Herstellungsprozess der 12B-Rollenkette

12B-Rollenketten-Fertigungsprozess: Die präzise Produktionslogik zentraler industrieller Getriebekomponenten enthüllt

Im globalen Markt für industrielle Antriebstechnik und Materialtransport haben sich 12B-Rollenketten dank ihres breiten Leistungsbereichs, ihrer stabilen Tragfähigkeit sowie ihrer einfachen Montage und Wartung als unverzichtbare Antriebslösung für Bergbaumaschinen, Landmaschinen und Förderanlagen in Montagelinien etabliert. Die langfristige Zuverlässigkeit von 12B-Rollenketten unter hoher Belastung und Frequenz basiert auf einem strengen und ausgefeilten Fertigungsprozess. Von der Rohmaterialauswahl bis zur Auslieferung des fertigen Produkts ist die sorgfältige Kontrolle in jeder Phase des Prozesses entscheidend für die Lebensdauer, den Wirkungsgrad und die Risikoresistenz der Kette. Heute beleuchten wir den gesamten Fertigungsprozess von 12B-Rollenketten und erläutern die technischen Details dieser hochwertigen Kette.

1. Prozessgrundlagen: Standard-Positionierungs- und Materialauswahllogik für 12B-Rollenketten

Bevor wir auf die Details des Prozesses eingehen, ist es wichtig, zunächst den „Prozessstandard“ für die 12B-Rollenkette zu klären. Als Antriebskette, die den Normen ANSI B29.1 (amerikanischer Kettenstandard) und ISO 606 (internationaler Kettenstandard) entspricht, sind ihre Kernabmessungen, wie Teilung (19,05 mm), Rollendurchmesser (11,91 mm) und Innensegmentbreite (12,57 mm), standardisiert und festgelegt. Das Hauptziel des Prozesses ist es, durch die Auswahl geeigneter Materialien und die Optimierung der Verarbeitungstechnologie unter Einhaltung dieser Normen maximale Leistung zu erzielen.

1. Auswahl der Kernmaterialien im Hinblick auf die Prozesskompatibilität

Die verschiedenen Komponenten der 12B-Rollenkette erfordern aufgrund ihrer unterschiedlichen Belastungsszenarien unterschiedliche Werkstoffe und Vorbehandlungsverfahren:

Bolzen und Rollen: Als zentrale Bauteile des Kettenantriebs, die Stößen und Reibung standhalten müssen, wird hochkohlenstoffhaltiger Chromlagerstahl SUJ2 (entspricht dem heimischen Stahl GCr15) verwendet. Das Material muss zunächst einer Kugelglühung unterzogen werden – dabei wird der Stahl 4–6 Stunden lang auf 780–820 °C erhitzt und anschließend langsam auf unter 500 °C abgekühlt. Dieses Verfahren reduziert die Härte des Materials (Brinellhärte ≤ 207 HB), verbessert die Bearbeitbarkeit und schafft die Grundlage für ein gleichmäßiges Mikrogefüge bei der nachfolgenden Wärmebehandlung, wodurch Rissbildung beim Abschrecken verhindert wird.

Kettenplatten und Buchsen: Kettenplatten müssen Zugkräften standhalten. Daher wird niedriglegierter Baustahl ST52-3 (Zugfestigkeit ≥ 520 MPa) verwendet. Durch ein Anlassverfahren (Abschrecken gefolgt von Hochtemperaturanlassen) wird eine Härte von HB220–250 erreicht. Dies gewährleistet sowohl Zugfestigkeit als auch eine gewisse Zähigkeit, um Brüche zu vermeiden. Die Buchsen bestehen aus einsatzgehärtetem 20CrMnTi-Stahl und werden zusätzlich aufgekohlt, um die Oberflächenhärte zu erhöhen und so der Gleitreibung mit den Bolzen standzuhalten.

II. Kernfertigungsprozess: Präzisionsumwandlung von „Rohmaterialien“ zu „Kettengliedern“

Die Herstellung von 12B-Rollenketten umfasst acht Kernprozesse, die jeweils eine strenge Kontrolle der Prozessparameter erfordern, um Präzision und Leistung zu gewährleisten:

1. Rohmaterialvorbehandlung: Die Weichen für die Weiterverarbeitung stellen

Rost- und Ölentfernung: Nach Anlieferung in der Werkstatt wird der Stahl zunächst in einem alkalischen Entfettungsbad (50–60 °C, 15–20 Minuten) entfettet, um Oberflächenöl zu entfernen. Anschließend wird er mit Salzsäure (15–20 %ige Konzentration, 8–12 Minuten bei Raumtemperatur) gebeizt, um Zunder zu entfernen. Abschließend wird er mit klarem Wasser gespült und getrocknet, um zu verhindern, dass Verunreinigungen die Genauigkeit der nachfolgenden Bearbeitung beeinträchtigen.

Präzisionszuschnitt: Je nach Bauteilgröße wird CNC-Sägen oder Laserschneiden eingesetzt. Die Toleranzen der Bolzenlängen müssen innerhalb von ±0,1 mm liegen, während beim Zuschnitt von Kettenplatten eine Abweichung des Seitenverhältnisses von ≤0,05 % eingehalten werden muss, um Verformungen beim nachfolgenden Stanzen zu vermeiden.

2. Präzisionsbearbeitung von Schlüsselkomponenten: Millimetergenaue Präzision

Stanzung und Prägung der Kettenplatte: Die Kettenplatte wird auf einer CNC-Stanzpresse mit einem Folgeverbundwerkzeug geprägt. Zuerst wird die Kontur der Kettenplatte ausgestanzt, anschließend die Bolzenlöcher an beiden Enden. Die Positionstoleranzen der Löcher müssen gemäß H7 (Toleranzbereich 0–0,018 mm) eingehalten werden, mit einem Lochmittenabstand von ≤ 0,05 mm, um eine präzise Passung mit den Bolzen zu gewährleisten. Nach dem Stanzen ist ein Entgraten (mittels Schleifscheibe oder Vibrationsschleifen) erforderlich, um Verletzungen durch scharfe Kanten oder Montageprobleme zu vermeiden. Kaltumformung von Rollen: SUJ2-Stahl wird in einem Arbeitsgang mit einer Mehrstationen-Kaltumformmaschine geformt. Der Draht wird zunächst geschmiedet, dann in die Rollenform extrudiert und schließlich gestanzt (zum Einsetzen in die Hülse). Beim Kaltumformprozess müssen die Werkzeugtemperatur (≤200°C) und der Druck (300-400 MPa) kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass der Rundheitsfehler der Walze ≤0,03 mm beträgt und exzentrischer Verschleiß während des Betriebs verhindert wird.
Endbearbeitung des Stifts: Der Stift wird zunächst mit einer spitzenlosen Schleifmaschine vorgeschliffen (Außendurchmessertoleranz ±0,05 mm) und anschließend mit einer Rundschleifmaschine auf die Endmaße feingeschliffen (Toleranz H8, 0–0,022 mm). Eine Oberflächenrauheit von Ra ≤0,8 μm wird eingehalten. Diese glatte Oberfläche reduziert die Gleitreibung mit der Hülse und verlängert so deren Lebensdauer.

3. Wärmebehandlung: Verleihung von Bauteilen an „Robustheit und Leistungsfähigkeit“
Kettenplattenvergütung: Nach dem Stanzen werden die Kettenplatten in einem Durchlaufhärteofen 30 Minuten lang bei 850–880 °C gehalten und anschließend in Öl abgeschreckt. Danach werden sie 2 Stunden lang bei 550–600 °C angelassen. Die Endhärte beträgt HB220–250, und die Zugfestigkeit wird auf ≥800 MPa erhöht, wodurch sichergestellt wird, dass sie der Nennzugbelastung der 12B-Kette (≥18,8 kN) standhalten. Bolzen- und Rollenvergütung + Niedrigtemperaturvergütung: SUJ2-Bolzen und -Rollen werden in einem Durchlaufhärteofen auf 830–850 °C erhitzt (Haltezeit 25 Minuten), in Öl abgeschreckt und anschließend 2 Stunden lang bei 160–180 °C niedrigtemperaturvergütet. Dadurch wird eine Oberflächenhärte von HRC 58–62 und eine Kernhärte von HRC 30–35 erreicht. Diese Struktur mit „harter Außenseite und robustem Inneren“ widersteht Verschleiß und dämpft Stöße, wodurch Brüche verhindert werden. Aufkohlen und Abschrecken der Hülse: Eine 20CrMnTi-Hülse wird in einem Aufkohlungsofen mit Methanol und Propan (Aufkohlungsmitteln) 4–6 Stunden lang bei 920–940 °C erhitzt, um einen Oberflächenkohlenstoffgehalt von 0,8–1,2 % zu erreichen. Anschließend wird die Hülse abgeschreckt (850 °C, ölgekühlt) und bei niedriger Temperatur angelassen (180 °C). Die resultierende Oberflächenhärte beträgt HRC 58–62, und die Tiefe der aufgekohlten Schicht liegt bei 0,8–1,2 mm. Dadurch wird die Lebensdauer der Hülse im Reibungsbetrieb mit dem Bolzen effektiv verlängert.

4. Modulare Montage: Sicherstellung der Gesamtkoordination der Lieferkette

Montage des inneren und äußeren Verbindungsglieds: Das innere Verbindungsglied besteht aus einer Hülse, einer Rolle und einer inneren Verbindungsplatte. Zuerst wird die Hülse in die Stiftbohrung der inneren Verbindungsplatte eingepresst (Presspassung, Presskraft 5–8 kN). Anschließend wird die Rolle über die Hülse geschoben (Spielpassung, Spiel 0,02–0,05 mm). Das äußere Verbindungsglied besteht aus einem Bolzen und einer äußeren Verbindungsplatte. Der Bolzen wird in die Bohrung der äußeren Verbindungsplatte eingepresst (Presspassung). Nach dem Einpressen ist die Rechtwinkligkeit zu prüfen (Abweichung ≤ 0,5°), um ein Blockieren im Betrieb zu verhindern.
Kettenmontage und Vordehnung: Die inneren und äußeren Kettenglieder werden zu einer kompletten Kette verbunden. Anschließend erfolgt eine Vordehnung: Dabei wird die Kette 30 Minuten lang mit einer Zugkraft von 80 % der Nennlast (ca. 15 kN) an einer Zugprüfmaschine belastet. Dadurch wird die anfängliche Kettenlängung eliminiert und die Komponenten passen sich enger aneinander an. So lässt sich die nachfolgende Längung auf unter 0,5 % begrenzen (im Vergleich zum Branchenschnitt von 1–1,5 %).

III. Qualitätskontrollprozess: Vollständige Prozessprüfung zur Aussortierung minderwertiger Produkte

12B-Rollenketten für den Export werden mehrdimensionalen Prüfungen unterzogen, um die Einhaltung internationaler Normen sicherzustellen. Zu den wichtigsten Prüfschritten gehören:

1. Prüfung der Maßgenauigkeit

Eine dreidimensionale Koordinatenmessmaschine (KMM) wird zur Prüfung wichtiger Abmessungen wie dem Lochabstand der Kettenplatten, dem Außendurchmesser der Bolzenwelle und dem Rollendurchmesser eingesetzt. Pro Charge werden 20 Teile stichprobenartig geprüft, wobei alle Teile die Prüfung bestehen.

Zur Überprüfung der Kettenteilung wird eine Teilungslehre verwendet. Die Teilungsabweichung pro Meter muss ≤ 0,3 mm betragen, um einen präzisen Eingriff mit dem Kettenrad zu gewährleisten.

2. Prüfung der mechanischen Eigenschaften
Zugfestigkeitsprüfung: Die Kette wird in einer Zugprüfmaschine bis zum Bruch belastet. Die Bruchlast muss mindestens 28,2 kN betragen (und damit die Nennlast von 18,8 kN deutlich überschreiten), um die Sicherheit bei Überlastung zu gewährleisten.
Dauerfestigkeitsprüfung: Die Kette wird in eine Kettenprüfmaschine eingespannt und mit 50 % der Nennlast (ca. 9,4 kN) bei einer Drehzahl von 1500 U/min belastet. Die Dauerfestigkeit muss mindestens 500 Stunden betragen (Industriestandard: 300 Stunden), um die Zuverlässigkeit unter langfristiger Hochlastbelastung zu simulieren.

3. Oberflächenqualitätsprüfung

Verwenden Sie ein Oberflächenrauheitsmessgerät, um die Stift- und Rollenoberflächen zu prüfen; der Ra-Wert muss ≤0,8μm betragen.

Prüfen Sie die Oberflächenbehandlung (z. B. Verzinkung, Brünierung): Die Verzinkungsschicht muss mindestens 8 µm dick sein und darf nach einem 48-stündigen Salzsprühtest (neutrale Salzsprühlösung, 5%ige NaCl-Lösung) keinen Rost aufweisen. Die Brünierung muss gleichmäßig und fleckenfrei sein, und die Haftung muss der Norm GB/T 10125 entsprechen.

IV. Wert der handwerklichen Verarbeitung: Warum steigert eine hochwertige Verarbeitung die Wettbewerbsfähigkeit von 12B-Rollenketten auf dem Markt?

Die technologischen Vorteile der 12B-Rollenkette schlagen sich direkt in Wert nieder:

Längere Lebensdauer: Dank des SUJ2-Materials und einer präzisen Wärmebehandlung weist die Kette eine durchschnittliche Lebensdauer von 8.000 bis 10.000 Stunden auf, was über 40 % länger ist als bei herkömmlichen Ketten (5.000 bis 6.000 Stunden). Dadurch werden die Kosten für den Austausch und die Ausfallzeiten reduziert.

Stabilere Kraftübertragung: Millimetergenaue Abmessungen und Vordehnung gewährleisten einen Kettenrundlauf von ≤0,1 mm im Betrieb und halten einen Wirkungsgrad der Kraftübertragung von über 98 % aufrecht. Dadurch eignet sich die Kette für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie Textilmaschinen und automatisierte Montagelinien.

Weitgehend anpassungsfähig: Optionale Oberflächenbehandlungen (Verzinken, Brünieren und Phosphatieren) sowie kundenspezifische Wärmebehandlungslösungen (z. B. Niedrigtemperaturvergütung für Tieftemperaturumgebungen) erfüllen vielfältige Betriebsanforderungen. So können beispielsweise verzinkte Ketten in Lebensmittelverarbeitungsbetrieben zum Schutz vor Rost eingesetzt werden, während phosphatierte Ketten in Bergbaumaschinen Staub- und Verschleißbeständigkeit bieten.

Fazit: Handwerkliche Qualität ist der „versteckte Wettbewerbsvorteil“ von 12B-Rollenketten.

Auf dem globalen Markt für 12B-Rollenketten ist ein niedriger Preis kein entscheidender Wettbewerbsvorteil mehr. Vielmehr sind Prozesspräzision und Leistungsstabilität der Schlüssel zum Vertrauen internationaler Kunden. Von strengen Standards bei der Rohstoffauswahl über millimetergenaue Kontrollen im Fertigungsprozess bis hin zu umfassenden Vorversandprüfungen – jeder Prozessschritt ist dem Anspruch auf Produktzuverlässigkeit verpflichtet.