Quy trình sản xuất xích con lăn 12B

Quy trình sản xuất xích con lăn 12B: Hé lộ logic sản xuất chính xác của các thành phần truyền động công nghiệp cốt lõi

Trong lĩnh vực truyền động công nghiệp và xử lý vật liệu toàn cầu, xích con lăn 12B, với dải công suất rộng, khả năng chịu tải ổn định, cùng với việc lắp đặt và bảo trì dễ dàng, đã trở thành một thiết bị truyền động thiết yếu cho máy móc khai thác mỏ, thiết bị nông nghiệp và hệ thống băng tải dây chuyền lắp ráp. Độ tin cậy lâu dài của xích con lăn 12B trong điều kiện vận hành tải trọng cao, tần suất cao phụ thuộc vào quy trình sản xuất nghiêm ngặt và tinh vi. Từ khâu lựa chọn nguyên liệu thô đến khâu giao hàng thành phẩm, việc kiểm soát tỉ mỉ ở mọi giai đoạn của quy trình là rất quan trọng để xác định tuổi thọ, hiệu suất truyền động và khả năng chống chịu rủi ro của xích. Hôm nay, chúng ta sẽ đi sâu vào toàn bộ quy trình sản xuất xích con lăn 12B, giải thích các chi tiết kỹ thuật đằng sau loại “xích chất lượng cao” này.

1. Nguyên tắc cơ bản của quy trình: Định vị tiêu chuẩn và logic lựa chọn vật liệu cho xích con lăn 12B

Trước khi đi sâu vào chi tiết quy trình, điều quan trọng là phải làm rõ “tiêu chuẩn quy trình” cho xích con lăn 12B. Là một loại xích truyền động tuân thủ tiêu chuẩn ANSI B29.1 (tiêu chuẩn xích của Mỹ) và ISO 606 (tiêu chuẩn xích quốc tế), các kích thước cốt lõi của nó, chẳng hạn như bước xích (19,05mm), đường kính con lăn (11,91mm) và chiều rộng đoạn trong (12,57mm), đều được tiêu chuẩn hóa và cố định. Mục tiêu cốt lõi của quy trình là đạt được hiệu suất tối đa thông qua vật liệu và công nghệ gia công trong khi vẫn đáp ứng các tiêu chuẩn này.

1. Lựa chọn vật liệu lõi cho quy trình sản xuất

Các bộ phận khác nhau của xích con lăn 12B đòi hỏi các vật liệu và quy trình xử lý sơ bộ khác nhau do các điều kiện tải trọng khác nhau của chúng:

Chốt và con lăn: Là các bộ phận cốt lõi trong hệ truyền động xích chịu được va đập và ma sát, thép ổ trục crom cacbon cao SUJ2 (tương đương với thép GCr15 trong nước) được lựa chọn. Vật liệu này trước tiên phải trải qua quá trình tiền xử lý “ủ cầu hóa” – nung nóng thép đến 780-820°C trong 4-6 giờ, sau đó làm nguội từ từ xuống dưới 500°C. Quá trình này làm giảm độ cứng của vật liệu (độ cứng Brinell ≤ 207 HB), cải thiện khả năng gia công và tạo nền tảng cho cấu trúc vi mô đồng nhất trong quá trình xử lý nhiệt tiếp theo, ngăn ngừa nứt vỡ trong quá trình tôi.

Các tấm xích và bạc lót: Các tấm xích cần chịu được tải trọng kéo, vì vậy thép kết cấu hợp kim cacbon thấp ST52-3 (cường độ kéo ≥ 520 MPa) được sử dụng. Quá trình “tôi và ram” (tôi sau đó ram ở nhiệt độ cao) đưa độ cứng lên HB220-250, đảm bảo cả cường độ kéo và độ dẻo dai nhất định để ngăn ngừa gãy vỡ. Bạc lót được làm bằng thép cacbon hóa 20CrMnTi, với quá trình cacbon hóa tiếp theo để tăng độ cứng bề mặt nhằm chịu được ma sát trượt với các chốt.

II. Quy trình sản xuất cốt lõi: Chuyển đổi chính xác từ “nguyên liệu thô” thành “mắt xích”

Việc sản xuất xích con lăn 12B bao gồm tám quy trình cốt lõi, mỗi quy trình đều yêu cầu kiểm soát chặt chẽ các thông số để đảm bảo độ chính xác và hiệu suất:

1. Xử lý sơ bộ nguyên liệu thô: Chuẩn bị cho quá trình chế biến

Loại bỏ gỉ sét và dầu mỡ: Khi vào xưởng, tất cả thép đều được ngâm trong dung dịch tẩy dầu mỡ kiềm (50-60°C, ngâm trong 15-20 phút) để loại bỏ dầu mỡ trên bề mặt. Sau đó, thép được tẩy gỉ bằng axit clohydric (nồng độ 15%-20%, ngâm ở nhiệt độ phòng trong 8-12 phút) để loại bỏ lớp cặn. Cuối cùng, thép được rửa sạch bằng nước và sấy khô để tránh tạp chất ảnh hưởng đến độ chính xác của các công đoạn gia công tiếp theo.

Cắt chính xác: Tùy thuộc vào kích thước của chi tiết, phương pháp cắt bằng cưa CNC hoặc cắt laser được sử dụng. Dung sai chiều dài cắt chốt phải được kiểm soát trong phạm vi ±0,1mm, trong khi việc cắt tấm xích phải duy trì độ lệch tỷ lệ kích thước ≤0,05% để tránh biến dạng trong quá trình dập tiếp theo.

2. Gia công chính xác các chi tiết quan trọng: Độ chính xác ở mức milimét

Dập và đột lỗ tấm xích: Việc dập và đột lỗ tấm xích được thực hiện trên máy đột dập CNC sử dụng khuôn dập liên tục. Đầu tiên, đường viền của tấm xích được đột ra, tiếp theo là các lỗ chốt ở cả hai đầu. Dung sai vị trí lỗ phải được kiểm soát ở mức H7 (phạm vi dung sai 0-0,018mm), với sai số khoảng cách tâm lỗ ≤0,05mm để đảm bảo độ chính xác khi lắp ráp với các chốt sau này. Việc loại bỏ bavia (sử dụng đá mài hoặc mài rung) là cần thiết sau khi dập để tránh các cạnh sắc nhọn gây thương tích cho người vận hành hoặc cản trở quá trình lắp ráp. Rèn nguội con lăn: Thép SUJ2 được tạo hình trong một bước bằng máy rèn nguội nhiều trạm. Dây thép được rèn trước, sau đó được ép đùn thành hình dạng con lăn, và cuối cùng được đột (để lắp vào ống lót). Trong quá trình rèn nguội, nhiệt độ khuôn (≤200°C) và áp suất (300-400 MPa) phải được kiểm soát để đảm bảo sai số độ tròn của con lăn ≤0,03mm nhằm ngăn ngừa mài mòn lệch tâm trong quá trình vận hành.
Hoàn thiện chốt: Đầu tiên, chốt được mài thô bằng máy mài không tâm (với dung sai đường kính ngoài ±0,05mm), sau đó được mài tinh đến kích thước cuối cùng (dung sai H8, 0-0,022mm) bằng máy mài trụ. Độ nhám bề mặt Ra ≤0,8μm được duy trì. Bề mặt nhẵn này làm giảm ma sát trượt với ống lót, kéo dài tuổi thọ sử dụng.

3. Xử lý nhiệt: Mang lại “Hiệu năng vượt trội” cho các linh kiện
Tôi luyện tấm xích: Sau khi dập, các tấm xích được đặt trong lò tôi liên tục, giữ ở nhiệt độ 850-880°C trong 30 phút, sau đó tôi bằng dầu. Tiếp theo, chúng được đặt trong lò tôi ở nhiệt độ 550-600°C trong 2 giờ. Độ cứng cuối cùng đạt HB220-250, và độ bền kéo tăng lên ≥800 MPa, đảm bảo chúng có thể chịu được tải trọng kéo định mức của xích 12B (≥18,8 kN). Tôi luyện chốt và con lăn + Tôi ở nhiệt độ thấp: Chốt và con lăn SUJ2 được nung nóng đến 830-850°C (giữ nhiệt độ trong 25 phút) trong lò tôi băng tải lưới, tôi bằng dầu, sau đó tôi ở nhiệt độ thấp 160-180°C trong 2 giờ, đạt độ cứng bề mặt HRC 58-62 và độ cứng lõi HRC 30-35. Cấu trúc “vỏ cứng, lõi bền chắc” này chống mài mòn và giảm chấn, ngăn ngừa vỡ. Tôi và thấm cacbon ống lót: Ống lót 20CrMnTi được đặt trong lò thấm cacbon và nung nóng ở 920-940°C trong 4-6 giờ với metanol và propan (chất thấm cacbon) để đạt được hàm lượng cacbon bề mặt từ 0,8%-1,2%. Sau đó, ống lót được tôi (làm nguội bằng dầu ở 850°C) và ram ở nhiệt độ thấp (180°C). Độ cứng bề mặt thu được là HRC 58-62, và độ sâu lớp thấm cacbon là 0,8-1,2mm, giúp kéo dài hiệu quả tuổi thọ ma sát của ống lót với chốt.

4. Lắp ráp theo mô-đun: Đảm bảo sự phối hợp tổng thể trong toàn bộ chuỗi

Lắp ráp khớp nối trong và ngoài: Khớp nối trong gồm có ống lót, con lăn và tấm khớp nối trong. Trước tiên, ấn ống lót vào lỗ chốt của tấm khớp nối trong (lắp ghép kiểu ép chặt, lực ép 5-8kN). Sau đó, trượt con lăn lên trên ống lót (lắp ghép kiểu hở, khe hở 0,02-0,05mm). Khớp nối ngoài gồm có chốt và tấm khớp nối ngoài. Chốt được ấn vào lỗ trên tấm khớp nối ngoài (lắp ghép kiểu ép chặt). Sau khi lắp ghép, kiểm tra độ vuông góc (độ lệch ≤ 0,5°) để tránh bị kẹt trong quá trình vận hành.
Lắp ráp hoàn chỉnh và kéo giãn sơ bộ: Các mắt xích bên trong và bên ngoài được ghép lại với nhau bằng chốt để tạo thành một chuỗi hoàn chỉnh. Sau đó là quy trình “kéo giãn sơ bộ” – một lực kéo bằng 80% tải trọng định mức (khoảng 15kN) được tác dụng lên máy thử độ bền kéo chuyên dụng trong 30 phút. Điều này loại bỏ độ giãn ban đầu của chuỗi và cho phép các bộ phận khớp chặt hơn với nhau. Nhờ đó, độ giãn tiếp theo được kiểm soát trong phạm vi 0,5% (so với mức trung bình của ngành là 1%-1,5%).

III. Quy trình kiểm soát chất lượng: Kiểm tra toàn diện để loại bỏ sản phẩm kém chất lượng

Xích con lăn 12B xuất khẩu trải qua quá trình kiểm tra đa chiều để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế. Các bước kiểm tra cốt lõi bao gồm:

1. Kiểm tra độ chính xác kích thước

Máy đo tọa độ ba chiều (CMM) được sử dụng để kiểm tra các kích thước quan trọng như khoảng cách tâm lỗ trên tấm xích, đường kính ngoài của trục chốt và đường kính con lăn. Mỗi lô được lấy mẫu ngẫu nhiên 20 chi tiết, với tỷ lệ đạt yêu cầu là 100%.

Dụng cụ đo bước xích được sử dụng để kiểm tra bước xích. Độ lệch bước xích trên mỗi mét phải ≤0,3mm để đảm bảo ăn khớp chính xác với đĩa xích.

2. Kiểm tra tính chất cơ học
Thử nghiệm độ bền kéo: Dây xích được kéo căng trên máy thử độ bền kéo cho đến khi đứt. Lực kéo đứt phải lớn hơn hoặc bằng 28,2kN (vượt xa tải trọng định mức 18,8kN) để đảm bảo an toàn trong trường hợp quá tải.
Thử nghiệm tuổi thọ mỏi: Xích được lắp trên “máy thử nghiệm mỏi xích” và chịu tải trọng bằng 50% tải trọng định mức (khoảng 9,4kN) ở tốc độ 1500 vòng/phút. Tuổi thọ mỏi phải đạt ≥ 500 giờ (tiêu chuẩn ngành là 300 giờ), mô phỏng độ tin cậy trong điều kiện tải trọng cao lâu dài.

3. Kiểm tra chất lượng bề mặt

Sử dụng máy đo độ nhám bề mặt để kiểm tra bề mặt chốt và con lăn; giá trị Ra phải ≤0,8μm.

Kiểm tra lớp xử lý bề mặt (ví dụ: mạ kẽm, nhuộm đen): độ dày lớp mạ kẽm phải ≥8μm và không được có dấu hiệu rỉ sét sau 48 giờ thử nghiệm phun muối (phun muối trung tính, dung dịch NaCl 5%). Lớp nhuộm đen phải đồng đều và không có vết loang, độ bám dính phải đạt tiêu chuẩn GB/T 10125.

IV. Giá trị tay nghề: Tại sao tay nghề chất lượng cao lại nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường của xích con lăn 12B?

Ưu điểm công nghệ của xích con lăn 12B mang lại giá trị trực tiếp như sau:

Tuổi thọ cao hơn: Sử dụng vật liệu SUJ2 và quy trình xử lý nhiệt chính xác, xích có tuổi thọ trung bình từ 8.000 đến 10.000 giờ, dài hơn 40% so với các loại xích thông thường (5.000-6.000 giờ), giúp giảm chi phí thay thế và thời gian ngừng hoạt động.

Truyền động ổn định hơn: Độ chính xác kích thước ở mức milimet và khả năng kéo giãn trước đảm bảo độ lệch tâm của xích ≤0,1mm trong quá trình hoạt động, duy trì hiệu suất truyền động trên 98%, phù hợp với các ứng dụng tốc độ cao như máy dệt và dây chuyền lắp ráp tự động.

Khả năng thích ứng rộng rãi: Các phương pháp xử lý bề mặt tùy chọn (mạ kẽm, làm đen và phốt phát hóa) và các giải pháp xử lý nhiệt tùy chỉnh (như tôi ở nhiệt độ thấp cho môi trường nhiệt độ thấp) đáp ứng các yêu cầu vận hành đa dạng. Ví dụ, xích mạ kẽm có thể được sử dụng trong các nhà máy chế biến thực phẩm để chống gỉ, trong khi xích phốt phát hóa có thể được sử dụng trong thiết bị khai thác mỏ để chống bụi và mài mòn.

Kết luận: Tay nghề chế tạo chính là “lợi thế cạnh tranh tiềm ẩn” của xích con lăn 12B.

Trên thị trường xích con lăn 12B toàn cầu, “giá thấp” không còn là lợi thế cốt lõi. Thay vào đó, “độ chính xác trong quy trình” và “hiệu suất ổn định” là chìa khóa để giành được sự tin tưởng của khách hàng nước ngoài. Từ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt trong việc lựa chọn nguyên liệu thô, đến kiểm soát từng milimet trong quy trình sản xuất, đến việc kiểm tra toàn diện trước khi giao hàng, mỗi quy trình đều thể hiện cam kết về độ tin cậy của sản phẩm.