クローラウォーキングチェーンの製造工程

クローラウォーキングチェーンの製造工程

目次

トラックウォーキングチェーン(通称チェーントラック)は、アスファルト舗装機や道路切削機などの追跡型エンジニアリング機械の「歩行システムの中核」であり、機械の全重量と運転中の大きな衝撃力に耐えます。その製造プロセスには、精密鍛造、CNC機械加工、熱処理強化、自動組立などの主要技術が統合されている。以下は、最新の製造技術に基づく生産工程の詳細な内訳である:

ステップ1:原材料の準備と切断

レールリンクの製造は、原材料の厳格な選択から始まる。メーカーは通常、35MnBMやCrNiMoシリーズ鋼などの高強度合金鋼を原材料として選びますが、これらは焼入れ性と衝撃靭性に優れ、過酷な使用条件下で線路に求められる耐摩耗性と耐疲労性を満たすことができます。

  • 製錬と圧延:製錬は電気炉または転炉で行われ、LF精錬とVD真空脱ガス処理により、鋼中の有害ガスや非金属介在物を除去し、鋼の内部構造の純度を確保する。
  • 切断:熱間圧延された丸鋼または角鋼を、計算された体積に従って切断し、個々のチェーンレールセグメント用のビレットとして使用します。最新の生産ラインでは、切断の精度と重量の均一性を確保するため、自動シャーリングマシンを使用することが多い。

ステップ2:加熱と精密鍛造

鍛造は、チェーンレール接合部の内部構造と外部輪郭を決定する重要な工程である。緻密なメタルフローラインを得るため、自動鍛造には熱間鍛造プレスが一般的に使用される。

  • 加熱:ビレットは中間周波数誘導加熱炉によって1100-1250℃に迅速に加熱され、温度制御選別システムが装備され、自動的に不適格温度のビレットを除去し、正確な鍛造温度を確保する。
  • ブランキングと成形:加熱されたビレットは、平坦化、予備鍛造、最終鍛造の工程を順に経る。大型のプレス機(3150トンの熱間鍛造プレス機など)で大きな圧力をかけ、金型キャビティ内で金属を流動・成形し、チェーン・レール・ジョイントの基本輪郭を形成する。
  • 精密切削(エッジカット、パンチング):成形された鍛造品にはバリや連続肌がある。エッジカットとパンチングに複合金型を使用し、余分な廃棄物を除去します。先進的な技術は、一般的な切断と精密切断のデュアルステーション複合金型を採用し、0.3mm以内の変位を制御することができ、生産効率を大幅に向上させる。

ステップ3:熱処理工程

熱処理は、トラックチェーンの耐摩耗性と耐用年数を決定する中核的なリンクです。外部硬度と内部靭性の特性を達成するために、最新のプロセスでは通常、廃熱焼入れや全体焼戻し+局部強化などの方法が用いられます。

  • 全体焼入れと焼戻し:鍛造品を加熱し、焼入れ(水焼入れまたは油焼入れ)してマルテンサイト組織を得た後、高温焼戻しを行い、全体の硬度をHRC25~40にし、芯部の靭性を確保する。
  • 局所的な硬化:チェーン・レール・ジョイントの支持面(支持輪との接触面)は、最も摩耗の激しい部分である。全体的な熱処理後、その部分に中周波または高周波焼入れを施し、深さ5~15mm、硬度HRC45~55の硬化層を形成し、耐摩耗性を大幅に向上させる必要がある。
  • 応力緩和:ピンホールやライナーホールのような応力の高い部分には、硬度による「ブロッキング破壊」(破断)を防ぐため、硬度をHRC40以下に制御する局所的な焼き戻し処理が必要である。

ステップ4:精密機械加工

熱処理後のチェーンレール接合部にはわずかな変形が生じるため、組み立て精度を確保するための精密機械加工が必要となる。

  • 平坦加工:チェーンレール接合部の支持面と軌道プレートの設置面をフライス加工し、平坦度が要件を満たすようにする。
  • 穴加工:ピン穴とライナー穴の加工。この2つの穴の同軸度要求は非常に高く、通常0.05mm以内に管理され、圧入後のピンシャフトとブッシングの回転柔軟性と寿命を確保する。
  • 穴あけ:トラックプレートを固定するためのボルト穴を開け、ナットの取り付け面を加工すること。

ステップ5:ピンシャフトとライニングの製造

トラックチェーンの連結部分はピンシャフトとブッシュで構成されており、これらにも極めて高い硬度と耐摩耗性が要求される。

  • 製造:シャフトとブッシュは通常、中炭素合金鋼または浸炭鋼で作られています。
  • 熱処理:通常、表面浸炭または全体硬化処理が施され、表面硬度は極めて高く(HRC 58-62まで)、コアは曲げや衝撃に耐える靭性を維持している。
  • 表面処理:SALT(Sealed and Lubricated Track)は、ピンシャフトとライナーの表面に特殊な処理を施し、潤滑グリースを充填することで摩耗寿命を延ばします。

ステップ6:組み立てと予備締め

加工したチェーンレールジョイント、ピンシャフト、ブッシュを一緒に組み合わせる。

  • 圧入する:専用の圧入機を使い、ライナーをチェーンレールジョイントのライナー穴に押し込み、ピンシャフトを別のチェーンレールジョイントのピン穴に押し込む。通常は、接続部がゆるまず、しっかりと固定されていることを確認するために、干渉嵌めを使用する。
  • 密閉:密閉式潤滑トラックでは、泥やグリースの侵入や漏れを防ぐために、接続部に2段階のシールシステム(バタフライシールなど)を設置する必要がある。

ステップ7:塗装と最終検査

  • 塗装:組み立てられたトラック・チェーンは、浸漬ラインに入る前に錆落としと洗浄を行う必要がある。腐食を防ぐため、通常、浸漬塗装またはスプレー処理が行われます。最新の工場では、環境にやさしい排ガス回収システムと触媒燃焼システムを採用し、クリーンな生産を実現しています。
  • 最終検査:
    • 寸法検査:チェーンのピッチ、真直度、横方向のクリアランスをチェックする。
    • 硬度と検査:主要な応力部分に磁粉探傷試験を実施し、表面の亀裂をチェックする。
    • 性能試験:静的荷重試験(耐力85kN以上)および疲労試験(最低500万サイクル)を実施する。

高品質なトラック・ウォーキング・チェーンには、材料の修正、精密鍛造、差熱処理から高精度の組み立てに至るまで、完全な工程管理が必要です。現在の産業界は自動化と知能化に向かって発展しており、製品の一貫性と信頼性を確保しながら生産効率を向上させるために、多数の産業用ロボットと3Dビジョン技術が使用されています。

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