ориз. 1. По време на цикъла на валцуване на системата за вертикално подаване на ролка, водещият ръб се „огъва“ пред огъващите ролки. След това прясно изрязаният заден ръб се плъзга върху водещия ръб, позиционира се и се заварява, за да се образува навитата обвивка.
Всеки, който работи в металообработващата промишленост, вероятно е запознат с валцови мелници, независимо дали са мелници с предварително захващане, тривалцови мелници с двойно захващане, триролкови геометрични транслационни мелници или четириролкови мелници. Всеки от тях има своите ограничения и предимства, но те имат едно общо нещо: валцуват листове и плочи в хоризонтално положение.
По-малко известен метод включва превъртане във вертикална посока. Подобно на други методи, вертикалното превъртане има своите ограничения и предимства. Тези силни страни почти винаги решават поне един от двата проблема. Един от тях е ефектът на гравитацията върху детайла по време на процеса на валцуване, а другият е неефективността на обработката на материала. Подобренията могат както да подобрят работния процес, така и в крайна сметка да повишат конкурентоспособността на производителя.
Технологията за вертикално валцуване не е нова. Неговите корени могат да бъдат проследени до няколко персонализирани системи, създадени през 70-те години. До 90-те години на миналия век някои производители на машини предлагаха вертикални валцоващи мелници като стандартна продуктова линия. Тази технология е възприета от различни индустрии, особено в областта на танкостроенето.
Обичайните резервоари и контейнери, които често се произвеждат вертикално, включват тези, използвани в хранителната, млечната, винарската, пивоварната и фармацевтичната промишленост; API резервоари за съхранение на масло; заварени резервоари за вода за селско стопанство или съхранение на вода. Вертикалните ролки значително намаляват обработката на материала, често осигуряват по-добро качество на огъване и по-ефективно се справят със следващата стъпка на сглобяване, подравняване и заваряване.
Друго предимство е показано, когато капацитетът за съхранение на материала е ограничен. Вертикалното съхранение на плочи или плочи изисква по-малко пространство от съхраняването на плочи или плочи върху равна повърхност.
Помислете за магазин, в който корпусите на резервоари с голям диаметър (или „слоеве“) се навиват на хоризонтални ролки. След валцуване операторите извършват точково заваряване, спускат страничните рамки и удължават валцованата обвивка. Тъй като тънката обвивка се увисва под собственото си тегло, тя трябва да бъде подсилена с усилващи елементи или стабилизатори или да се завърти във вертикално положение.
Такъв голям обем от операции – подаване на дъски от хоризонтални на хоризонтални ролки само за свалянето им след валцуване и накланяне за подреждане – може да създаде всякакви производствени проблеми. Благодарение на вертикалното превъртане, магазинът елиминира всички междинни обработки. Листовете или дъските се подават вертикално и се навиват, закрепват, след което се повдигат вертикално за следващата операция. При надигане корпусът на резервоара не се съпротивлява на гравитацията, така че не се огъва под собствената си тежест.
Известно вертикално търкаляне се случва на машини с четири ролки, особено за по-малки резервоари (обикновено по-малки от 8 фута в диаметър), които ще бъдат транспортирани надолу по веригата и обработвани вертикално. Системата с 4 ролки позволява повторно навиване, за да се елиминират неогънатите плоски части (където ролките захващат листа), което е по-забележимо при сърцевините с малък диаметър.
В повечето случаи вертикалното валцоване на резервоари се извършва на триролкови машини с двойна затягаща геометрия, захранвани от метални плочи или директно от бобини (този метод става все по-разпространен). При тези настройки операторът използва радиус или шаблон за измерване на радиуса на оградата. Те регулират огъващите ролки, когато докоснат предния ръб на лентата и след това отново, когато лентата продължава да се подава. Тъй като калерчето продължава да навлиза в плътно навитата си вътрешност, пружината на материала се увеличава и операторът премества калерчето, за да предизвика повече огъване, за да компенсира.
Еластичността зависи от свойствата на материала и вида на бобината. Вътрешният диаметър (ID) на намотката е важен. При равни други условия намотката е 20 инча. ID е навит по-здраво и има повече отскачане от същата намотка, навита до 26 инча. ИДЕНТИФИКАТОР.
Фигура 2. Вертикалното превъртане се е превърнало в неразделна част от много инсталации на резервоари. Когато използвате кран, процесът обикновено започва от последния етаж и продължава надолу. Обърнете внимание на единствения вертикален шев на горния слой.
Обърнете внимание обаче, че валцоването във вертикални улеи е много различно от валцоването на дебела плоча върху хоризонтални ролки. В последния случай операторите работят усърдно, за да гарантират, че ръбовете на листа съвпадат точно в края на цикъла на валцоване. Дебелите листове, навити до тесни диаметри, са по-малко преработваеми.
При оформяне на корпуси на кутии с вертикални ролки, подавани на руло, операторът не може да събере ръбовете заедно в края на цикъла на валцуване, защото, разбира се, листът идва директно от ролката. По време на процеса на навиване листът има преден ръб, но няма да има заден ръб, докато не бъде отрязан от ролката. В случая на тези системи ролката се навива в пълен кръг, преди ролката действително да бъде огъната, и след това се нарязва след завършване (вижте Фигура 1). След това прясно изрязаният заден ръб се плъзга върху водещия ръб, позиционира се и след това се заварява, за да се образува навита обвивка.
Предварителното огъване и повторното валцоване в повечето машини с ролково подаване е неефективно, което означава, че те често имат счупвания на предните и задните ръбове (подобно на неогънатите плоскости при валцуване без ролково подаване). Тези части обикновено се рециклират. Въпреки това, много фирми гледат на скрап като на малка цена за цялата ефективност при обработката на материали, която им осигуряват вертикалните ролки.
Въпреки това, някои фирми искат да извлекат максимума от материала, с който разполагат, затова избират вградени ролкови нивелирни системи. Те са подобни на четириролковите изправящи машини на линиите за обработка на ролки, само обърнати с главата надолу. Обичайните конфигурации включват 7-ролкови и 12-ролкови машини за изправяне, които използват комбинация от поемащи, изправящи и огъващи ролки. Машината за изправяне не само минимизира отпадането на всяка дефектна втулка, но също така увеличава гъвкавостта на системата, т.е. системата може да произвежда не само валцувани детайли, но и плочи.
Техниката за нивелиране не може да възпроизведе резултатите от системите за нивелиране, които обикновено се използват в сервизните центрове, но може да произведе достатъчно плосък материал, за да бъде изрязан с лазер или плазма. Това означава, че производителите могат да използват рулони както за вертикално валцуване, така и за рязане.
Представете си, че оператор, валцоващ обвивка за секция от кутия, получава заповед да изпрати необработен метал към маса за плазмено рязане. След като нави кутиите и ги изпрати надолу по течението, той настрои системата така, че машините за изправяне да не се подават директно във вертикалните редове. Вместо това нивелирът подава плосък материал, който може да бъде нарязан на дължина, създавайки плоча за плазмено рязане.
След рязане на партида заготовки, операторът преконфигурира системата, за да възобнови навиването на ръкавите. И тъй като навива хоризонтален материал, променливостта на материала (включително различни нива на еластичност) не е проблем.
В повечето области на индустриалното и структурно производство, производителите се стремят да увеличат броя на фабричните етажи, за да опростят производството и монтажа на място. Това правило обаче не важи, когато става дума за производство на големи резервоари за съхранение и подобни големи конструкции, главно защото такава работа включва невероятни трудности при обработката на материали.
Вертикалният откос с ролково подаване, използван на място, опростява обработката на материала и оптимизира целия процес на производство на резервоара (вижте фиг. 2). Много по-лесно е да транспортирате рулони метал до работната площадка, отколкото да валцувате серия от огромни профили в работилницата. В допълнение, валцуването на място означава, че дори резервоарите с най-голям диаметър могат да бъдат произведени само с една вертикална заварка.
Наличието на еквалайзер на място осигурява повече гъвкавост за операциите на сайта. Това е често срещан избор за производство на резервоари на място, където добавената функционалност позволява на производителите да използват изправени бобини за производство на палуби или дъна на резервоари на място, елиминирайки транспорта между магазина и строителната площадка.
ориз. 3. Някои вертикални ролки, интегрирани в системата за производство на резервоари на място. Крикът повдига предварително навития курс нагоре без използването на кран.
Някои операции на място интегрират вертикални откоси в по-голяма система, включително модули за рязане и заваряване, комбинирани с уникални крикове, елиминирайки необходимостта от кранове на място (вижте Фигура 3).
Целият резервоар е изграден от горе до долу, но процесът започва от нулата. Ето как работи: Рулото или листът се подава през вертикални ролки само на няколко инча от мястото, където трябва да бъде стената на резервоара. След това стената се подава в водачи, които носят листа, докато минава по цялата обиколка на резервоара. Вертикалната ролка се спира, краищата се отрязват, набождат и се заварява единичен вертикален шев. След това елементите на ребрата се заваряват към корпуса. След това валето повдига навитата черупка нагоре. Повторете процеса за следващата торта по-долу.
Бяха направени периферни заварки между двете валцувани секции и след това покривът на резервоара беше произведен на място – въпреки че конструкцията остана близо до земята, бяха изработени само горните две обвивки. След като покривът е завършен, крикове повдигат цялата конструкция в подготовка за следващата обвивка и процесът продължава - всичко това без кран.
Когато операцията достигне най-ниското си ниво, плочите влизат в действие. Някои производители на полеви резервоари използват плочи с дебелина от 3/8 до 1 инч, а в някои случаи дори по-тежки. Разбира се, листовете не се доставят на рула и са с ограничена дължина, така че тези долни секции ще имат няколко вертикални заварки, свързващи секциите на навития лист. Във всеки случай, използвайки вертикални машини на място, плочите могат да бъдат разтоварени наведнъж и навити на място за директна употреба в конструкцията на резервоари.
Тази система за изграждане на резервоар е пример за ефективност при обработка на материали, постигната (поне отчасти) чрез вертикално валцуване. Разбира се, като всеки друг метод, вертикалното превъртане не е подходящо за всяко приложение. Неговата приложимост зависи от ефективността на обработката, която създава.
Да приемем, че производителят инсталира вертикален откос без подаване за различни приложения, повечето от които са корпуси с малък диаметър, които изискват предварително огъване (огъване на водещия и задния ръб на детайла, за да се сведат до минимум неогънатите плоски повърхности). Тези работи са теоретично възможни на вертикални ролки, но предварителното огъване във вертикална посока е много по-трудно. В повечето случаи вертикалното валцуване на големи количества, което изисква предварително огъване, е неефективно.
В допълнение към проблемите с обработката на материала, производителите са интегрирали вертикално превъртане, за да избегнат гравитацията (отново, за да избегнат огъването на големи неподдържани черупки). Въпреки това, ако операцията включва само валцуване на лист, достатъчно силен, за да запази формата си по време на целия процес на валцуване, няма смисъл този лист да се търкаля вертикално.
Освен това асиметричните работни места (овални и други необичайни форми) обикновено се оформят най-добре върху хоризонтални откоси, с горна опора, ако желаете. В тези случаи опорите не само предотвратяват провисването поради гравитацията, те направляват детайла по време на цикъла на валцоване и спомагат за поддържането на асиметричната форма на детайла. Сложността на манипулирането на такава работа вертикално може да отмени всички предимства на вертикалното превъртане.
Същата идея се отнася и за търкалянето на конуса. Въртящите се конуси разчитат на триене между ролките и разликата в налягането от единия край на ролката до другия. Завъртете конуса вертикално и гравитацията ще добави сложност. Може да има изключения, но за всички намерения и цели вертикално превъртащият се конус е непрактичен.
Използването на триролкова машина с транслационна геометрия във вертикално положение също обикновено е непрактично. При тези машини двете долни ролки се движат от едната към другата във всяка посока, докато горната ролка се регулира нагоре и надолу. Тези настройки позволяват на машините да огъват сложни геометрии и да валцуват материал с различна дебелина. В повечето случаи тези предимства не се увеличават чрез вертикално превъртане.
При избора на листови ролки е важно да се извърши внимателно и задълбочено проучване и да се вземе предвид предвидената производствена употреба на машината. Вертикалните откоси имат по-ограничена функционалност от традиционните хоризонтални откоси, но предлагат ключови предимства, когато става въпрос за правилно приложение.
Машините за вертикално валцоване на плочи обикновено имат по-фундаментален дизайн, производителност и конструктивни характеристики от хоризонталните валцоващи машини. В допълнение, ролките често са твърде големи за приложението, което елиминира необходимостта от включване на короната (и ефекта на цев или пясъчен часовник, който се получава в детайла, когато короната не е правилно регулирана за извършваната работа). Когато се използват заедно с механизми за развиване, те образуват тънък материал за цели цехови резервоари, обикновено с диаметър до 21'6″. Горният слой на резервоар с много по-голям диаметър, инсталиран на място, може да има само една вертикална заварка вместо три или повече плочи.
Отново, най-голямото предимство на вертикалното търкаляне е в ситуации, в които резервоарът или съдът трябва да бъдат построени изправени поради ефекта на гравитацията върху по-тънки материали (до 1/4″ или 5/16″ например). Хоризонталното производство ще изисква използването на подсилващи пръстени или стабилизиращи пръстени за фиксиране на кръглата форма на валцуваните части.
Истинското предимство на вертикалните ролки се крие в ефективността на обработката на материала. Колкото по-малко манипулации трябва да направите с тялото, толкова по-малка е вероятността то да бъде повредено и преработено. Помислете за голямото търсене на резервоари от неръждаема стомана във фармацевтичната индустрия, която е по-натоварена от всякога. Грубото боравене може да доведе до козметични проблеми или още по-лошо, повреда на пасивиращия слой и замърсяване на продукта. Вертикалните ролки работят в тандем със системи за рязане, заваряване и довършителни работи, за да се намали вероятността от манипулация и замърсяване. Когато това се случи, производителите могат да се възползват от него.
FABRICATOR е водещото списание за производство и формоване на стомана в Северна Америка. Списанието публикува новини, технически статии и истории за успех, които позволяват на производителите да вършат работата си по-ефективно. FABRICATOR е в индустрията от 1970 г.
Вече е наличен пълен цифров достъп до FABRICATOR, осигуряващ лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Вече е наличен пълен цифров достъп до The Tube & Pipe Journal, осигуряващ лесен достъп до ценни ресурси за индустрията.
Вече е наличен пълен достъп до дигиталното издание на The Fabricator en Español, което осигурява лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Джордан Йост, основател и собственик на Precision Tube Laser в Лас Вегас, се присъединява към нас, за да говорим за своя...
Време на публикуване: 7 май 2023 г