Processo di produzione della catena a rulli 12B

Processo di produzione della catena a rulli 12B: svelare la logica di produzione di precisione dei componenti principali della trasmissione industriale

Nel settore globale della trasmissione industriale e della movimentazione dei materiali, le catene a rulli 12B, con la loro ampia gamma di potenza, la capacità di carico stabile e la facilità di installazione e manutenzione, sono diventate un elemento essenziale per la trasmissione di macchinari per l'industria mineraria, attrezzature agricole e sistemi di trasporto per linee di assemblaggio. L'affidabilità a lungo termine delle catene a rulli 12B in condizioni di carico elevato e alta frequenza dipende da un processo di produzione rigoroso e sofisticato. Dalla selezione delle materie prime alla consegna del prodotto finito, un controllo meticoloso in ogni fase del processo è fondamentale per determinare la durata della catena, l'efficienza della trasmissione e la resilienza ai rischi. Oggi approfondiremo l'intero processo di produzione delle catene a rulli 12B, spiegando i dettagli tecnici alla base di questa "catena di alta qualità".

1. Nozioni di base sul processo: posizionamento standard e logica di selezione del materiale per catena a rulli 12B

Prima di addentrarci nei dettagli del processo, è importante chiarire il "benchmark di processo" per la catena a rulli 12B. Essendo una catena di trasmissione conforme agli standard ANSI B29.1 (standard americano per le catene) e ISO 606 (standard internazionale per le catene), le sue dimensioni del nucleo, come il passo (19,05 mm), il diametro dei rulli (11,91 mm) e la larghezza del segmento interno (12,57 mm), sono standardizzate e fisse. L'obiettivo principale del processo è raggiungere le massime prestazioni attraverso materiali e tecnologie di lavorazione, nel rispetto di questi standard.

1. Selezione della compatibilità del processo dei materiali del nucleo

I diversi componenti della catena a rulli 12B richiedono materiali e processi di pretrattamento differenziati a causa dei diversi scenari di carico:

Perni e rulli: come componenti fondamentali della trasmissione a catena, resistenti a urti e attriti, viene selezionato l'acciaio per cuscinetti ad alto tenore di carbonio e cromo SUJ2 (equivalente all'acciaio GCr15 nazionale). Il materiale deve prima essere sottoposto a un pretrattamento di "ricottura di sferoidizzazione", ovvero riscaldando l'acciaio a 780-820 °C per 4-6 ore, per poi raffreddarlo lentamente a temperature inferiori a 500 °C. Questo processo riduce la durezza del materiale (durezza Brinell ≤ 207 HB), migliora la lavorabilità e crea le basi per una microstruttura uniforme durante il successivo trattamento termico, prevenendo la formazione di cricche durante la tempra.

Piastre e boccole per catene: le piastre per catene devono resistere a carichi di trazione, pertanto viene utilizzato acciaio strutturale legato a basso tenore di carbonio ST52-3 (resistenza alla trazione ≥ 520 MPa). Un processo di "tempra e rinvenimento" (tempra seguita da rinvenimento ad alta temperatura) porta la durezza a HB220-250, garantendo sia la resistenza alla trazione che un certo grado di tenacità per prevenire fratture. Le boccole sono realizzate in acciaio 20CrMnTi cementato, con un successivo processo di cementazione per aumentare la durezza superficiale e resistere all'attrito radente con i perni.

II. Processo di produzione di base: trasformazione di precisione da “materie prime” a “maglie di catena”

La produzione delle catene a rulli 12B prevede otto processi principali, ognuno dei quali richiede un controllo rigoroso dei parametri di processo per garantire precisione e prestazioni:

1. Pretrattamento delle materie prime: spianare la strada alla lavorazione

Rimozione di ruggine e olio: all'ingresso in officina, tutto l'acciaio viene prima sottoposto a un bagno di sgrassaggio alcalino (50-60 °C, ammollo per 15-20 minuti) per rimuovere l'olio superficiale. Viene quindi decapato con acido cloridrico (concentrazione 15-20%, ammollo a temperatura ambiente per 8-12 minuti) per rimuovere le incrostazioni. Infine, viene risciacquato con acqua pulita e asciugato per evitare che le impurità possano compromettere la precisione della lavorazione successiva.

Taglio di precisione: a seconda delle dimensioni del componente, per il taglio si utilizza la segatura CNC o il taglio laser. Le tolleranze sulla lunghezza di taglio dei perni devono essere controllate entro ±0,1 mm, mentre il taglio della piastra a catena deve mantenere una deviazione del rapporto d'aspetto ≤0,05% per evitare deformazioni durante la successiva stampaggio.

2. Lavorazione di precisione dei componenti chiave: precisione millimetrica

Stampaggio e punzonatura della piastra della catena: lo stampaggio e la punzonatura della piastra della catena vengono eseguiti su una punzonatrice CNC utilizzando uno "stampo progressivo continuo". Il contorno della piastra della catena viene prima punzonato, seguito dai fori per i perni su entrambe le estremità. Le tolleranze di posizione dei fori devono essere controllate a H7 (intervallo di tolleranza 0-0,018 mm), con un errore di interasse dei fori ≤0,05 mm per garantire un successivo accoppiamento di precisione con i perni. Dopo lo stampaggio è necessaria la sbavatura (utilizzando una mola o una rettifica vibrante) per evitare che i bordi taglienti feriscano gli operatori o interferiscano con l'assemblaggio. Forgiatura a freddo dei rulli: l'acciaio SUJ2 viene formato in un'unica fase utilizzando una macchina per forgiatura a freddo multistazione. Il filo viene prima forgiato, poi estruso nella forma del rullo e infine punzonato (per l'inserimento nel manicotto). Durante il processo di forgiatura a freddo, la temperatura dello stampo (≤200°C) e la pressione (300-400 MPa) devono essere controllate per garantire che l'errore di rotondità del rullo sia ≤0,03 mm, per evitare l'usura eccentrica durante il funzionamento.
Finitura del perno: il perno viene prima sgrossato utilizzando una rettificatrice senza centri (con una tolleranza del diametro esterno di ±0,05 mm), quindi rettificato finemente fino alle sue dimensioni finali (tolleranza H8, 0-0,022 mm) utilizzando una rettificatrice cilindrica. Viene mantenuta una rugosità superficiale di Ra ≤0,8 μm. Questa superficie liscia riduce l'attrito di scorrimento con il manicotto, prolungandone la durata.

3. Trattamento termico: conferimento di “prestazioni di resistenza” ai componenti
Rinvenimento delle piastre della catena: dopo lo stampaggio, le piastre della catena vengono immerse in un forno di tempra continua, mantenuto a 850-880 °C per 30 minuti, quindi temprate in olio. Vengono quindi immerse in un forno di rinvenimento a 550-600 °C per 2 ore. La durezza finale raggiunge HB220-250 e la resistenza alla trazione viene aumentata a ≥800 MPa, garantendo la capacità di sopportare il carico di trazione nominale della catena 12B (≥18,8 kN). Tempra di perni e rulli + rinvenimento a bassa temperatura: i perni e i rulli SUJ2 vengono riscaldati a 830-850 °C (temperatura di mantenimento per 25 minuti) in un forno di tempra a nastro a maglie, temprati in olio e quindi rinvenuti a bassa temperatura a 160-180 °C per 2 ore, ottenendo una durezza superficiale di 58-62 HRC e una durezza a cuore di 30-35 HRC. Questa struttura "duro all'esterno, tenace all'interno" resiste all'usura e ammortizza gli urti, prevenendo la rottura. Cementazione e tempra del manicotto: un manicotto in 20CrMnTi viene inserito in un forno di cementazione e riscaldato a 920-940 °C per 4-6 ore con metanolo e propano (agenti cementanti) per ottenere un contenuto di carbonio superficiale dello 0,8%-1,2%. Il manicotto viene quindi temprato (850 °C raffreddato in olio) e rinvenuto a bassa temperatura (180 °C). La durezza superficiale risultante è HRC 58-62 e la profondità dello strato cementato è di 0,8-1,2 mm, prolungando efficacemente la durata dell'attrito del manicotto contro il perno.

4. Assemblaggio modulare: garantire il coordinamento complessivo della catena

Montaggio maglie interne ed esterne: la maglia interna è composta da un manicotto, un rullo e una piastra di maglia interna. Innanzitutto, premere il manicotto nel foro del perno della piastra di maglia interna (accoppiamento con interferenza, forza di accoppiamento a pressione 5-8 kN). Quindi, far scorrere il rullo sul manicotto (accoppiamento con gioco, gioco 0,02-0,05 mm). La maglia esterna è composta da un perno e una piastra di maglia esterna. Il perno viene premuto nel foro della piastra di maglia esterna (accoppiamento con interferenza). Dopo l'accoppiamento a pressione, verificare la perpendicolarità (deviazione ≤ 0,5°) per evitare inceppamenti durante il funzionamento.
Assemblaggio completo della catena e pre-stiro: le maglie interne ed esterne vengono fissate insieme per formare una catena completa. Segue un "trattamento di pre-stiro": una forza di trazione pari all'80% del carico nominale (circa 15 kN) viene applicata su una macchina per prove di trazione dedicata per 30 minuti. Questo elimina l'allungamento iniziale della catena e consente ai componenti di aderire meglio tra loro. Ciò consente di controllare l'allungamento successivo entro lo 0,5% (rispetto alla media del settore dell'1%-1,5%).

III. Processo di controllo qualità: ispezione completa del processo per eliminare i prodotti non conformi agli standard

Le catene a rulli 12B destinate all'esportazione vengono sottoposte a test multidimensionali per garantirne la conformità agli standard internazionali. Le fasi principali dei test includono:

1. Ispezione della precisione dimensionale

Una macchina di misura a coordinate tridimensionale (CMM) viene utilizzata per ispezionare dimensioni chiave come l'interasse del foro della piastra portacatena, il diametro esterno dell'albero del perno e il diametro del rullo. Viene effettuato un campionamento casuale di 20 pezzi per lotto, con una percentuale di successo del 100%.

Per controllare il passo della catena si utilizza un misuratore di passo. La deviazione del passo per metro deve essere ≤0,3 mm per garantire un accoppiamento preciso con la ruota dentata.

2. Test delle proprietà meccaniche
Prova di resistenza alla trazione: la catena viene sottoposta a trazione su una macchina per prove di trazione fino alla rottura. Il carico di rottura deve essere ≥ 28,2 kN (superiore al carico nominale di 18,8 kN) per garantire la sicurezza in caso di sovraccarico.
Prova di fatica: la catena viene montata su una "macchina per prove di fatica della catena" e sottoposta al 50% del carico nominale (circa 9,4 kN) a una velocità di 1500 giri/min. La durata a fatica deve essere ≥ 500 ore (lo standard del settore è 300 ore), simulando l'affidabilità in condizioni di carico elevato a lungo termine.

3. Ispezione della qualità della superficie

Utilizzare un misuratore di rugosità superficiale per ispezionare le superfici dei perni e dei rulli; il valore Ra deve essere ≤0,8μm.

Ispezionare il trattamento superficiale (ad esempio, zincatura, annerimento): lo spessore dello strato di zincatura deve essere ≥8 μm e non deve presentare ruggine dopo un test di nebbia salina di 48 ore (nebbia salina neutra, soluzione di NaCl al 5%). Il trattamento di annerimento deve essere uniforme e privo di macchie e l'adesione deve essere conforme allo standard GB/T 10125.

IV. Valore artigianale: perché l'alta qualità artigianale aumenta la competitività sul mercato delle catene a rulli 12B?

I vantaggi tecnologici della catena a rulli 12B si traducono direttamente in valore:

Maggiore durata: utilizzando il materiale SUJ2 e un trattamento termico di precisione, la catena vanta una durata media di 8.000-10.000 ore, oltre il 40% in più rispetto alle catene convenzionali (5.000-6.000 ore), riducendo i costi di sostituzione e i tempi di fermo.

Trasmissione più stabile: la precisione dimensionale millimetrica e il pre-stiramento garantiscono una eccentricità della catena pari a ≤0,1 mm durante il funzionamento, mantenendo un'efficienza di trasmissione superiore al 98%, rendendola adatta ad applicazioni ad alta velocità come macchinari tessili e linee di assemblaggio automatizzate.

Ampiamente adattabile: trattamenti superficiali opzionali (zincatura, annerimento e fosfatazione) e soluzioni di trattamento termico personalizzate (come la tempra a bassa temperatura per ambienti a basse temperature) soddisfano diverse esigenze operative. Ad esempio, le catene zincate possono essere utilizzate negli impianti di trasformazione alimentare per prevenire la ruggine, mentre le catene fosfatate possono essere utilizzate nelle attrezzature minerarie per la resistenza alla polvere e all'usura.

Conclusione: l'artigianato è il "vantaggio competitivo nascosto" delle catene a rulli 12B

Nel mercato globale delle catene a rulli 12B, il "prezzo basso" non è più un vantaggio fondamentale. Al contrario, la "precisione del processo" e la "stabilità delle prestazioni" sono fondamentali per guadagnarsi la fiducia dei clienti esteri. Dai rigorosi standard nella selezione delle materie prime, al controllo millimetrico nel processo di produzione, fino alle ispezioni pre-spedizione complete, ogni processo è sinonimo di impegno per l'affidabilità del prodotto.