Contrôle de la qualité dans la production de chaînes à rouleaux

Contrôle qualité dans la production de chaînes à rouleaux : un élément clé pour renforcer la compétitivité des produits

Dans le secteur de la transmission industrielle,chaînes à rouleauxLes chaînes à rouleaux sont des composants essentiels à la transmission de puissance et de mouvement. Leur qualité détermine directement la stabilité opérationnelle, la durée de vie et même la sécurité de production des équipements mécaniques. Pour les entreprises de commerce international, des chaînes à rouleaux de haute qualité sont non seulement indispensables pour obtenir une reconnaissance sur le marché international, mais aussi pour instaurer une relation de confiance durable avec leurs clients. De l'entrée des matières premières dans l'usine à l'expédition du produit fini aux clients du monde entier, le contrôle qualité à chaque étape de la production est aussi crucial que les engrenages d'un instrument de précision : chaque maillon est interdépendant et essentiel. Cet article explore les principaux points de contrôle qualité tout au long du processus de production des chaînes à rouleaux, offrant une compréhension globale de la manière dont un contrôle systématique permet de créer des chaînes à rouleaux de haute qualité, conformes aux normes internationales et adaptées à diverses applications.

I. Contrôle à la source : Sélection des matières premières – Premier seuil de qualité

Les performances et la durée de vie des chaînes à rouleaux dépendent fondamentalement de la qualité des matières premières sélectionnées. Même avec un usinage de précision, des matières premières de qualité inférieure ne permettront pas d'obtenir un produit conforme et risquent même d'entraîner des problèmes de chaîne lors des étapes de production ultérieures, augmentant ainsi les coûts. Nous avons mis en place un système rigoureux d'accès, d'inspection et de traçabilité pour le contrôle des matières premières, garantissant que chaque lot respecte les normes internationales (ISO, ANSI, DIN, etc.) et les exigences spécifiques de chaque produit.

1. Sélection précise des matériaux de base

Les principaux composants d'une chaîne à rouleaux comprennent les plaques, les rouleaux, les bagues, les axes et les rondelles. Les exigences en matière de matériaux pour chaque composant varient considérablement en fonction de leurs caractéristiques de charge et de leurs exigences fonctionnelles.

Plaques de chaîne : Composants essentiels soumis à des efforts de traction, elles doivent présenter une résistance et une ténacité élevées, ainsi qu’une excellente résistance à la fatigue. Nous privilégions les aciers de construction alliés 20Mn2 ou 30Mn2. Après trempe et revenu, ces aciers atteignent des résistances à la traction supérieures à 800 MPa, résistant efficacement à la rupture par fatigue due à des charges alternées de longue durée et convenant aux applications exigeantes telles que les engins de chantier et les équipements miniers.

Axe et bague : Ces éléments constituent la paire rotative des maillons de la chaîne et nécessitent une excellente résistance à l’usure et aux chocs. On utilise généralement un acier cémenté 20CrMnTi. Grâce à la cémentation et à la trempe, la dureté superficielle peut atteindre HRC 58-62, tandis que le cœur conserve une ténacité suffisante pour prévenir l’usure ou la rupture lors de rotations à haute fréquence.

Rouleaux : En contact direct avec les pignons, ils exigent une excellente résistance à l’usure et une surface parfaitement lisse. On utilise généralement de l’acier n° 10 ou n° 20. Le traitement de carbonitruration accroît la dureté superficielle tout en assurant un ajustement précis entre la paroi intérieure et la douille, réduisant ainsi le frottement en fonctionnement.

2. Tests complets des matières premières entrantes

Chaque lot de matières premières entrantes est soumis à des tests rigoureux en laboratoire avant livraison afin d'empêcher l'entrée de matériaux non conformes dans le processus de production :

Analyse de la composition : Des spectromètres à lecture directe sont utilisés pour analyser avec précision la composition chimique de l’acier afin de garantir que la teneur en éléments tels que le carbone, le manganèse, le chrome et le titane réponde aux exigences standard, évitant ainsi la dégradation des propriétés du matériau due à des écarts de composition.

Essais des propriétés mécaniques : Des machines d’essai de traction et de choc sont utilisées pour tester la résistance à la traction, la limite d’élasticité, l’allongement et la résilience de l’acier afin de garantir que ses propriétés mécaniques répondent aux exigences des transformations et utilisations ultérieures. Contrôle d’aspect et dimensionnel : Les matières premières sont minutieusement inspectées afin de vérifier l’état de surface, la régularité du diamètre et la rectitude, et ainsi éviter que des défauts de surface ou des erreurs dimensionnelles n’affectent la précision des transformations ultérieures.

Gestion des sources : Chaque lot de matières premières se voit attribuer un code de traçabilité unique, documentant les informations relatives au fournisseur, les rapports d’inspection et la date de livraison. Ceci garantit un suivi rapide des problèmes de qualité et permet d’adapter en temps opportun les stratégies de partenariat avec les fournisseurs.

II. Maîtrise des processus : Processus de production – Le « moteur essentiel » de la qualité

La production de chaînes à rouleaux comprend plusieurs étapes, notamment le forgeage, l'emboutissage, le traitement thermique et l'assemblage. La maîtrise des paramètres de chaque étape influe directement sur la qualité du produit final. Grâce à des processus standardisés, une surveillance intelligente des équipements et une gestion rigoureuse du personnel, nous maîtrisons parfaitement la production et garantissons ainsi la conformité de chaque produit aux normes de qualité les plus strictes.

1. Usinage de précision : Maîtrise des dimensions et de la précision
Emboutissage des plaques de chaîne : Des poinçonneuses de précision à grande vitesse sont utilisées pour emboutir les plaques d'acier, garantissant ainsi une précision de positionnement et un écart d'espacement des trous de ±0,05 mm. Un entretien et un remplacement réguliers des moules (contrôle de l'usure tous les 100 000 emboutissages) préviennent les écarts dimensionnels des plaques de chaîne dus à l'usure des moules. Après emboutissage, les plaques de chaîne sont ébavurées à l'aide d'une rectifieuse vibrante afin d'éliminer les bavures des trous et des bords, assurant ainsi une surface lisse et évitant les rayures sur les autres composants lors de l'assemblage.

Usinage des axes, manchons et rouleaux : des tours à commande numérique sont utilisés pour le tournage de précision, garantissant que la tolérance du diamètre des axes est inférieure à H6 (tolérance de ±0,011 mm) et que les tolérances des diamètres intérieur et extérieur des manchons et rouleaux sont inférieures à H7. Ceci assure que les jeux entre les composants répondent aux exigences de conception (généralement de 0,01 à 0,03 mm). Après le tournage, les diamètres extérieurs des axes et des rouleaux sont rectifiés à l’aide d’une rectifieuse sans centre afin d’améliorer encore la rugosité de surface (Ra ≤ 0,8 µm) et de réduire les pertes par frottement en fonctionnement.

2. Traitement thermique : Amélioration des propriétés du matériau
Le traitement thermique est une étape clé pour améliorer les propriétés mécaniques des composants de chaînes à rouleaux. Différents composants nécessitent des traitements thermiques spécifiques afin de garantir un équilibre entre dureté, ténacité et résistance à l'usure.
Traitement thermique des plaques de chaîne : La trempe et le revenu à haute température sont réalisés dans un four de trempe et de revenu continu. La température de trempe est contrôlée entre 880 et 920 °C, et la température de revenu entre 560 et 600 °C. Ceci garantit une dureté de 28 à 32 HRC pour les plaques de chaîne, assurant une résistance suffisante tout en conservant une bonne ténacité afin d’éviter la rupture fragile sous contrainte de traction. Traitement thermique des axes et des manchons : Un procédé de cémentation suivi d’une trempe et d’un revenu à basse température est utilisé. La température de cémentation est de 900 à 930 °C, et le temps de maintien est ajusté en fonction de l’épaisseur de la pièce (généralement de 2 à 4 heures). Ceci garantit une profondeur de couche cémentée de 0,8 à 1,2 mm. La température de trempe est de 850 à 870 °C, et la température de revenu à basse température est de 180 à 200 °C. La dureté de surface finale atteint HRC 58-62 et la dureté à cœur atteint HRC 30-35, assurant à la fois une résistance à l'usure et une résistance aux chocs.
Traitement thermique des rouleaux : La carbonitruration est effectuée à une température de 850 à 880 °C pendant 3 à 5 heures. Ce procédé crée une couche de composé à haute dureté et résistante à l'usure (0,01 à 0,03 mm d'épaisseur) sur la surface du rouleau, améliorant ainsi l'ajustement entre la paroi interne et le manchon et réduisant le risque de grippage en fonctionnement. Contrôle qualité du traitement thermique : Chaque lot de composants traités thermiquement est soumis à des tests de dureté (à l'aide d'un duromètre Rockwell ou Vickers), de profondeur de la couche cémentée (à l'aide d'un microscope métallographique) et de déformation (à l'aide d'un comparateur à cadran ou d'un micromètre) afin de garantir la conformité du traitement thermique aux normes. De plus, des tests d'uniformité de la température du four (trimestriels) assurent que les écarts de température au sein du four de traitement thermique ne dépassent pas ±5 °C dans chaque zone, évitant ainsi les variations de performance des composants dues aux variations de température.

3. Assemblage : Assurer la coordination générale

L'assemblage est une étape cruciale pour combiner les composants en une chaîne à rouleaux complète, ayant un impact direct sur la précision du pas, la flexibilité et la stabilité opérationnelle de la chaîne.

Nettoyage des composants : Avant l’assemblage, tous les composants subissent un nettoyage par ultrasons afin d’éliminer l’huile de surface, les impuretés et le tartre, garantissant ainsi une surface propre et empêchant les impuretés de provoquer des grippages ou une usure accrue.

Assemblage de précision : L’assemblage est réalisé à l’aide d’une machine entièrement automatisée. Un servomoteur contrôle la force et la profondeur d’insertion de l’axe, garantissant un jeu uniforme entre l’axe, la bague et le rouleau, et limitant l’écart de pas à ±0,1 mm. Pour les chaînes de grande taille (pas ≥ 25,4 mm), un assemblage manuel est effectué. Un contrôle du pas est réalisé tous les 10 maillons, permettant un ajustement rapide des paramètres d’assemblage.

Prétension de la chaîne : après assemblage, la chaîne est pré-étirée avec une tension équivalente à 30 % à 50 % de la tension nominale pendant 1 à 2 heures afin d’éliminer la déformation élastique initiale, d’assurer la stabilité du pas et de minimiser l’allongement pendant l’utilisation réelle.

Inspection visuelle : Après assemblage, la chaîne fait l'objet d'une inspection visuelle complète afin de s'assurer que les plaques de liaison sont exemptes de déformation ou de fissures, que les axes ne sont ni desserrés ni saillants, que les rouleaux tournent librement et que la surface de la chaîne est exempte de rayures, de rouille et d'autres défauts.

III. Inspection du produit fini : Inspection complète – Le « dernier rempart » de la qualité

Même après une sélection rigoureuse des matières premières et un contrôle strict des procédés, l'inspection des produits finis demeure une étape cruciale pour garantir la conformité de la qualité des chaînes à rouleaux aux normes. Nous avons mis en place un système d'inspection multidimensionnel des produits finis, couvrant les propriétés physiques, la précision géométrique et les performances opérationnelles. Chaque lot de produits fait l'objet de tests complets et n'est mis sur le marché qu'après avoir réussi l'inspection.

1. Tests de performance physique
Essai de résistance à la traction : Les chaînes sont testées en traction à l’aide d’une machine d’essai universelle. Conformément aux spécifications et aux exigences des normes, une force de traction est appliquée, et la force de rupture ainsi que l’allongement sont enregistrés. La force de rupture est garantie supérieure ou égale à 1,2 fois la force nominale, et l’allongement est contrôlé entre 2 % et 5 % (ces valeurs peuvent légèrement varier selon les spécifications et les normes).

Essais de durée de vie en fatigue : Ces essais sont réalisés à l’aide d’une machine d’essai de fatigue pour chaînes, simulant les conditions réelles d’utilisation (charges alternées et vitesses variables). La chaîne est soumise à un fonctionnement prolongé et le temps avant rupture par fatigue est enregistré afin de garantir sa conformité aux normes internationales (par exemple, la norme ISO 606 stipule que la durée de vie en fatigue des chaînes de la série A sous charge nominale est d’au moins un million de cycles).

Test de résistance à l'usure : Un testeur d'usure simule le frottement entre la chaîne et le pignon, mesurant l'usure de la chaîne sur une période donnée. Le taux d'usure est calculé afin de garantir que l'usure de la chaîne dans les conditions nominales de fonctionnement ne dépasse pas 0,1 mm/1 000 heures, assurant ainsi une stabilité à long terme.

2. Inspection de la précision géométrique

Contrôle de la précision du pas : Un instrument de mesure du pas est utilisé pour mesurer le pas de chaque maillon de la chaîne et enregistrer l’écart de pas de chaque maillon. L’écart de pas cumulé de la chaîne entière ne dépasse pas le nombre total de maillons multiplié par 0,05 mm. Ceci évite un mauvais engrènement avec le pignon pendant le fonctionnement, dû à un écart de pas, qui pourrait engendrer du bruit ou des vibrations.

Contrôle du cambrage : La chaîne est placée à plat sur une table d’essai horizontale et son cambrage sous son propre poids est mesuré. Le cambrage par mètre ne doit pas dépasser 5 mm. Ceci empêche la chaîne de dérailler en cours d’utilisation.

Contrôle du diamètre et de la circularité des rouleaux : Un calibre laser est utilisé pour mesurer le diamètre et la circularité des rouleaux. L’écart de diamètre et la circularité des rouleaux sont garantis inférieurs à ±0,03 mm et l’erreur de circularité inférieure à 0,02 mm, assurant ainsi un engrènement optimal entre le rouleau et le pignon.

3. Inspection des performances en fonctionnement
Contrôle de la flexibilité : La chaîne est montée sur un pignon standard, puis ce dernier est mis en rotation manuelle afin de vérifier la résistance au roulement de la chaîne. Ceci permet de s’assurer que la chaîne tourne librement, sans blocage ni bruit anormal. Un testeur de couple est également utilisé pour mesurer le couple de résistance de la chaîne en fonctionnement et vérifier qu’il ne dépasse pas la valeur standard (généralement ≤ 5 N·m, ajustée selon les spécifications).

Essais acoustiques : Dans un laboratoire d’essais acoustiques, la chaîne est montée sur un banc d’essai et mise en marche à différentes vitesses (par exemple, 100 tr/min, 500 tr/min et 1 000 tr/min). Le niveau sonore est mesuré à l’aide d’un sonomètre afin de vérifier qu’il ne dépasse pas 75 dB(A), conformément à la norme acoustique applicable aux équipements industriels.

Test de résistance à la corrosion : Pour les chaînes destinées à être utilisées dans des environnements humides et corrosifs (comme celles utilisées dans les machines de transformation alimentaire et les équipements marins), un test au brouillard salin (basé sur la norme ISO 9227, un test au brouillard salin neutre de 48 heures) est effectué pour tester la résistance à la corrosion de la surface de la chaîne et s’assurer de l’absence de rouille visible ou de délamination du revêtement après le test.
IV. Assurance du système : Certification de la qualité et amélioration continue – Un « mécanisme à long terme » pour la qualité

La fabrication de chaînes à rouleaux de haute qualité exige non seulement un contrôle rigoureux de chaque étape du processus, mais aussi un système qualité complet. Nous avons adopté un système de gestion de la qualité de pointe à l'échelle internationale, obtenu des certifications auprès d'organismes reconnus et mis en place un mécanisme d'amélioration continue afin d'optimiser constamment nos processus de production et nos normes de qualité, garantissant ainsi la stabilité et la compétitivité de nos produits.

1. Certification internationale du système qualité
Nous avons obtenu les certifications ISO 9001 (système de management de la qualité), ISO 14001 (système de management environnemental) et OHSAS 18001 (système de management de la santé et de la sécurité au travail), intégrant ainsi la gestion de la qualité à l'ensemble du processus, de la conception à la production, en passant par la vente et le service après-vente. De plus, nos chaînes à rouleaux sont conformes à de nombreuses normes internationales, telles que l'ISO 606, l'ANSI B29.1, la DIN 8187 et la JIS B1801. Nous pouvons fournir, sur demande, les rapports de certification correspondants afin de répondre aux exigences d'accès aux marchés des différents pays et régions.

2. Retour d'information des clients et amélioration continue
Nous avons mis en place un système complet de collecte de retours clients. Grâce à des canaux tels que les avis sur les plateformes de commerce international, les visites de suivi client et le service après-vente sur site, nous recueillons rapidement les retours clients concernant les problèmes de qualité et les suggestions d'amélioration lors de l'utilisation. Pour traiter ces retours, nous avons constitué des équipes dédiées à l'amélioration de la qualité. Ces équipes réalisent des analyses approfondies des matières premières, des processus de production et des normes de test, élaborent des mesures d'amélioration ciblées et suivent les résultats obtenus afin de garantir une résolution complète. Par exemple, suite à la réclamation d'un client européen concernant la perte de flexibilité de la chaîne par basses températures, nous avons optimisé la formule de la graisse pour les axes et les bagues (en utilisant une graisse synthétique aux performances améliorées à basse température) et ajusté les paramètres de traitement thermique pour renforcer la ténacité du noyau. Après de nombreux tests et vérifications, les performances du produit à -30 °C ont été significativement améliorées, ce qui a permis d'obtenir une excellente satisfaction client.

3. Formation des employés et sensibilisation à la qualité

Les employés sont les garants directs du contrôle qualité, et leurs compétences professionnelles ainsi que leur conscience de la qualité ont un impact direct sur la qualité des produits. Nous organisons régulièrement des formations à la gestion de la qualité pour nos employés, abordant des sujets tels que les normes ISO, les processus de production clés, les méthodes de test, ainsi que l'analyse et la résolution des problèmes de qualité, afin de garantir que chacun connaisse les normes de qualité et les procédures opérationnelles. Parallèlement, grâce à des initiatives comme le « Mois de la Qualité » et le « Concours de la Qualité », nous renforçons la sensibilisation des employés à la qualité et les encourageons à identifier et à résoudre proactivement les risques liés à la qualité dans le processus de production, créant ainsi un environnement positif où « la qualité est une priorité pour tous et où chacun contribue à son amélioration ».