תקני תהליך הטבעה של לוחית קישור חיצונית של שרשרת רולר

תקני תהליך הטבעה של לוחית קישור חיצונית של שרשרת רולר

במערכות תמסורת תעשייתיות, שרשראות גלילים הן רכיבי תמסורת מרכזיים, וביצועיהן קובעים ישירות את יעילות התפעול ואת חיי השירות של הציוד. לוחות הקישור החיצוניים, "השלד" שלשרשרת הגלילים, ממלאים תפקיד מכריע בהעברת עומסים ובחיבור חוליות שרשרת. הסטנדרטיזציה והדיוק של תהליך הייצור שלהם הם גורמים מכריעים המשפיעים על האיכות הכוללת של שרשרת הגלילים. הטבעה, השיטה המקובלת לייצור לוחות חוליות חיצוניים, דורשת סטנדרטים מחמירים בכל שלב, החל מבחירת חומרי הגלם ועד לאספקת המוצר המוגמר, על מנת להבטיח שללוחות החוליה החיצוניים יהיו חוזק, קשיחות ודיוק ממדי מספיקים. מאמר זה יספק ניתוח מעמיק של תקני התהליך המלאים להטבעה של לוחות חוליות חיצוניים של שרשרת גלילים, ויספק לאנשי מקצוע בתעשייה התייחסות מקצועית ויאפשר למשתמשים הסופיים להבין בצורה ברורה יותר את היגיון התהליך שמאחורי שרשראות גלילים באיכות גבוהה.

א. הבטחות בסיסיות לפני הטבעה: בחירת חומרי גלם ותקני טיפול מקדים

ביצועי לוחות החיבור החיצוניים מתחילים בחומרי גלם איכותיים. תהליך ההטבעה קובע דרישות ברורות לתכונות המכניות ולהרכב הכימי של החומר, שהן תנאים מוקדמים לביצוע חלק של תהליכים עוקבים. כיום, החומרים המרכזיים ללוחות החיבור החיצוניים בתעשייה הם פלדות מבניות מסגסוגות דלת פחמן (כגון 20Mn2 ו-20CrMnTi) ופלדות מבניות פחמן איכותיות (כגון פלדת 45). בחירת החומר תלויה ביישום שרשרת הגלילים (למשל, עומסים כבדים, מהירויות גבוהות וסביבות קורוזיביות). עם זאת, ללא קשר לחומר הנבחר, עליו לעמוד בסטנדרטים הליבה הבאים:

1. סטנדרטים של הרכב כימי של חומרי גלם
בקרת תכולת פחמן (C): עבור פלדת 45, תכולת הפחמן חייבת להיות בין 0.42% ל-0.50%. תכולת פחמן גבוהה יותר יכולה להגביר את שבירות החומר והסדקים במהלך הטבעה, בעוד שתכולת פחמן נמוכה יותר יכולה להשפיע על חוזקו לאחר טיפול בחום שלאחר מכן. יש לשמור על תכולת המנגן (Mn) של פלדת 20Mn2 בין 1.40% ל-1.80% כדי לשפר את יכולת ההתקשות והקשיחות של החומר, ולהבטיח כי לוחות החוליות החיצוניים עמידים בפני שבר תחת עומסי פגיעה. מגבלות יסודות מזיקים: יש לשלוט בקפדנות בתכולת גופרית (S) וזרחן (P) מתחת ל-0.035%. שני יסודות אלה יכולים ליצור תרכובות בעלות נקודת התכה נמוכה, מה שגורם לחומר להפוך ל"שביר בחום" או "שביר בקור" במהלך תהליך הטבעה, דבר המשפיע על תפוקת המוצרים המוגמרים.

2. סטנדרטים לטיפול מקדים בחומרי גלם

לפני כניסתם לתהליך הטבעה, חומרי הגלם עוברים שלושה שלבי טיפול מקדים: כבישה, פוספטציה ושימון. לכל שלב דרישות איכות ברורות:

כבישה: יש להשרות את הפלדה בטמפרטורת החדר למשך 15-20 דקות באמצעות תמיסת חומצה הידרוכלורית 15%-20% להסרת אבנית וחלודה. לאחר הכבישה, יש להשרות את הפלדה נקייה מאבנית נראית לעין וללא קורוזיה מוגזמת (גומות), אשר עלולות להשפיע על הידבקות ציפוי הפוספט שיוכנס לאחר מכן.

פוספטציה: באמצעות תמיסת פוספטציה על בסיס אבץ, יש לטפל בטמפרטורה של 50-60 מעלות צלזיוס למשך 10-15 דקות ליצירת ציפוי פוספט בעובי של 5-8 מיקרומטר. ציפוי הפוספט חייב להיות אחיד וצפוף, כאשר ההידבקות צריכה להגיע לרמה 1 (ללא קילוף) באמצעות מבחן חיתוך צולב. פעולה זו מפחיתה את החיכוך בין תבנית ההטבעה ללוח הפלדה, מאריכה את חיי התבנית ומשפרת את עמידות הלוח החיצוני לחלודה.

יישום שמן: רססו שכבה דקה של שמן נגד חלודה (עובי ≤ 3 מיקרומטר) על פני ציפוי הפוספט. יש למרוח את שכבת השמן באופן שווה ללא פערים או הצטברות. פעולה זו מונעת חלודה של לוח הפלדה במהלך האחסון תוך שמירה על דיוק פעולות ההטבעה הבאות.

II. תקנים לתהליכי הטבעה של ליבות: בקרת דיוק משלב הכתיבה ועד לעיצוב

תהליך הטבעה של חוליות חיצוניות של שרשראות גלילים מורכב בעיקר מארבעה שלבים עיקריים: ריקוע, ניקוב, עיצוב וחיתוך. פרמטרי הציוד, דיוק התבנית ונהלי ההפעלה של כל שלב משפיעים ישירות על דיוק הממדים והתכונות המכניות של החוליות החיצוניות. יש להקפיד בקפדנות על התקנים הבאים:

1. סטנדרטים של תהליך הניקוי
תהליך הניקוב כולל ניקוב יריעות פלדה גולמיות לחלקים חסרים התואמים את המידות הפרושות של החוליות החיצוניות. הבטחת דיוק המימדים ואיכות הקצה של החלקים חסרי המבנה היא קריטית בתהליך זה.

בחירת ציוד: נדרשת מכבש סגור בעל נקודה אחת (המשקל משתנה בהתאם לגודל החוליה החיצונית, בדרך כלל 63-160kN). יש לשלוט בדיוק מהלך ההחלקה של המכבש בטווח של ±0.02 מ"מ כדי להבטיח מהלך עקבי עבור כל מכבש ולמנוע סטייה ממדית.

דיוק התבנית: יש לקבוע את המרווח בין המחורר לתבנית של תבנית הריק על סמך עובי החומר, בדרך כלל 5%-8% מעובי החומר (לדוגמה, עבור עובי חומר של 3 מ"מ, המרווח הוא 0.15-0.24 מ"מ). חספוס קצה החיתוך של התבנית חייב להיות נמוך מ-Ra0.8μm. שחיקת קצה העולה על 0.1 מ"מ דורשת ליטוש מחדש מיידי כדי למנוע היווצרות קוצים על קצה הריק (גובה קוצים ≤ 0.05 מ"מ).

דרישות ממדים: יש לשלוט בסטיית אורך החסר בטווח של ±0.03 מ"מ, בסטיית הרוחב בטווח של ±0.02 מ"מ, ובסטיית האלכסון בטווח של 0.04 מ"מ לאחר הניקוי, על מנת להבטיח נתונים מדויקים לשלבי העיבוד הבאים.

2. סטנדרטים לתהליך ניקוב

ניקוב הוא תהליך של ניקוב חורי הברגים וחורי הגלילים עבור לוחות החוליות החיצוניים לתוך החלק הריק לאחר הניקוב. דיוק מיקום החורים ודיוק הקוטר משפיעים ישירות על ביצועי ההרכבה של שרשרת הגלילים.

שיטת מיקום: נעשה שימוש במיקום נתון כפול (תוך שימוש בשני קצוות סמוכים של החלק הריק כנקודת ייחוס). פיני המיקום חייבים לעמוד בדיוק IT6 כדי להבטיח מיקום עקבי של החלק הריק במהלך כל ניקוב. סטיית מיקום החור חייבת להיות ≤ 0.02 מ"מ (יחסית למשטח הייחוס של לוח החוליה החיצוני). דיוק קוטר החור: סטיית הקוטר בין חורי הבורג לגלגל חייבת לעמוד בדרישות הסבילות IT9 (לדוגמה, עבור חור של 10 מ"מ, הסטייה היא +0.036 מ"מ/-0 מ"מ). סבילות העגלגלות של החור צריכה להיות ≤0.01 מ"מ, וחספוס דופן החור צריך להיות מתחת ל-Ra1.6μm. זה מונע מחוליות השרשרת להיות רופפות מדי או הדוקות מדי עקב סטייה מקוטר החור, דבר שעלול להשפיע על יציבות תיבת ההילוכים.

סדר ניקוב: ניקוב תחילה את חורי הברגים, ולאחר מכן את חורי הגלילים. סטיית המרחק ממרכז למרכז בין שני החורים חייבת להיות בטווח של ±0.02 מ"מ. סטיית המרחק המצטברת ממרכז למרכז תוביל ישירות לסטיית גובה בשרשרת הגלילים, אשר בתורה משפיעה על דיוק תיבת ההילוכים.

3. גיבוש סטנדרטים לתהליך

עיצוב כרוך בלחיצה על התבנית הגולמית המנוקבת דרך תבנית לצורה הסופית של לוח החוליה החיצונית (למשל, מעוקל או מדורג). תהליך זה דורש הבטחת דיוק הצורה של לוח החוליה החיצונית ובקרת קפיציות חזרה.

תכנון תבנית: תבנית העיצוב צריכה לאמץ מבנה מפולח, עם שתי תחנות, עיצוב מקדים ועיצוב סופי, שתצורתן מוגדרת בהתאם לצורת לוח החוליה החיצונית. תחנת העיצוב המקדים לוחצת בתחילה את החומר הריק לצורה ראשונית כדי להפחית את מאמץ העיוות במהלך העיצוב הסופי. חספוס פני השטח של חלל תבנית העיצוב הסופי חייב להגיע ל-Ra0.8μm כדי להבטיח משטח חלק וללא חריצים של לוח החוליה החיצונית.

בקרת לחץ: יש לחשב את לחץ העיצוב על סמך חוזק הכניעה של החומר, והוא בדרך כלל פי 1.2-1.5 מחוזק הכניעה של החומר (לדוגמה, חוזק הכניעה של פלדת 20Mn2 הוא 345MPa; יש לשלוט בלחץ העיצוב בין 414-517MPa). לחץ נמוך מדי יגרום לעיצוב לא שלם, בעוד שלחץ רב מדי יגרום לעיוות פלסטי מוגזם, מה שיפגע בביצועי טיפול החום לאחר מכן. בקרת קפיצה: לאחר העיצוב, יש לשלוט בקפיצה של לוח הקישור החיצוני בטווח של 0.5°. ניתן לנטרל זאת על ידי קביעת זווית פיצוי בחלל התבנית (שנקבעת על סמך מאפייני קפיצת החומר, בדרך כלל 0.3°-0.5°) כדי להבטיח שהמוצר המוגמר יעמוד בדרישות התכנון.

4. סטנדרטים לתהליך גיזום
חיתוך הוא תהליך של הסרת הבזק וחומר עודף שנוצר במהלך תהליך העיצוב כדי להבטיח שקצוות לוח הקישור החיצוני ישרים.

דיוק חיתוך תבנית: יש לשלוט על הפער בין הניקוב למת החיתוך בטווח של 0.01-0.02 מ"מ, וחדות קצה החיתוך חייבת להיות נמוכה מ-Ra0.4μm. יש לוודא שקצוות לוח הקישור החיצוני לאחר החיתוך נקיים מקולקלים (גובה הקולקלים ≤ 0.03 מ"מ) ושגיאת ישרות הקצה היא ≤ 0.02 מ"מ/מ'.

רצף חיתוך: חתוך תחילה את הקצוות הארוכים, לאחר מכן את הקצוות הקצרים. פעולה זו מונעת עיוות של לוחית החוליה החיצונית עקב רצף חיתוך לא נכון. לאחר החיתוך, יש לבצע בדיקה ויזואלית של לוחית החוליה החיצונית כדי לוודא שאין פגמים כגון פינות סדוקות או סדקים.

ג. סטנדרטים של בדיקת איכות לאחר הטבעה: בקרה מקיפה על ביצועי המוצר המוגמר

לאחר ההטבעה, לוחות החיבור החיצוניים עוברים שלושה תהליכי בדיקת איכות קפדניים: בדיקת מימדים, בדיקת תכונות מכניות ובדיקת מראה. רק מוצרים העומדים בכל הסטנדרטים יכולים לעבור לתהליכי טיפול בחום והרכבה הבאים. סטנדרטים ספציפיים לבדיקה הם כדלקמן:

1. תקני בדיקה ממדיים
בדיקה ממדית משתמשת במכונת מדידה תלת-ממדית של קואורדינטות (דיוק ≤ 0.001 מ"מ) בשילוב עם מדידות מיוחדות, תוך התמקדות במידות המרכזיות הבאות:

פסיעה: פסיעה של לוחית החוליה החיצונית (המרחק בין שני חורי הברגים) חייבת להיות בעלת סבילות של ±0.02 מ"מ, עם שגיאת פסיעה מצטברת של ≤0.05 מ"מ לכל 10 חלקים. סטייה מוגזמת מהפסיעה עלולה לגרום לרעידות ורעש במהלך העברת שרשרת הגלילים.

עובי: סטיית עובי לוח החוליה החיצוני חייבת לעמוד בדרישות הסבילות IT10 (לדוגמה, עבור עובי של 3 מ"מ, הסטייה היא +0.12 מ"מ/-0 מ"מ). שינויי עובי בתוך אצווה חייבים להיות ≤0.05 מ"מ כדי למנוע עומס אחיד על חוליות השרשרת עקב עובי לא אחיד. סבילות למיקום חור: סטיית המיקום בין חור הבורג לחור הגליל חייבת להיות ≤0.02 מ"מ, ושגיאת הקואקסיאליות של החור חייבת להיות ≤0.01 מ"מ. יש לוודא שהמרווח בין הפין והגליל עומד בדרישות התכנון (המרווח הוא בדרך כלל 0.01-0.03 מ"מ).

2. סטנדרטים לבדיקת תכונות מכניות

בדיקת תכונות מכניות דורשת בחירה אקראית של 3-5 דגימות מכל אצווה של מוצרים לצורך בדיקת חוזק מתיחה, קשיות וכיפוף.

חוזק מתיחה: נבדק באמצעות מכונת בדיקת חומרים אוניברסלית, חוזק המתיחה של לוח החוליה החיצוני חייב להיות ≥600MPa (לאחר טיפול בחום של פלדת 45) או ≥800MPa (לאחר טיפול בחום של 20Mn2). השבר חייב להתרחש באזור שאינו החורים של לוח החוליה החיצוני. כשל ליד החור מצביע על ריכוז מאמץ במהלך תהליך הניקוב, ויש להתאים את פרמטרי התבנית. בדיקת קשיות: השתמשו בבודק קשיות Rockwell כדי למדוד את קשיות פני השטח של לוחות החוליה החיצוניים. יש לשלוט על הקשיות בטווח HRB80-90 (מצב מחושל) או HRC35-40 (מצב מרווה ומחוסם). קשיות גבוהה מדי תגביר את שבירות החומר ואת הרגישות לשבירה; קשיות נמוכה מדי תשפיע על עמידות הבלאי.

בדיקת כיפוף: כופפו את לוחות החוליה החיצוניים ב-90° לאורכם. אסור שיופיעו סדקים או שברים על פני השטח לאחר הכיפוף. קפיצת הגב לאחר פריקה צריכה להיות ≤5°. זה מבטיח שללוחות החוליה החיצוניים יש קשיחות מספקת כדי לעמוד בעומסי הפגיעה במהלך תיבת ההילוכים.

3. סטנדרטים לבדיקת מראה

בדיקת מראה משלבת בדיקה ויזואלית ובדיקת זכוכית מגדלת (הגדלה פי 10). דרישות ספציפיות הן כדלקמן:

איכות פני השטח: פני השטח של לוחית הקישור החיצונית חייבים להיות חלקים ושטוחים, ללא שריטות (עומק ≤ 0.02 מ"מ), שקעים או פגמים אחרים. ציפוי הפוספט חייב להיות אחיד וללא ציפוי חסר, הצהבה או קילוף. איכות הקצוות: הקצוות חייבים להיות נקיים מקורצפים (גובה ≤ 0.03 מ"מ), סדקים (גודל הקרצף ≤ 0.1 מ"מ), סדקים או פגמים אחרים. יש להסיר קוצים קלים באמצעות פסיבציה (טבילה בתמיסת פסיבציה למשך 5-10 דקות) כדי למנוע שריטות על המפעיל או על רכיבים אחרים במהלך ההרכבה.
איכות דופן החור: דופן החור חייבת להיות חלקה, נקייה מדרגות, שריטות, עיוותים או פגמים אחרים. כאשר נבדקת באמצעות מד יציאה/אסור, מד היציאה חייב לעבור בצורה חלקה, בעוד שמד האסור אסור שיעבור, תוך הבטחה שהחור עומד בדרישות דיוק ההרכבה.

IV. כיווני אופטימיזציה של תהליכי הטבעה: מסטנדרטיזציה לבינה

עם ההתקדמות המתמשכת של טכנולוגיית הייצור התעשייתי, גם הסטנדרטים לתהליכי הטבעה של חוליות חיצוניות של שרשראות גלילים משודרגים באופן מתמיד. פיתוח עתידי יכוון לתהליכים חכמים, ירוקים ובעלי דיוק גבוה. כיווני אופטימיזציה ספציפיים הם כדלקמן:

1. יישום של ציוד ייצור חכם

הצגת מכונות הטבעה CNC ורובוטים תעשייתיים להשגת בקרה אוטומטית וחכמה על תהליך ההטבעה:

מכונות הטבעה CNC: מצוידות במערכת סרוו מדויקת, הן מאפשרות כוונון בזמן אמת של פרמטרים כגון לחץ הטבעה ומהירות מהלך, עם דיוק בקרה של ±0.001 מ"מ. הן כוללות גם יכולות אבחון עצמי, המאפשרות זיהוי בזמן של בעיות כגון שחיקה של המדפים ואנומליות חומר, ובכך מפחיתות את מספר המוצרים הפגומים.

רובוטים תעשייתיים: משמשים לטעינת חומרי גלם, הטבעה של העברת חלקים ומיון מוצרים מוגמרים, הם מחליפים פעולות ידניות. זה לא רק משפר את יעילות הייצור (ומאפשר ייצור רציף 24 שעות ביממה), אלא גם מבטל סטיות ממדיות הנגרמות מפעולה ידנית, ומבטיח איכות מוצר עקבית.

2. קידום תהליכים ירוקים

הפחתת צריכת אנרגיה וזיהום סביבתי תוך עמידה בתקני תהליך:

אופטימיזציה של חומרי התבנית: שימוש בתבנית מרוכבת העשויה מפלדת מהירות גבוהה (HSS) וקרביד צמנט (WC) מאריך את חיי התבנית (ניתן להאריך את חיי השירות פי 3-5), מפחית את תדירות החלפת התבנית ומפחית בזבוז חומרים.

שיפורים בתהליך הטיפול המקדים: קידום טכנולוגיית פוספטציה ללא זרחן ושימוש בתמיסות פוספטציה ידידותיות לסביבה מפחיתים את זיהום הזרחן. יתר על כן, ריסוס אלקטרוסטטי של שמן עמיד בפני חלודה משפר את ניצול השמן עמיד בפני חלודה (ניתן להגדיל את שיעור הניצול ליותר מ-95%) ומפחית את פליטת ערפל השמן.

3. שדרוג טכנולוגיית בדיקה מדויקת במיוחד

מערכת בדיקת ראייה ממוחשבת הוצגה כדי לאפשר בדיקת איכות מהירה ומדויקת של לוחות קישור חיצוניים.

מערכת בדיקת הראייה המכונה, המצוידת במצלמה ברזולוציה גבוהה (רזולוציה של 20 מגה פיקסל ומעלה) ובתוכנת עיבוד תמונה, יכולה לבדוק בו זמנית את לוחות הקישור החיצוניים לצורך דיוק ממדי, פגמי מראה, סטייה ממיקום החורים ופרמטרים נוספים. המערכת מתגאה במהירות בדיקה של 100 חלקים לדקה, ומשיגה דיוק של למעלה מפי 10 מבדיקה ידנית. היא גם מאפשרת אחסון וניתוח בזמן אמת של נתוני בדיקה, ומספקת תמיכה בנתונים לאופטימיזציה של התהליך.

סיכום: סטנדרטים הם חבל ההצלה של האיכות, ופרטים קובעים את אמינות התמסורת.

תהליך ההטבעה של לוחות החוליות החיצוניות של שרשרת גלילים אולי נראה פשוט, אך יש להקפיד על סטנדרטים מחמירים בכל שלב - החל משליטה בהרכב הכימי של חומרי הגלם, דרך הבטחת דיוק ממדי במהלך תהליך ההטבעה, ועד לבדיקת איכות מקיפה של המוצר המוגמר. חוסר תשומת לב לפרטים עלול להוביל לפגיעה בביצועי לוח החוליות החיצוניות, וכתוצאה מכך, להשפיע על אמינות התמסורת של שרשרת הגלילים כולה.