12B Процесс производства роликовых цепей

12B Процесс производства роликовых цепей: раскрытие логики высокоточного производства основных компонентов промышленных трансмиссий

В глобальном секторе промышленной передачи и погрузочно-разгрузочных работ роликовые цепи 12B, благодаря широкому диапазону мощности, стабильной грузоподъемности, простоте установки и обслуживания, стали незаменимым элементом трансмиссии для горнодобывающей техники, сельскохозяйственного оборудования и конвейерных систем сборочных линий. Долгосрочная надежность роликовых цепей 12B при высоких нагрузках и высокой частоте работы зависит от тщательного и сложного производственного процесса. От выбора сырья до поставки готовой продукции, скрупулезный контроль на каждом этапе процесса имеет решающее значение для определения срока службы цепи, эффективности передачи и устойчивости к рискам. Сегодня мы подробно рассмотрим весь производственный процесс роликовых цепей 12B, объяснив технические детали, лежащие в основе этой «высококачественной цепи».

1. Основы процесса: Стандартная логика позиционирования и выбора материала для роликовой цепи 12B

Прежде чем углубляться в детали процесса, важно сначала уточнить «стандартные параметры процесса» для роликовой цепи 12B. Как передаточная цепь, соответствующая стандартам ANSI B29.1 (американский стандарт для цепей) и ISO 606 (международный стандарт для цепей), её основные размеры, такие как шаг (19,05 мм), диаметр ролика (11,91 мм) и ширина внутреннего сегмента (12,57 мм), стандартизированы и фиксированы. Основная цель процесса — достижение максимальной производительности за счёт используемых материалов и технологий обработки при соблюдении этих стандартов.

1. Совместимость технологических процессов. Выбор основных материалов.

Различные компоненты роликовой цепи 12B требуют использования разных материалов и процессов предварительной обработки в связи с различными условиями нагрузки:

Штифты и ролики: В качестве основных компонентов цепной передачи, выдерживающих удары и трение, выбирается высокоуглеродистая хромистая подшипниковая сталь SUJ2 (эквивалентная отечественной стали GCr15). Материал должен предварительно пройти предварительную обработку «сфероидизирующим отжигом» — нагрев стали до 780-820°C в течение 4-6 часов, а затем медленное охлаждение до температуры ниже 500°C. Этот процесс снижает твердость материала (твердость по Бринеллю ≤ 207 HB), улучшает обрабатываемость и создает основу для однородной микроструктуры при последующей термообработке, предотвращая растрескивание при закалке.

Цепные пластины и втулки: Цепные пластины должны выдерживать растягивающие нагрузки, поэтому используется низкоуглеродистая легированная конструкционная сталь ST52-3 (предел прочности на растяжение ≥ 520 МПа). Процесс «закалки и отпуска» (закалка с последующим высокотемпературным отпуском) доводит твердость до HB220-250, обеспечивая как предел прочности на растяжение, так и определенную степень ударной вязкости для предотвращения разрушения. Втулки изготовлены из цементированной стали 20CrMnTi с последующей цементацией для повышения твердости поверхности и обеспечения трения скольжения со штифтами.

II. Основной производственный процесс: Точная трансформация «сырья» в «звенья цепи»

Производство роликовых цепей 12B включает в себя восемь основных процессов, каждый из которых требует строгого контроля параметров процесса для обеспечения точности и производительности:

1. Предварительная обработка сырья: подготовка к переработке.

Удаление ржавчины и масла: Перед поступлением в цех вся сталь сначала обрабатывается в щелочной обезжиривающей ванне (50-60°C, выдержка 15-20 минут) для удаления поверхностного масла. Затем она травится соляной кислотой (15-20% концентрация, выдержка при комнатной температуре 8-12 минут) для удаления окалины. Наконец, она промывается чистой водой и высушивается, чтобы предотвратить воздействие примесей на точность последующей обработки.

Точная резка: В зависимости от размера детали для резки используется станок с ЧПУ или лазерная резка. Допуски по длине резки штифта должны контролироваться в пределах ±0,1 мм, в то время как при резке цепной пластины необходимо поддерживать отклонение соотношения сторон ≤0,05% для предотвращения деформации при последующей штамповке.

2. Высокоточная обработка ключевых компонентов: точность до миллиметра.

Штамповка и пробивка пластин цепи: Штамповка и пробивка пластин цепи выполняются на станке с ЧПУ с использованием «непрерывного прогрессивного штампа». Сначала выбивается контур пластины цепи, затем отверстия для штифтов на обоих концах. Допуски на положение отверстий должны контролироваться до H7 (диапазон допусков 0-0,018 мм), а погрешность межосевого расстояния отверстий должна быть ≤0,05 мм для обеспечения последующей точной подгонки штифтов. После штамповки требуется удаление заусенцев (с помощью шлифовального круга или вибрационной шлифовки), чтобы предотвратить травмирование операторов острыми кромками или затруднения при сборке. Холодная ковка роликов: Сталь SUJ2 формуется за один этап с использованием многопозиционного станка холодной ковки. Сначала проволока куется, затем экструдируется в форму ролика и, наконец, пробивается (для вставки во втулку). В процессе холодной ковки необходимо контролировать температуру матрицы (≤200 °C) и давление (300-400 МПа), чтобы обеспечить погрешность округлости ролика не более 0,03 мм и предотвратить эксцентриковый износ во время работы.
Обработка штифта: Сначала штифт подвергается черновой шлифовке на бесцентровом шлифовальном станке (с допуском на внешний диаметр ±0,05 мм), затем тонкой шлифовке до окончательных размеров (допуск H8, 0-0,022 мм) на цилиндрическом шлифовальном станке. Поддерживается шероховатость поверхности Ra ≤0,8 мкм. Эта гладкая поверхность снижает трение скольжения со втулкой, продлевая срок ее службы.

3. Термообработка: придание компонентам «высокой производительности».
Закалка пластин цепи: После штамповки пластины цепи помещают в печь непрерывного охлаждения, выдерживают при температуре 850-880°C в течение 30 минут, затем охлаждают в масле. После этого их помещают в печь отпуска при температуре 550-600°C на 2 часа. Конечная твердость достигает HB220-250, а предел прочности на растяжение увеличивается до ≥800 МПа, что обеспечивает их способность выдерживать номинальную нагрузку на растяжение цепи 12B (≥18,8 кН). Закалка штифтов и роликов + низкотемпературный отпуск: Штифты и ролики SUJ2 нагреваются до 830-850°C (с выдержкой в ​​течение 25 минут) в печи с сетчатой ​​лентой для закалки, охлаждаются в масле, а затем подвергаются низкотемпературному отпуску при 160-180°C в течение 2 часов, достигая твердости поверхности HRC 58-62 и твердости сердцевины HRC 30-35. Такая структура «твердая внешняя поверхность, прочная внутренняя поверхность» устойчива к износу и смягчает удары, предотвращая поломку. Цементация и закалка гильзы: Гильза из 20CrMnTi помещается в печь для цементации и нагревается при 920-940°C в течение 4-6 часов с использованием метанола и пропана (цементирующие агенты) для достижения содержания углерода на поверхности 0,8%-1,2%. Затем гильза охлаждается (850°C с охлаждением в масле) и подвергается низкотемпературному отпуску (180°C). В результате достигается твердость поверхности HRC 58-62, а глубина цементированного слоя составляет 0,8-1,2 мм, что эффективно увеличивает срок службы втулки при трении о штифт.

4. Модульная сборка: обеспечение общей координации цепочки.

Сборка внутреннего и внешнего звена: Внутреннее звено состоит из втулки, ролика и пластины внутреннего звена. Сначала вставьте втулку в отверстие для штифта пластины внутреннего звена (посадка с натягом, усилие запрессовки 5-8 кН). Затем наденьте ролик на втулку (посадка с зазором, зазор 0,02-0,05 мм). Внешнее звено состоит из штифта и пластины внешнего звена. Штифт вставляется в отверстие пластины внешнего звена (посадка с натягом). После запрессовки проверьте перпендикулярность (отклонение ≤ 0,5°), чтобы предотвратить заедание во время работы.
Сборка цепи целиком и предварительное растяжение: Внутренние и внешние звенья скрепляются вместе, образуя цельную цепь. Затем проводится «предварительное растяжение» — в течение 30 минут на специальной машине для испытаний на растяжение прикладывается растягивающее усилие, составляющее 80% от номинальной нагрузки (приблизительно 15 кН). Это устраняет первоначальное удлинение цепи и позволяет компонентам плотнее прилегать друг к другу. Благодаря этому последующее удлинение контролируется в пределах 0,5% (по сравнению со средним показателем по отрасли в 1-1,5%).

III. Процесс контроля качества: Комплексная проверка всего производственного процесса для исключения некачественной продукции.

Цепи 12B, предназначенные для экспорта, проходят многомерное тестирование для обеспечения соответствия международным стандартам. Основные этапы тестирования включают:

1. Контроль точности размеров

Для контроля ключевых размеров, таких как межосевое расстояние отверстий в цепной пластине, наружный диаметр вала штифта и диаметр ролика, используется трехмерная координатно-измерительная машина (КИМ). Проводится случайная выборка из 20 образцов из каждой партии, при этом 100% образцов соответствуют требованиям.

Для проверки шага цепи используется измеритель шага. Отклонение шага на метр должно быть ≤0,3 мм для обеспечения точного зацепления со звездочкой.

2. Испытание механических свойств
Испытание на прочность при растяжении: Цепь подвергается растяжению на машине для испытаний на растяжение до разрыва. Разрывная нагрузка должна быть ≥ 28,2 кН ​​(значительно превышая номинальную нагрузку 18,8 кН) для обеспечения безопасности в случае перегрузки.
Испытание на усталостную долговечность: Цепь устанавливается на «машину для испытания цепи на усталость» и подвергается воздействию 50% от номинальной нагрузки (приблизительно 9,4 кН) при скорости 1500 об/мин. Усталостная долговечность должна составлять ≥ 500 часов (отраслевой стандарт — 300 часов), что имитирует надежность в условиях длительной работы при высоких нагрузках.

3. Контроль качества поверхности

Для проверки поверхностей штифта и ролика используйте измеритель шероховатости поверхности; значение Ra должно быть ≤0,8 мкм.

Проверьте обработку поверхности (например, цинкование, чернение): толщина слоя цинкования должна быть ≥8 мкм, и после 48-часового испытания в солевом тумане (нейтральный солевой туман, 5% раствор NaCl) на поверхности не должно быть ржавчины. Чернение должно быть равномерным и без пятен, а адгезия должна соответствовать стандарту GB/T 10125.

IV. Ценность мастерства: Почему высокое качество изготовления повышает конкурентоспособность роликовых цепей 12B на рынке?

Технологические преимущества роликовой цепи 12B напрямую означают ее ценность:

Увеличенный срок службы: благодаря использованию материала SUJ2 и высокоточной термообработке, цепь имеет средний срок службы 8000-10000 часов, что более чем на 40% дольше, чем у обычных цепей (5000-6000 часов), снижая затраты на замену и время простоя.

Более стабильная передача: точность размеров на уровне миллиметров и предварительное растяжение обеспечивают биение цепи ≤0,1 мм во время работы, поддерживая эффективность передачи выше 98%, что делает ее подходящей для высокоскоростных применений, таких как текстильное оборудование и автоматизированные сборочные линии.

Широкая адаптируемость: Дополнительные варианты обработки поверхности (цинкование, чернение и фосфатирование) и индивидуальные решения по термообработке (например, низкотемпературный отпуск для работы в условиях низких температур) позволяют удовлетворить разнообразные эксплуатационные требования. Например, оцинкованные цепи могут использоваться на предприятиях пищевой промышленности для защиты от ржавчины, а фосфатированные цепи — в горнодобывающем оборудовании для защиты от пыли и износа.

Вывод: Мастерство — это «скрытое конкурентное преимущество» роликовых цепей 12B.

На мировом рынке роликовых цепей 12B «низкая цена» больше не является ключевым преимуществом. Вместо этого «точность процесса» и «стабильность работы» становятся залогом доверия зарубежных клиентов. От строгих стандартов в выборе сырья до контроля на миллиметровом уровне в процессе производства и всесторонних предпродажных проверок — каждый этап процесса гарантирует надежность продукции.