Фигура 1. По време на цикъл на валцоване във вертикална система, захранвана с рулони, водещият ръб се „извива“ пред огъващите ролки. Прясно изрязаният заден ръб след това се избутва към водещия ръб, заковава се и се заварява, за да се образува валцованата обвивка .
Всеки в областта на металообработването вероятно е запознат с валцоващите преси, независимо дали става дума за първоначална скоба, триролкова двойна скоба, триролкова транслационна геометрия или четириролкова разновидност. Всяка от тях има своите ограничения и предимства, но те също имат една обща характеристика: те навиват листове и листове в хоризонтално положение.
По-малко познат метод включва вертикално превъртане. Подобно на други методи, вертикалното превъртане има свои собствени ограничения и предимства. Тези предимства почти винаги решават поне едно от двете предизвикателства. Едното е влиянието на гравитацията върху детайла по време на процеса на валцуване и друг е ниската ефективност на обработката на материалите. Подобряването на двете може да подобри работния процес и в крайна сметка да увеличи конкурентоспособността на производителите.
Технологията за вертикално валцоване не е нова. Корените й се връщат към шепа персонализирани системи, създадени през 1970-те години. До 1990-те години някои машиностроители предлагаха вертикални валцоващи мелници като редовна продуктова линия. Технологията е възприета от различни индустрии, особено в областта на производството на танкове.
Обичайните резервоари и контейнери, които обикновено се произвеждат вертикално, включват резервоари и контейнери за хранително-вкусовата промишленост, млечните продукти, виното, бирата и фармацевтичната промишленост;API резервоари за съхранение на масло;и заварени резервоари за селско стопанство или съхранение на вода. Вертикалното валцуване значително намалява обработката на материали;като цяло произвежда завои с по-високо качество;и по-ефективно захранва следващите производствени етапи на сглобяване, подравняване и заваряване.
Друго предимство се появява там, където капацитетът за съхранение на материали е ограничен. Вертикалното съхранение на дъски или листове изисква много по-малко квадратни фута, отколкото дъски или листове, съхранявани на равна повърхност.
Помислете за магазин, който търкаля черупките (или „маршрутите“) на резервоари с голям диаметър върху хоризонтални ролки. След валцоването операторът заварява точково, спуска страничните рамки и се плъзга от валцованата черупка. Тъй като тънката черупка се огъва под собствената си тежест , корпусът или трябва да бъде подкрепен с усилващи елементи или стабилизатори, или трябва да бъде завъртян във вертикално положение.
Такова голямо количество манипулации - подаване на лист от хоризонтална позиция в хоризонтални ролки, които след това се изваждат и накланят за подреждане след навиване - може да създаде различни производствени предизвикателства. С вертикално превъртане магазинът елиминира цялата междинна обработка. Листове или листовете се подават и валцуват вертикално, залепват се и след това се повдигат вертикално за следващата операция. При вертикално търкаляне обвивката на резервоара не се съпротивлява на гравитацията и следователно не провисва под собственото си тегло.
Известно вертикално валцоване се получава при машини с четири ролки, особено за резервоари с по-малък диаметър (обикновено по-малко от 8 фута в диаметър), които ще бъдат изпратени надолу по течението и ще се обработват във вертикална посока. Системата с четири ролки позволява повторно валцоване, за да се елиминират неогънатите плоскости ( където ролките хващат плочата), което е по-изразено при черупките с малък диаметър.
Повечето кутии се валцуват вертикално, като се използват машини с геометрия на три ролки и две цанги, като се използват заготовки от ламарина или се подават директно от бобина (подход, който става все по-често срещан). При тези настройки операторът използва радиус или шаблон за измерване на радиус на заграждението. Те регулират огъващите ролки, когато водещият ръб на намотката е в контакт, и след това го регулират отново, докато намотката продължава да се подава. Тъй като намотката продължава да се подава в плътно навитата вътрешност, пружинното връщане на материала се увеличава, и операторът премества ролките, за да предизвика повече огъване, за да компенсира.
Пружината варира според свойствата на материала и типа на намотката. Вътрешният диаметър (ID) на намотката е важен. При равни други условия, 20-инчова намотка. В сравнение със същата намотка, навита на 26 инча, ID е навита по-здраво и се показва по-голям отскок.ID.
Фигура 2. Вертикалното превъртане се е превърнало в неразделна част от много инсталации на резервоарни полета. С помощта на кран процесът обикновено започва с горния слой и напредва към долния слой. Обърнете внимание на единичния вертикален заваръчен шев на горния ред.
Обърнете внимание обаче, че вертикалното валцоване на гърне е много различно от валцоването на дебела плоча при хоризонтално валцоване. За последното операторът се стреми да гарантира, че краищата на лентата са съвпаднали точно в края на цикъла на валцоване. Дебелите плочи се навиват до стегнато диаметрите не се преработват лесно.
Когато оформя корпуса на резервоара с намотка с вертикални ролки, операторът не може да остави ръбовете да се срещнат в края на цикъла на валцоване, защото, разбира се, листът идва директно от намотката. По време на валцоването листът има водещ ръб, но не заден ръб, докато не бъде отрязан от намотката. В случая на тези системи намотката се навива в пълен кръг преди действителното огъване на ролките и след това се изрязва след завършване (вижте Фигура 1). След това новоотрязаният заден ръб се избутани към предния ръб, закрепени и след това заварени, за да образуват навитата обвивка.
Предварителното огъване и повторното валцоване в повечето модули, захранвани с рулони, са неефективни, което означава, че техните водещи и задни ръбове имат падащи секции, които често се бракуват (подобно на неогънатите плоски секции при валцоване без бобини). Въпреки това много оператори гледайте на скрапа като на малка цена, която трябва да платите за цялата ефективност на обработката на материали, която им осигуряват вертикалните ролки.
Въпреки това някои оператори искат да се възползват максимално от материала, с който разполагат, така че избират интегрирана система за изравняване на ролки. Те са подобни на машини за изправяне на четири ролки на линия за обработка на рулони, просто обърнати. Често срещаните конфигурации включват седем и машини за изправяне на дванадесет високи, които използват някаква комбинация от празни, изправящи и огъващи ролки. Машината за изправяне не само минимизира секцията за падане на скрап на черупка, но също така увеличава гъвкавостта на системата;това означава, че системата може да произвежда не само валцувани части, но и плоски, плоски заготовки.
Технологията за нивелиране не може да възпроизведе резултатите от разширените системи за нивелиране, използвани в сервизните центрове, но може да произведе материал, който е достатъчно плосък, за да бъде нарязан с лазер или плазма. Това означава, че производителите могат да използват бобини за операции по вертикално валцуване и плоско рязане.
Представете си, че оператор, който търкаля черупката за резервоарна секция, получава поръчка за партида заготовки за маса за плазмено рязане. След като търкаля черупката и я изпраща надолу по веригата, той конфигурира системата така, че нивелирът да не се подава директно във вертикала ролки. Вместо това нивелирът подава плосък материал, който може да бъде нарязан до желаната дължина, създавайки плоска заготовка за плазмено рязане.
След рязане на партида заготовки, операторът преконфигурира системата, за да възобнови валцоването на корпусите на резервоара. И тъй като той валцува плосък материал, променливостта на материала (включително различната степен на пружиниране) не е проблем.
В повечето области на промишлено и структурно производство, производителите се стремят да увеличат обема на производството в магазина, за да опростят и опростят производството и монтажа на място. Въпреки това, за производството на големи резервоари и подобни големи конструкции, това правило не се прилага, главно поради невероятни предизвикателства при боравене с материали, които подобни работни места представляват.
Работейки на работната площадка, вертикалните рулони с рулони опростяват обработката на материали и опростяват целия производствен процес на резервоара (вижте Фигура 2). Много по-лесно е да транспортирате метална рулона до работната площадка, отколкото да разточите серия от огромни секции в работилница. Освен това , валцуването на място означава, че дори резервоарите с най-голям диаметър могат да бъдат произведени само с една вертикална заварка.
Пренасянето на нивелира на полето позволява по-голяма гъвкавост при полеви операции. Това е често срещан избор за производство на резервоари на място, където добавената функционалност позволява на производителите да изграждат палуби или дъна на резервоари на място от изправена бобина, елиминирайки транспортирането между цеха и сайт за работа.
Фигура 3. Някои вертикални ролки са интегрирани със системи за производство на резервоари на място. Крикът повдига предварително валцования курс нагоре без необходимост от кран.
Някои полеви операции интегрират вертикални ролки в по-голяма система - включително режещи и заваръчни модули, използвани с уникални повдигащи крикове - премахвайки необходимостта от кран на място (вижте Фигура 3).
Целият резервоар е изграден отгоре надолу, но процесът започва от земята нагоре. Ето как работи: Намотката или листът се прекарват през вертикални ролки само на инчове от мястото, където е стената на резервоара в полето. След това стената се подава във водачи, които носят листа, докато се подава по цялата обиколка на резервоара. Вертикалните ролки се спират, краищата се отрязват и отделните вертикални шевове се позиционират и заваряват. След това усилващият модул се заварява към корпуса. , крикът повдига навитата черупка нагоре. Повторете процеса за следващата черупка по-долу.
Бяха направени периферни заварки между двете валцовани секции и горните части на резервоара бяха сглобени на място – докато конструкцията остана близо до земята и бяха направени само двете най-горни обвивки. След като покривът е завършен, крикове повдигат цялата конструкция в подготовка за следващата обвивка и процесът продължава – всичко това без нужда от кран.
Когато операцията достигне най-ниската линия, по-дебелите плочи влизат в действие. Някои производители на резервоари на място използват плочи с дебелина от 3/8 до 1 инча, а в някои случаи дори по-тежки. Разбира се, листовете не са на рулони и могат само толкова дълго, така че тези долни секции ще имат множество вертикални заварки, свързващи валцуваните листови секции. Във всеки случай, с вертикални машини на място, листовете могат да бъдат разтоварени с едно движение и навити на място за директна употреба в конструкцията на резервоар.
Тази система за изграждане на резервоари олицетворява ефективността на обработката на материали, постигната (поне отчасти) чрез вертикално валцуване. Разбира се, както при всяка технология, вертикалното превъртане не е налично за всички приложения. Неговата пригодност зависи от ефективността на обработка, която създава.
Помислете за производител, който инсталира вертикална ролка без бобина, за да изпълнява различни задачи, повечето от които са черупки с малък диаметър, които изискват предварително огъване (огъване на предния и задния ръб на детайла, за да се минимизира неогъването на плоскостта). Тези задачи са теоретично възможни при вертикални ролки, но предварителното огъване във вертикална посока е много по-тромаво. В повечето случаи вертикалното валцуване е неефективно за голям брой задачи, които изискват предварително огъване.
В допълнение към проблемите с обработката на материала, производителите са интегрирали вертикални ролки, за да избегнат борбата с гравитацията (отново, за да избегнат изкривяването на големи неподдържани корпуси). Въпреки това, ако една операция включва само валцуване на дъска, достатъчно здрава, за да запази формата си през целия процес на валцуване, тогава валцуването дъската вертикално няма много смисъл.
Също така, асиметричната работа (овални и други необичайни форми) обикновено се оформя най-добре върху хоризонтални ролки, с опора над главата, ако е необходимо. В тези случаи опорите правят повече от просто предотвратяване на провисване, предизвикано от гравитацията;те насочват работата през циклите на валцоване и помагат за поддържането на асиметричната форма на детайла. Предизвикателството да се работи с такава работа във вертикална ориентация може да отмени всяка полза от вертикалното превъртане.
Същата идея се отнася и за коничното търкаляне. Търкалящите се конуси разчитат на триенето между ролките и променливото количество натиск от единия край на ролките до другия. Превъртайки конус вертикално, гравитацията добавя още повече сложност. Може да има уникални ситуации, но за всички намерения и цели търкалянето на конуса вертикално е непрактично.
Вертикалното използване на триролкови транслационни геометрични машини също обикновено не е практично. При тези машини двете долни ролки се движат наляво и надясно във всяка посока;горната ролка може да се регулира нагоре и надолу. Тези настройки позволяват на тези машини да огъват сложни геометрии и ролкови материали с различна дебелина. В повечето случаи тези предимства не се подобряват от вертикално превъртане.
Когато избирате машина за валцоване на плочи, е важно да проучите и обмислите внимателно и задълбочено предвиденото производствено използване на машината. Вертикалните ролки са по-ограничени във функционалност от традиционните хоризонтални ролки, но при правилното приложение предлагат ключови предимства.
В сравнение с хоризонталните машини за огъване на плочи, машините за вертикално огъване на плочи обикновено имат по-основен дизайн, работа и конструктивни характеристики. Освен това ролките често са с големи размери за приложение, за да включват корони (и ефектите на заобляне или пясъчен часовник, които се появяват в детайлите, когато короните не са правилно коригирани за текущата работа). Когато се използват заедно с размотаващи устройства, те образуват тънък материал за цял магазинен резервоар, обикновено не повече от 21 фута 6 инча в диаметър. Могат да се произвеждат резервоари, монтирани на място с много по-голям диаметър на горните слоеве само с една вертикална заварка, а не с три или повече панела.
Отново, най-голямото предимство на вертикалното валцуване е, че резервоарът или контейнерът трябва да бъдат изградени във вертикална ориентация поради ефектите на гравитацията върху по-тънките материали (напр. до 1/4 или 5/16 инча). Хоризонталното производство ще принуди използването на подсилващи или стабилизиращи пръстени за поддържане на кръглата форма на валцувания детайл.
Истинското предимство на вертикалните ролки е ефективността при обработка на материали. Колкото по-малко пъти трябва да се манипулира един корпус, толкова по-малка е вероятността той да бъде повреден и преработен. Помислете за голямото търсене на резервоари от неръждаема стомана във фармацевтичната индустрия, която сега е по-натоварена от всякога .Грубото боравене може да доведе до козметични проблеми или, още по-лошо, пасивиращ слой, който се разпада и създава замърсен продукт. Вертикалните ролки работят в тандем със системите за рязане, заваряване и довършителни работи, за да намалят манипулирането и възможностите за замърсяване. Когато това се случи, производителите жънат ползите.
FABRICATOR е водещото списание в индустрията за формоване и производство на метали в Северна Америка. Списанието предоставя новини, технически статии и истории на случаи, които позволяват на производителите да вършат работата си по-ефективно. FABRICATOR обслужва индустрията от 1970 г.
Време на публикуване: 16 юни 2022 г