Processus de fabrication de la chaîne à rouleaux 12B

Processus de fabrication de la chaîne à rouleaux 12B : dévoilement de la logique de production de précision des composants de transmission industrielle essentiels

Dans le secteur mondial de la transmission industrielle et de la manutention, les chaînes à rouleaux 12B, grâce à leur large plage de puissance, leur capacité de charge stable et leur facilité d'installation et d'entretien, sont devenues un élément de transmission essentiel pour les machines minières, les équipements agricoles et les systèmes de convoyage des chaînes de montage. La fiabilité à long terme des chaînes à rouleaux 12B, même sous haute charge et haute fréquence, repose sur un processus de fabrication rigoureux et sophistiqué. De la sélection des matières premières à la livraison du produit fini, un contrôle méticuleux à chaque étape est crucial pour garantir la durée de vie de la chaîne, son rendement de transmission et sa résistance aux risques. Aujourd'hui, nous allons explorer en détail le processus de fabrication complet des chaînes à rouleaux 12B et expliquer les caractéristiques techniques de cette chaîne de haute qualité.

1. Principes de base du processus : Logique de positionnement standard et de sélection des matériaux pour la chaîne à rouleaux 12B

Avant d'aborder les détails du procédé, il est important de préciser les caractéristiques de référence de la chaîne à rouleaux 12B. Cette chaîne de transmission, conforme aux normes ANSI B29.1 (norme américaine) et ISO 606 (norme internationale), possède des dimensions essentielles, telles que le pas (19,05 mm), le diamètre des rouleaux (11,91 mm) et la largeur des segments intérieurs (12,57 mm), normalisées et fixes. L'objectif principal du procédé est d'optimiser les performances grâce aux matériaux et aux techniques de fabrication, tout en respectant ces normes.

1. Sélection des matériaux de base en fonction de leur compatibilité avec les procédés

Les différents composants de la chaîne à rouleaux 12B nécessitent des matériaux et des procédés de prétraitement différents en raison de leurs scénarios de charge variés :

Axes et rouleaux : Composants essentiels de la transmission par chaîne, soumis aux chocs et aux frottements, l’acier à roulements SUJ2 à haute teneur en carbone et au chrome (équivalent à l’acier GCr15 domestique) est utilisé. Ce matériau subit un prétraitement thermique de sphéroïdisation : chauffage à 780-820 °C pendant 4 à 6 heures, suivi d’un refroidissement lent en dessous de 500 °C. Ce procédé réduit la dureté du matériau (dureté Brinell ≤ 207 HB), améliore son usinabilité et assure une microstructure homogène pour les traitements thermiques ultérieurs, évitant ainsi les fissures lors de la trempe.

Plaques et bagues de chaîne : Les plaques de chaîne doivent résister aux charges de traction ; un acier de construction allié à faible teneur en carbone ST52-3 (résistance à la traction ≥ 520 MPa) est donc utilisé. Un traitement de trempe et de revenu (trempe suivie d’un revenu à haute température) confère à l’acier une dureté de 220 à 250 HB, garantissant ainsi une résistance à la traction suffisante et une ténacité adéquate pour prévenir la rupture. Les bagues sont fabriquées en acier cémenté 20CrMnTi, puis subissent une cémentation supplémentaire afin d’accroître leur dureté superficielle et de résister au frottement avec les axes.

II. Processus de fabrication de base : Transformation précise des « matières premières » en « maillons de chaîne »

La fabrication des chaînes à rouleaux 12B comprend huit processus de base, chacun nécessitant un contrôle strict des paramètres de processus afin de garantir la précision et la performance :

1. Prétraitement des matières premières : préparer le terrain pour la transformation

Élimination de la rouille et des huiles : Dès son arrivée à l’atelier, l’acier est d’abord plongé dans un bain de dégraissage alcalin (50-60 °C, trempage de 15 à 20 minutes) afin d’éliminer les huiles de surface. Il est ensuite décapé à l’acide chlorhydrique (concentration de 15 à 20 %, trempage à température ambiante pendant 8 à 12 minutes) pour éliminer la calamine. Enfin, il est rincé à l’eau claire et séché afin d’éviter que les impuretés n’affectent la précision des opérations ultérieures.

Découpe de précision : selon la taille de la pièce, on utilise le sciage CNC ou la découpe laser. La longueur de coupe des broches doit respecter une tolérance de ±0,1 mm, tandis que la découpe des plaques de chaîne doit maintenir un écart de rapport d’aspect ≤0,05 % afin d’éviter toute déformation lors de l’emboutissage ultérieur.

2. Usinage de précision des composants clés : précision millimétrique

Emboutissage et poinçonnage des plaques de chaîne : L’emboutissage et le poinçonnage des plaques de chaîne sont réalisés sur une presse à poinçonner CNC à l’aide d’une matrice progressive continue. Le contour de la plaque est d’abord poinçonné, suivi des trous pour axes aux deux extrémités. Les tolérances de positionnement des trous doivent être contrôlées à H7 (plage de tolérance : 0-0,018 mm), avec une erreur d’entraxe ≤ 0,05 mm afin de garantir un ajustement précis avec les axes. Un ébavurage (à la meule ou par rectification vibratoire) est nécessaire après l’emboutissage pour éviter les arêtes vives susceptibles de blesser les opérateurs ou de gêner l’assemblage. Forgeage à froid des rouleaux : L’acier SUJ2 est formé en une seule étape à l’aide d’une machine de forgeage à froid multi-stations. Le fil est d’abord forgé, puis extrudé pour obtenir la forme du rouleau, et enfin poinçonné (pour son insertion dans le manchon). Lors du processus de forgeage à froid, la température de la matrice (≤200°C) et la pression (300-400 MPa) doivent être contrôlées pour garantir que l'erreur de rondeur du rouleau est ≤0,03 mm afin d'éviter l'usure excentrée pendant le fonctionnement.
Finition de la goupille : La goupille est d’abord ébauchée à l’aide d’une rectifieuse sans centre (tolérance de diamètre extérieur de ±0,05 mm), puis rectifiée avec précision à ses dimensions finales (tolérance H8, 0-0,022 mm) à l’aide d’une rectifieuse cylindrique. Une rugosité de surface Ra ≤ 0,8 µm est maintenue. Cette surface lisse réduit le frottement de glissement avec le manchon, prolongeant ainsi sa durée de vie.

3. Traitement thermique : conférer aux composants des performances à toute épreuve
Trempe des plaques de chaîne : Après estampage, les plaques de chaîne sont placées dans un four de trempe continue, maintenues à 850-880 °C pendant 30 minutes, puis trempées à l’huile. Elles sont ensuite placées dans un four de revenu à 550-600 °C pendant 2 heures. La dureté finale atteint HB220-250 et la résistance à la traction est portée à ≥ 800 MPa, garantissant ainsi leur capacité à supporter la charge de traction nominale d’une chaîne 12B (≥ 18,8 kN). Trempe et revenu à basse température des axes et rouleaux : Les axes et rouleaux SUJ2 sont chauffés à 830-850 °C (maintien à cette température pendant 25 minutes) dans un four de trempe à bande transporteuse, trempés à l’huile, puis revenus à basse température à 160-180 °C pendant 2 heures, ce qui permet d’obtenir une dureté superficielle de 58-62 HRC et une dureté à cœur de 30-35 HRC. Cette structure « extérieur dur, intérieur résistant » offre une excellente résistance à l’usure et amortit les chocs, évitant ainsi la rupture. Cémentation et trempe de la douille : une douille en acier 20CrMnTi est placée dans un four de cémentation et chauffée à 920-940 °C pendant 4 à 6 heures avec du méthanol et du propane (agents de cémentation) afin d’obtenir une teneur en carbone superficielle de 0,8 % à 1,2 %. La douille est ensuite trempée (refroidie à l’huile à 850 °C) puis revenue à basse température (180 °C). La dureté superficielle obtenue est de 58 à 62 HRC et la profondeur de la couche cémentée est de 0,8 à 1,2 mm, ce qui prolonge efficacement la durée de vie de la douille en contact avec l’axe.

4. Assemblage modulaire : garantir la coordination globale de la chaîne

Assemblage des biellettes intérieure et extérieure : La biellette intérieure se compose d’un manchon, d’un galet et d’une plaque. Commencez par insérer le manchon dans l’alésage de la plaque (ajustement serré, force d’insertion de 5 à 8 kN). Glissez ensuite le galet sur le manchon (jeu de 0,02 à 0,05 mm). La biellette extérieure se compose d’un axe et d’une plaque. L’axe est inséré à force dans l’alésage de la plaque (ajustement serré). Après l’insertion, vérifiez la perpendicularité (écart ≤ 0,5°) afin d’éviter tout blocage en fonctionnement.
Assemblage complet de la chaîne et pré-étirage : Les maillons intérieurs et extérieurs sont assemblés par goupille pour former une chaîne complète. Un traitement de pré-étirage est ensuite appliqué : une force de traction de 80 % de la charge nominale (environ 15 kN) est appliquée pendant 30 minutes sur une machine d’essai de traction dédiée. Ce traitement élimine l’allongement initial de la chaîne et permet un ajustement plus précis des composants. L’allongement ultérieur est ainsi maîtrisé à 0,5 % près (contre une moyenne industrielle de 1 % à 1,5 %).

III. Processus de contrôle qualité : Inspection complète du processus pour éliminer les produits non conformes

Les chaînes à rouleaux 12B destinées à l'exportation subissent des tests multidimensionnels afin de garantir leur conformité aux normes internationales. Les principales étapes de ces tests comprennent :

1. Inspection de la précision dimensionnelle

Une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) est utilisée pour contrôler les dimensions clés telles que l'entraxe des trous de la chaîne, le diamètre extérieur de l'axe et le diamètre du rouleau. Un échantillonnage aléatoire de 20 pièces par lot est effectué, avec un taux de réussite de 100 %.

Un calibre de pas est utilisé pour contrôler le pas de la chaîne. L'écart de pas par mètre doit être ≤ 0,3 mm pour garantir un engrènement précis avec le pignon.

2. Essais des propriétés mécaniques
Essai de résistance à la traction : La chaîne est soumise à une tension sur une machine d’essai de traction jusqu’à rupture. La charge de rupture doit être ≥ 28,2 kN (dépassant largement la charge nominale de 18,8 kN) afin de garantir la sécurité en cas de surcharge.
Test de résistance à la fatigue : La chaîne est montée sur une machine d’essai de fatigue et soumise à 50 % de la charge nominale (environ 9,4 kN) à une vitesse de 1 500 tr/min. La durée de vie en fatigue doit être supérieure ou égale à 500 heures (la norme industrielle étant de 300 heures), simulant ainsi la fiabilité sous des conditions de charge élevée et prolongée.

3. Inspection de la qualité de surface

Utilisez un testeur de rugosité de surface pour inspecter les surfaces des broches et des rouleaux ; la valeur Ra ​​doit être ≤0,8μm.

Contrôler le traitement de surface (galvanisation, noircissement, etc.) : l’épaisseur de la couche de galvanisation doit être ≥ 8 µm et ne doit présenter aucune trace de rouille après un test au brouillard salin de 48 heures (brouillard salin neutre, solution de NaCl à 5 %). Le traitement de noircissement doit être uniforme et sans défaut, et son adhérence doit être conforme à la norme GB/T 10125.

IV. Valeur du savoir-faire : Pourquoi un savoir-faire de haute qualité améliore-t-il la compétitivité sur le marché des chaînes à rouleaux 12B ?

Les avantages technologiques de la chaîne à rouleaux 12B se traduisent directement en valeur :

Durée de vie prolongée : Grâce à l'utilisation du matériau SUJ2 et à un traitement thermique de précision, la chaîne affiche une durée de vie moyenne de 8 000 à 10 000 heures, soit plus de 40 % de plus que les chaînes conventionnelles (5 000 à 6 000 heures), réduisant ainsi les coûts de remplacement et les temps d'arrêt.

Transmission plus stable : la précision dimensionnelle au millimètre près et le pré-étirement assurent un faux-rond de la chaîne de ≤ 0,1 mm en fonctionnement, maintenant une efficacité de transmission supérieure à 98 %, ce qui la rend adaptée aux applications à grande vitesse telles que les machines textiles et les lignes d'assemblage automatisées.

Grande adaptabilité : les traitements de surface optionnels (galvanisation, noircissement et phosphatation) et les solutions de traitement thermique personnalisées (comme le revenu à basse température pour les environnements froids) répondent à diverses exigences d’utilisation. Par exemple, les chaînes galvanisées peuvent être utilisées dans les usines agroalimentaires pour prévenir la corrosion, tandis que les chaînes phosphatées peuvent être utilisées dans les équipements miniers pour leur résistance à la poussière et à l’usure.

Conclusion : Le savoir-faire est « l’avantage concurrentiel caché » des chaînes à rouleaux 12B

Sur le marché mondial des chaînes à rouleaux 12B, le prix bas n'est plus un atout majeur. Désormais, la précision du processus et la stabilité des performances sont essentielles pour gagner la confiance des clients internationaux. Du choix rigoureux des matières premières au contrôle millimétrique de la fabrication, en passant par des inspections complètes avant expédition, chaque étape témoigne d'un engagement constant envers la fiabilité du produit.