Dans le contexte de l’avancement en profondeur de la stratégie « Manufacturing Power », l’industrie des machines de construction subit une transformation critique, passant d’une « expansion quantitative » à un « saut qualitatif ».
Les équipements lourds tels que les chargeuses, les excavatrices et les bulldozers ont longtemps servi dans des conditions de travail difficiles avec beaucoup de poussière, de forts impacts et de lourdes charges. La durée de vie et la fiabilité de leurs composants principaux déterminent directement la réputation sur le marché et la valeur de la marque de l’ensemble de la machine.
La technologie de traitement des miroirs par ultrasons, une technologie de traitement des surfaces métalliques, peut simultanément obtenir une finition miroir sur la surface de la pièce, optimiser les contraintes de surface et renforcer la dureté et la résistance à l’usure.
Il a été mis en œuvre à grande échelle dans la production et le traitement en série de pièces essentielles de machines d’ingénierie.
La technologie de traitement des miroirs par ultrasons est différente de la logique de traitement de la découpe et du meulage traditionnels pour éliminer les matériaux. Il s’agit d’un processus de renforcement des surfaces plastiques à froid, sans coupure. Son principe de base est le suivant : un générateur ultrasonique spécial convertit l’énergie électrique en vibrations mécaniques à haute fréquence, entraînant la tête de l’outil de traitement à impacter uniformément la surface métallique de la pièce à une fréquence de dizaines de milliers de fois par seconde.
Sous l’action continue du micro-impact à haute fréquence, les pics d’ondes microscopiques métalliques sur la surface de la pièce sont compactés et aplatis, et les creux d’ondes sont remplis, obtenant une surface microscopique lisse ;
en même temps, la couche de surface métallique est amenée à subir une déformation plastique à l’échelle nanométrique, la structure métallographique de surface est reconstruite, la contrainte de traction résiduelle générée par le tournage et le meulage est éliminée et une couche dense de renforcement des contraintes de compression est formée.
Enfin, sans modifier la précision dimensionnelle de la pièce, de multiples améliorations des performances telles qu’une douceur élevée, une dureté élevée, une résistance élevée à l’usure, une résistance à la fatigue et une résistance à la corrosion sont obtenues simultanément, s’adaptant aux conditions de travail robustes et durables des machines d’ingénierie.
Sur la base des problèmes de traitement des trois principales parties vulnérables des cylindres des machines d’ingénierie, des broches de concasseur et des arbres de transmission de précision, nous avons utilisé la technologie de traitement des miroirs par ultrasons pour améliorer le processus, et les résultats ont été remarquables dans les cas de production de masse.
Cas 1 : Traitement du miroir et transformation du trou intérieur du cylindre d’huile.
Le cylindre d’huile est le composant de puissance principal des machines d’ingénierie. La qualité de surface du trou intérieur du cylindre d’huile affecte directement les performances d’étanchéité et la durée de vie.
Lorsque l’équipement fonctionne à haute pression, la bague d’étanchéité s’use facilement à cause de la microtexture, provoquant des fuites d’huile et des fuites d’huile dans le cylindre. Cela entraîne non seulement une perte d’huile hydraulique et diminue l’efficacité de fonctionnement, mais nécessite également des arrêts fréquents pour remplacer la bague d’étanchéité. Les coûts d’exploitation et de maintenance restent élevés, ce qui constitue un problème courant dans la fabrication de machines d’ingénierie.
En réponse aux besoins de traitement des grands cylindres de machines d’ingénierie, nous utilisons un équipement de traitement de miroirs ultrasoniques intégré pour nous adapter aux scénarios de traitement de cylindres à grande ouverture et à longue course et réaliser un serrage et un moulage uniques.
Il n’est pas nécessaire de procéder à des processus de polissage et de meulage secondaires dans l’ensemble du processus. L’équipement est équipé d’un système intelligent pour garantir une pression de traitement précise et stable, éviter la déformation de la pièce et s’adapter aux besoins de production de masse.
Après la modification, la surface du trou intérieur du cylindre d’huile atteint un effet miroir industriel, la rugosité est contrôlée de manière stable en dessous de Ra0,2 μm et la texture microscopique de la paroi intérieure est uniforme et dense.
La vérification des conditions de travail réelles montre que l’usure de la bague d’étanchéité du cylindre est considérablement réduite, les performances d’étanchéité de l’équipement sont améliorées de plus de 30 % et il n’y a aucune fuite ni décompression dans des conditions de travail à haute pression. La résistance à l’usure globale du cylindre d’huile est améliorée, la durée de vie est prolongée et la fréquence annuelle moyenne de maintenance de l’équipement est réduite.
Cas 2 : Traitement amélioré par miroir de l’arbre principal d’un concasseur minier.
L’arbre principal du concasseur est le principal composant porteur et de transmission de l’équipement de concassage minier. Il est largement utilisé dans les principales machines d’ingénierie minière telles que les concasseurs à mâchoires, les concasseurs à cône et les concasseurs à percussion. Il a longtemps été soumis à des conditions de travail extrêmes telles qu’un impact de haute intensité, une extrusion à forte charge, un frottement sur le sable et le gravier et une corrosion par la poussière.
En fonctionnement continu à haute fréquence et sous forte charge, la surface de l’arbre principal est sujette à des problèmes tels que l’usure abrasive, les rayures et la corrosion par piqûres, qui peuvent entraîner des secousses de l’arbre principal, une augmentation du faux-rond radial, une défaillance des roulements et d’autres défaillances. Dans les cas graves, une rupture par fatigue du puits principal peut survenir, provoquant l’arrêt des équipements et une interruption de la capacité de production, ce qui entraîne d’énormes pertes économiques pour la production minière. C’est également la principale raison du taux de défaillance élevé des équipements de concassage et des coûts de maintenance élevés.
Compte tenu des caractéristiques d’usinage du grand diamètre, de l’arbre long et de la surface d’accouplement à forte charge de la broche du concasseur, ainsi que des problèmes liés à l’incapacité d’éliminer complètement les contraintes de surface et à la résistance insuffisante à l’usure de la surface avec les processus traditionnels, nous utilisons une technologie de traitement de miroir ultrasonique personnalisée pour couvrir entièrement la surface de travail circonférentielle extérieure de l’arbre principal et la position d’accouplement du roulement avec un traitement par micro-impact à haute fréquence pour reconstruire la structure métallographique, éliminer les contraintes de traction résiduelles de meulage et former un matériau de haute densité et de haute dureté.
couche renforcée par contrainte de compression. Après la transformation de la technologie de traitement des miroirs ultrasoniques, la rugosité de la surface de l’arbre principal du concasseur est contrôlée de manière stable en dessous de Ra0,2 μm et la surface est lisse et dense sans points de concentration de contraintes.
Les données de mesure réelles dans les conditions de travail montrent que le coefficient de frottement de la surface de la broche est considérablement réduit, que la résistance à l’usure du sable et du gravier, à la corrosion par piqûre et à la corrosion est considérablement améliorée et que la dureté de la surface est régulièrement augmentée, ce qui améliore les problèmes des broches traditionnelles sujettes à l’usure et au pelage.
Dans le même temps, la structure de contrainte de compression de surface inhibe efficacement la génération et l’expansion de fissures de fatigue, améliore la durée de vie anti-fatigue de la broche, réduit considérablement le voile radial pendant le fonctionnement de l’équipement, rend le fonctionnement de la transmission plus stable, réduit considérablement le bruit de vibration, réduit le taux de défaillance de l’ensemble de la machine, réduit considérablement la fréquence des arrêts et de la maintenance des équipements miniers et garantit efficacement des opérations continues à haut rendement dans la mine.
Cas 3 : Finition miroir d’un arbre de transmission de précision de machines d’ingénierie.
Les composants de transmission de base tels que les arbres de transmission de puissance des machines d’ingénierie et les arbres d’engrenages ont des exigences extrêmement élevées en matière de précision de surface, de coaxialité et de résistance à la fatigue.
Il existe des contraintes de traction résiduelles sur la surface du corps de l’arbre. La concentration de contraintes est susceptible de se produire lors d’un fonctionnement à grande vitesse à long terme et d’un impact de forte charge, provoquant une distorsion de l’arbre, des fissures, des tuiles et d’autres défaillances, affectant sérieusement la stabilité de la transmission de l’équipement.
Un équipement de traitement de miroirs à ultrasons et des têtes d’outils professionnelles personnalisées sont utilisés pour compléter la finition et le renforcement du miroir en un seul serrage, évitant ainsi les erreurs de positionnement causées par plusieurs serrages et garantissant la coaxialité et la précision dimensionnelle des pièces de l’arbre.
Après le traitement, la rugosité de surface de l’arbre de transmission peut atteindre moins de Ra0,2 μm, et une certaine contrainte de compression résiduelle de surface est prédéfinie pour former une couche uniforme de renforcement des contraintes de compression, ce qui améliore considérablement la résistance à la fatigue.
Pendant le fonctionnement de l’équipement, la transmission est plus douce et le bruit est plus faible, et les défauts tels que le maintien et la casse des carreaux sont éliminés, et la fiabilité et la durabilité de l’ensemble du système de transmission sont qualitativement améliorées.
Sur la base des cas de production de masse mentionnés ci-dessus, par rapport aux processus traditionnels de meulage et de polissage, la technologie de traitement des miroirs par ultrasons présente des avantages exceptionnels dans la fabrication de machines d’ingénierie, résolvant avec précision les problèmes de production et d’application industrielles :
1. Double amélioration de la douceur et des performances, s’adaptant aux normes de fabrication haut de gamme : il peut obtenir de manière stable des effets de traitement super miroir, compléter simultanément la finition de surface et le renforcement de la couche de surface, améliorer les quatre propriétés fondamentales de résistance à l’usure, de résistance à la fatigue, de résistance à la corrosion et d’étanchéité des pièces, et répondre aux exigences de qualité des pièces de précision des machines d’ingénierie haut de gamme.
2. Pas de pollution, verte et économe en énergie : il s’agit d’une technologie de traitement sans coupe qui ne consomme pas le matériau de base de la pièce et ne présente aucune pollution par la poussière. Cela s’inscrit dans la tendance de développement de la production verte et de la modernisation à faible émission de carbone de la fabrication de machines.
3. Large adaptabilité et forte compatibilité : il peut être adapté à la plupart des pièces métalliques de machines d’ingénierie telles que des cylindres, des arbres, des vannes, des engrenages, etc., en tenant compte du traitement des pièces conventionnelles et des pièces complexes, sans qu’il soit nécessaire de modifier considérablement la ligne de production.
L’industrie nationale des machines de construction se trouve actuellement dans une étape critique de transformation de la « fabrication à grande échelle » à la « fabrication intelligente haut de gamme ». Une précision insuffisante, une durée de vie courte et une fiabilité insuffisante des pièces ont toujours été les principaux goulots d’étranglement limitant la percée des machines de construction haut de gamme nationales.
La mise en œuvre innovante de la technologie de traitement des miroirs par ultrasons a compensé les défauts de qualité du côté de la fabrication de pièces, réduisant ainsi l’écart de performances entre les machines de construction nationales et les produits haut de gamme internationaux.
Pour les entreprises manufacturières, cette technologie peut non seulement améliorer la compétitivité de base des produits et créer des produits de machines d’ingénierie haut de gamme avec une durabilité élevée, de faibles pannes et un fonctionnement et une maintenance réduits, mais également améliorer la rentabilité sur le marché et la réputation de la marque de l’entreprise en réduisant les coûts et en augmentant l’efficacité ; pour l’industrie, il a complètement révolutionné le modèle traditionnel de traitement des surfaces métalliques et a fourni un support de processus de base pour la mise à niveau précise, à long terme et localisée des machines d’ingénierie.
L’innovation des processus est la principale force motrice de la mise à niveau des équipements de fabrication.
Avec ses multiples avantages, la technologie de traitement des miroirs par ultrasons est devenue l’une des meilleures solutions de processus pour résoudre les problèmes d’usure, de fuite et de rupture par fatigue des pièces essentielles des machines d’ingénierie.
À l’avenir, nous continuerons à nous plonger dans le domaine du traitement de précision par ultrasons, à optimiser les solutions de processus, à créer des solutions de traitement personnalisées pour divers composants essentiels des machines d’ingénierie, à aider davantage d’entreprises manufacturières à surmonter les goulots d’étranglement des processus et à permettre le développement de haute qualité et haut de gamme de l’industrie des machines d’ingénierie grâce à une fabrication de précision.
