Processus de production des chaînes de marche à chenilles

La chaîne de marche (communément appelée chaîne de roulement) est le "cœur du système de marche" des machines de génie civil à chenilles telles que les finisseurs d'asphalte et les fraiseuses routières. Elle supporte le poids total de la machine et d'importantes forces d'impact pendant le fonctionnement. Son processus de production intègre des technologies clés telles que le forgeage de précision, l'usinage CNC, le renforcement par traitement thermique et l'assemblage automatisé. Vous trouverez ci-dessous une description détaillée du processus de production basé sur des techniques de fabrication modernes :

Étape 1 : Préparation et découpe des matières premières

La fabrication des liaisons ferroviaires commence par une sélection rigoureuse des matières premières. Les fabricants choisissent généralement comme matières premières des aciers alliés à haute résistance, tels que les aciers des séries 35MnBM et CrNiMo, qui présentent une excellente trempabilité et une grande résistance aux chocs, et peuvent répondre aux exigences de résistance à l'usure et à la fatigue des voies ferrées dans des conditions de travail difficiles.

• Fusion et laminage : La fusion est effectuée dans un four électrique ou un convertisseur, puis soumise à un affinage LF et à un traitement de dégazage sous vide VD pour éliminer les gaz nocifs et les inclusions non métalliques dans l'acier, garantissant ainsi la pureté de la structure interne de l'acier.
• Découpage : Couper l'acier rond ou carré laminé à chaud en sections selon le volume calculé, et les utiliser comme billettes pour les segments individuels de rails à chaîne. Les lignes de production modernes utilisent souvent des cisailles automatiques pour garantir la précision de la coupe et l'uniformité du poids.

Étape 2 : Chauffage et forgeage de précision

Le forgeage est un processus clé qui détermine la structure interne et le contour externe du joint de rail de chaîne. Afin d'obtenir des lignes de flux métalliques denses, les presses de forgeage à chaud sont couramment utilisées pour le forgeage automatisé.

• Chauffage : La billette est rapidement chauffée à 1100-1250 ℃ par un four à induction à fréquence intermédiaire, équipé d'un système de triage de contrôle de la température pour éliminer automatiquement les billettes dont la température n'est pas qualifiée, ce qui garantit une température de forgeage précise.
• Découpage et formage : La billette chauffée subit successivement les processus d'aplatissement, de préforgeage et de forgeage final. Une grande presse (telle qu'une presse à forger à chaud de 3150 tonnes) applique une pression énorme pour que le métal s'écoule et se forme dans la cavité du moule, formant ainsi le contour de base de l'articulation du rail de la chaîne.
• Découpe de précision (découpe des arêtes et poinçonnage) : Les pièces forgées présentent des bavures et une peau continue. Il convient d'utiliser des moules composites pour la découpe des bords et le poinçonnage, et d'éliminer les déchets excédentaires. La technologie avancée adopte un moule composite à double station de découpe générale et de découpe de précision, qui permet de contrôler le déplacement à 0,3 mm près et d'améliorer considérablement l'efficacité de la production.

Étape 3 : Traitement thermique

Le traitement thermique est le maillon essentiel qui détermine la résistance à l'usure et la durée de vie des chaînes à chenilles. Afin d'obtenir les propriétés de dureté externe et de ténacité interne, les procédés modernes utilisent généralement des méthodes telles que la trempe à la chaleur perdue ou la trempe globale + renforcement local.

• Trempe et revenu complets : Le forgeage est chauffé et trempé (trempe à l'eau ou trempe à l'huile) pour obtenir une structure martensitique, suivie d'un revenu à haute température pour atteindre une dureté globale de HRC 25-40 et garantir la ténacité du noyau.
• Durcissement localisé : La surface d'appui du joint du rail de la chaîne (en contact avec la roue d'appui) est la zone la plus usée. Après le traitement thermique global, la zone doit être soumise à une trempe par induction à moyenne ou haute fréquence pour former une couche durcie d'une profondeur de 5 à 15 mm et d'une dureté de HRC 45 à 55, ce qui améliore considérablement la résistance à l'usure.
• Réduction des contraintes : Pour les zones soumises à de fortes contraintes, telles que les trous d'épingle et les trous de chemise, un traitement local de trempe est nécessaire pour contrôler la dureté en dessous de HRC 40 afin d'éviter une "rupture par blocage" (fracturation) due à la dureté.

Étape 4 : Usinage de précision

Après le traitement thermique, le joint du rail de la chaîne subit une légère déformation et nécessite un usinage de précision pour assurer la justesse de l'assemblage.

• Usinage à plat : fraisage de la surface d'appui du joint de rail de chaîne et de la surface d'installation de la plaque de rail pour s'assurer que la planéité est conforme aux exigences.
• Traitement des trous : Traitement des trous d'axe et des trous de chemise. L'exigence de coaxialité pour ces deux trous est extrêmement élevée, généralement contrôlée à 0,05 mm près, afin de garantir la flexibilité de rotation et la durée de vie de l'arbre à broches et de la douille après l'emboutissage.
• Perçage : Perçage des trous de boulons pour la fixation des plaques de roulement et usinage des surfaces de fixation des écrous.

Étape 5 : Fabrication de l'axe et de la garniture

La partie articulée de la chaîne de traction est composée d'un axe et d'une bague, qui doivent également présenter une dureté et une résistance à l'usure extrêmement élevées.

• Fabrication : Les arbres et les bagues sont généralement fabriqués en acier allié à teneur moyenne en carbone ou en acier de cémentation.
• Traitement thermique : Ils sont généralement traités par cémentation superficielle ou trempe globale, avec une dureté superficielle extrêmement élevée (jusqu'à HRC 58-62), et le noyau conserve sa ténacité pour résister à la flexion et aux chocs.
• Traitement de surface : Pour les chenilles étanches et lubrifiées (SALT), un traitement spécial est appliqué à la surface de l'arbre de l'axe et de la chemise, et de la graisse lubrifiante est ajoutée pour prolonger la durée de vie.

Étape 6 : Assemblage et pré-serrage

Combinez les joints de rail de chaîne, les axes et les bagues traités ensemble.

• Ajustement à la presse : Utiliser une machine d'emmanchement spécialisée pour presser la doublure dans le trou de la doublure du joint de rail de chaîne et presser l'axe de l'axe dans le trou de l'axe d'un autre joint de rail de chaîne. En général, l'ajustement serré est utilisé pour s'assurer que la connexion est ferme et non lâche.
• Étanchéité : Dans les circuits de lubrification étanches, un système d'étanchéité à deux étages (comme les joints papillon) doit être installé au niveau du raccord pour empêcher la boue et la graisse de pénétrer et de fuir, ce qui est crucial pour les équipements fonctionnant dans des environnements boueux et caillouteux.

Étape 7 : Peinture et inspection finale

• Peinture : La chaîne à chenilles assemblée doit être dérouillée et nettoyée avant d'entrer dans la chaîne de trempage. Pour prévenir la corrosion, un traitement global de peinture par immersion ou par pulvérisation est généralement effectué. Les usines modernes adoptent des systèmes de collecte des gaz d'échappement et de combustion catalytique respectueux de l'environnement pour garantir une production propre。.
• Inspection finale :
  • Contrôle dimensionnel : Vérifier le pas, la rectitude et le jeu latéral de la chaîne.
  • Dureté et essais : Effectuer des tests de magnétoscopie sur les principales zones de contrainte pour vérifier l'absence de fissures superficielles.
  • Essais de performance : Effectuer des essais de charge statique (avec une capacité de charge d'au moins 85kN) et des essais de fatigue (avec un minimum de 5 millions de cycles).

Une chaîne de marche sur chenilles de haute qualité nécessite un contrôle complet du processus, depuis la modification des matériaux, le forgeage de précision, le traitement thermique différentiel jusqu'à l'assemblage de haute précision. L'industrie actuelle évolue vers l'automatisation et l'intelligence, avec un grand nombre de robots industriels et de technologies de vision 3D utilisés pour améliorer l'efficacité de la production tout en garantissant l'uniformité et la fiabilité des produits.