Процесс производства гусеничных шагающих цепей

Гусеничная ходовая цепь (обычно называемая гусеничной цепью) является "ядром ходовой системы" для гусеничной техники, такой как асфальтоукладчики и дорожные фрезы, выдерживая весь вес машины и значительные ударные нагрузки во время работы. Производственный процесс объединяет ключевые технологии, включая точную ковку, обработку на станках с ЧПУ, упрочняющую термообработку и автоматизированную сборку. Ниже приводится подробное описание производственного процесса, основанного на современных технологиях изготовления:

Шаг 1: Подготовка и резка сырья

Производство рельсовых путей начинается с тщательного отбора сырья. В качестве сырья производители обычно выбирают высокопрочную легированную сталь, такую как сталь серий 35MnBM и CrNiMo, которая обладает отличной прокаливаемостью и ударной вязкостью и может удовлетворять требованиям к износостойкости и усталостной прочности рельсов в суровых условиях эксплуатации.

• Выплавка и прокатка: Плавка осуществляется в электрической печи или конвертере, затем подвергается рафинированию LF и вакуумной дегазации VD для удаления вредных газов и неметаллических включений в стали, обеспечивая чистоту внутренней структуры стали.
• Резка: Горячекатаная круглая или квадратная сталь разрезается на секции в соответствии с рассчитанным объемом и используется в качестве заготовок для отдельных сегментов цепной шины. На современных производственных линиях часто используются автоматические ножницы для обеспечения точности резки и постоянства веса.

Этап 2: Нагрев и точная ковка

Ковка - ключевой процесс, определяющий внутреннюю структуру и внешний контур соединения цепного рельса. Для получения плотного потока металла обычно используются автоматические ковочные прессы.

• Нагрев: Заготовка быстро нагревается до 1100-1250 ℃ индукционной нагревательной печью промежуточной частоты, оснащенной системой сортировки с контролем температуры для автоматического удаления заготовок с неквалифицированной температурой, обеспечивая точную температуру ковки.
• Заготовка и формовка: Нагретая заготовка последовательно проходит процессы сплющивания, предварительной ковки и окончательной штамповки. Большой пресс (например, 3150-тонный пресс для горячей ковки) прикладывает огромное давление, чтобы заставить металл течь и формироваться в полости формы, образуя основной контур соединения цепной шины.
• Прецизионная резка (рубка кромок и штамповка): Сформированная поковка имеет заусенцы и сплошную кожу. Используйте композитные формы для резки кромок и штамповки и удаляйте лишние отходы. Передовая технология использует двухстанционную композитную форму для общей и точной резки, которая может контролировать смещение в пределах 0,3 мм и значительно повысить эффективность производства.

Шаг 3: Процесс термической обработки

Термическая обработка является основным звеном, определяющим износостойкость и срок службы гусеничных цепей. Для достижения свойств внешней твердости и внутренней вязкости в современных процессах обычно используются такие методы, как закалка с отходящим теплом или общий отпуск+локальное упрочнение.

• Полная закалка и отпуск: Нагрейте поковку и закалите ее (закалка в воде или в масле) для получения мартенситной структуры, а затем проведите высокотемпературный отпуск для достижения общей твердости HRC 25-40 и обеспечения вязкости сердцевины.
• Локальное упрочнение: Опорная поверхность шарнира цепной рейки (в контакте с опорным колесом) является наиболее сильно изношенной зоной. После общей термообработки этот участок необходимо подвергнуть среднечастотной или высокочастотной индукционной закалке для формирования закаленного слоя глубиной 5-15 мм и твердостью HRC 45-55, что значительно повышает износостойкость.
• Снятие напряжения: В зонах повышенных напряжений, таких как отверстия для штифтов и вкладышей, требуется локальная закалка, чтобы контролировать твердость ниже HRC 40 для предотвращения "блокирующего разрушения" (разрушения) из-за твердости.

Шаг 4: Прецизионная обработка

Соединение цепной шины после термической обработки подвергается небольшой деформации и требует прецизионной обработки для обеспечения точности сборки.

• Плоская обработка: фрезерование опорной поверхности стыка цепного рельса и установочной поверхности пластины гусеницы для обеспечения соответствия плоскостности требованиям.
• Обработка отверстий: Обработка отверстий для штифтов и вкладышей. Требования к соосности этих двух отверстий чрезвычайно высоки, обычно контролируются в пределах 0,05 мм, чтобы обеспечить гибкость вращения и срок службы вала штифта и втулки после запрессовки.
• Сверление: Сверление отверстий под болты для крепления опорных пластин и обработка поверхностей для установки гаек.

Шаг 5: Изготовление штифтового вала и накладок

Шарнирная часть гусеничной цепи состоит из вала со штифтом и втулки, от которых также требуется чрезвычайно высокая твердость и износостойкость.

• Производство: Валы и втулки обычно изготавливаются из среднеуглеродистой легированной стали или науглероженной стали.
• Термическая обработка: Обычно они подвергаются поверхностному науглероживанию или общей закалке, при этом твердость поверхности чрезвычайно высока (до HRC 58-62), а сердцевина сохраняет вязкость, чтобы противостоять изгибу и ударам.
• Обработка поверхности: Для уплотненных и смазываемых гусениц (SALT) на поверхность вала и вкладыша наносится специальная обработка, а для продления срока службы заливается смазка.

Шаг 6: Сборка и предварительная затяжка

Соедините вместе обработанные шарниры цепной рейки, штифтовые валы и втулки.

• Прессовая посадка: С помощью специального станка для запрессовки запрессуйте вкладыш в отверстие вкладыша в стыке цепной рейки и запрессуйте вал штифта в отверстие штифта в другом стыке цепной рейки. Обычно используется интерференционная посадка для обеспечения прочности и отсутствия ослабления соединения.
• Уплотнение: В герметичных смазочных дорожках необходимо установить двухступенчатую систему уплотнения (например, уплотнения-бабочки) на соединении, чтобы предотвратить попадание и утечку грязи и смазки, что очень важно для оборудования, работающего в условиях грязи и гравия.

Шаг 7: Окраска и окончательный осмотр

• Покраска: Собранная гусеничная цепь должна быть очищена от ржавчины, прежде чем попасть на линию погружения. Для предотвращения коррозии обычно проводится общая обработка погружением или распылением. Современные заводы используют экологически чистые системы сбора выхлопных газов и каталитического сжигания для обеспечения чистоты производства。
• Окончательная проверка:
  • Проверка размеров: Проверьте шаг, прямолинейность и боковой зазор цепи.
  • Твердость и испытания: Проведите испытания на магнитные частицы в ключевых зонах напряжения, чтобы проверить наличие поверхностных трещин.
  • Эксплуатационные испытания: Проведите испытания на статическую нагрузку (при несущей способности не менее 85 кН) и усталостные испытания (не менее 5 миллионов циклов).

Высококачественная гусеничная цепь требует полного контроля процесса, начиная с модификации материала, точной ковки, дифференциальной термообработки и заканчивая высокоточной сборкой. В настоящее время промышленность развивается в направлении автоматизации и интеллекта: большое количество промышленных роботов и технологии 3D-видения используются для повышения эффективности производства, обеспечивая при этом стабильность и надежность продукции.