC 30-35. Esta estructura de "exterior duro, interior resistente" resiste el desgaste y amortigua los impactos, previniendo roturas. Carburación y temple del manguito: Se coloca un manguito de 20CrMnTi en un horno de carburación y se calienta a 920-940 °C durante 4-6 horas con metanol y propano (agentes carburantes) para lograr un contenido superficial de carbono del 0,8 % al 1,2 %. A continuación, el manguito se templa (enfriado en aceite a 850 °C) y se templa a baja temperatura (180 °C). La dureza superficial resultante es HRC 58-62, y la profundidad de la capa carburizada es de 0,8-1,2 mm, lo que prolonga eficazmente la vida útil de la fricción del manguito contra el pasador.

4. Ensamblaje modular: garantizar la coordinación general de la cadena

Conjunto de enlace interior y exterior: El enlace interior consta de un manguito, un rodillo y una placa de enlace interior. Primero, presione el manguito en el orificio del pasador de la placa de enlace interior (ajuste a presión, fuerza de 5-8 kN). A continuación, deslice el rodillo sobre el manguito (ajuste con holgura, holgura de 0,02-0,05 mm). El enlace exterior consta de un pasador y una placa de enlace exterior. El pasador se presiona en el orificio de la placa de enlace exterior (ajuste a presión). Tras el ajuste a presión, compruebe la perpendicularidad (desviación ≤ 0,5°) para evitar que se doble durante el funcionamiento.
Ensamblaje completo de la cadena y preestiramiento: Los eslabones interiores y exteriores se unen mediante pasadores para formar una cadena completa. A continuación, se realiza un preestiramiento: se aplica una fuerza de tracción equivalente al 80 % de la carga nominal (aproximadamente 15 kN) en una máquina de ensayos de tracción específica durante 30 minutos. Esto elimina el alargamiento inicial de la cadena y permite que los componentes se ajusten mejor. Esto permite controlar el alargamiento posterior con una precisión del 0,5 % (en comparación con el promedio del sector del 1 % al 1,5 %).

III. Proceso de control de calidad: Inspección completa del proceso para eliminar productos de baja calidad

Las cadenas de rodillos 12B para exportación se someten a pruebas multidimensionales para garantizar su cumplimiento con las normas internacionales. Los principales pasos de las pruebas incluyen:

1. Inspección de precisión dimensional

Se utiliza una máquina de medición de coordenadas tridimensional (MMC) para inspeccionar dimensiones clave como la distancia entre centros de los orificios de la placa de la cadena, el diámetro exterior del eje del pasador y el diámetro del rodillo. Se realiza un muestreo aleatorio de 20 piezas por lote, con una tasa de aprobación del 100%.

Se utiliza un medidor de paso para inspeccionar el paso de la cadena. La desviación de paso por metro debe ser ≤0,3 mm para asegurar un engrane preciso con la rueda dentada.

2. Pruebas de propiedades mecánicas
Prueba de resistencia a la tracción: La cadena se somete a tensión en una máquina de ensayos de tracción hasta su rotura. La carga de rotura debe ser ≥ 28,2 kN (superando significativamente la carga nominal de 18,8 kN) para garantizar la seguridad en caso de sobrecarga.
Prueba de vida útil por fatiga: La cadena se monta en una máquina de prueba de fatiga de cadenas y se somete al 50 % de la carga nominal (aproximadamente 9,4 kN) a una velocidad de 1500 r/min. La vida útil por fatiga debe ser ≥ 500 horas (el estándar de la industria es de 300 horas), lo que simula la fiabilidad en condiciones de carga elevada a largo plazo.

3. Inspección de la calidad de la superficie

Utilice un comprobador de rugosidad de superficie para inspeccionar las superficies del pasador y del rodillo; el valor Ra debe ser ≤0,8 μm.

Inspeccione el tratamiento superficial (p. ej., galvanizado, ennegrecido): el espesor de la capa de galvanizado debe ser ≥8 μm y no debe presentar óxido tras una prueba de niebla salina de 48 horas (niebla salina neutra, solución de NaCl al 5%). El tratamiento de ennegrecido debe ser uniforme y sin manchas, y la adherencia debe cumplir con la norma GB/T 10125.

IV. Valor de la artesanía: ¿Por qué la artesanía de alta calidad mejora la competitividad del mercado de las cadenas de rodillos 12B?

Las ventajas tecnológicas de la cadena de rodillos 12B se traducen directamente en valor:

Mayor vida útil: al utilizar material SUJ2 y un tratamiento térmico de precisión, la cadena cuenta con una vida útil promedio de 8000 a 10 000 horas, más del 40 % más que las cadenas convencionales (5000 a 6000 horas), lo que reduce los costos de reemplazo y el tiempo de inactividad.

Transmisión más estable: La precisión dimensional a nivel milimétrico y el preestiramiento garantizan un descentramiento de la cadena de ≤0,1 mm durante el funcionamiento, manteniendo una eficiencia de transmisión superior al 98%, lo que la hace adecuada para aplicaciones de alta velocidad como maquinaria textil y líneas de montaje automatizadas.

Ampliamente adaptable: Los tratamientos superficiales opcionales (galvanizado, ennegrecido y fosfatado) y las soluciones de tratamiento térmico personalizadas (como el revenido a baja temperatura para entornos de baja temperatura) satisfacen diversos requisitos operativos. Por ejemplo, las cadenas galvanizadas se pueden utilizar en plantas de procesamiento de alimentos para prevenir la oxidación, mientras que las cadenas fosfatadas se pueden usar en equipos de minería para mejorar la resistencia al polvo y al desgaste.

Conclusión: La artesanía es la “ventaja competitiva oculta” de las cadenas de rodillos 12B

En el mercado global de cadenas de rodillos 12B, el precio bajo ya no es una ventaja clave. En cambio, la precisión del proceso y la estabilidad del rendimiento son clave para ganarse la confianza de los clientes internacionales. Desde los estrictos estándares en la selección de materias primas hasta el control milimétrico del proceso de fabricación y las exhaustivas inspecciones previas al envío, cada proceso implica un compromiso con la fiabilidad del producto.