Ryż. 1. Podczas cyklu walcowania systemu podawania rolek pionowych, krawędź natarcia „wygina się” przed rolkami gnącymi. Świeżo wycięta krawędź tylna jest następnie nasuwana na krawędź natarcia, ustawiana i zespawana w celu utworzenia walcowanej osłony.
Każdy, kto pracuje w branży obróbki metali, prawdopodobnie zna walcarki, niezależnie od tego, czy są to walcarki wstępne, walcarki trójwalcowe z podwójnym dociskiem, trójwalcowe walcarki geometryczne z translacją czy walcarki czterowalcowe. Każda z nich ma swoje ograniczenia i zalety, ale łączy je jedno: zwijają arkusze i płyty w pozycji poziomej.
Mniej znana metoda polega na przewijaniu w kierunku pionowym. Podobnie jak inne metody, przewijanie w pionie ma swoje ograniczenia i zalety. Te mocne strony prawie zawsze rozwiązują co najmniej jeden z dwóch problemów. Jednym z nich jest działanie grawitacji na obrabiany przedmiot podczas procesu walcowania, drugim zaś jest nieefektywność obróbki materiału. Ulepszenia mogą zarówno usprawnić przepływ pracy, jak i ostatecznie zwiększyć konkurencyjność producenta.
Technologia walcowania pionowego nie jest nowością. Jej korzenie sięgają kilku niestandardowych systemów stworzonych w latach 70-tych. W latach 90. niektórzy konstruktorzy maszyn oferowali walcarki pionowe jako standardową linię produktów. Technologia ta została przyjęta w różnych gałęziach przemysłu, zwłaszcza w dziedzinie budowy zbiorników.
Typowe zbiorniki i pojemniki, które często są produkowane pionowo, obejmują te stosowane w przemyśle spożywczym, mleczarskim, winiarskim, browarniczym i farmaceutycznym; Zbiorniki do przechowywania oleju API; spawane zbiorniki na wodę dla rolnictwa lub magazynowania wody. Rolki pionowe znacznie ograniczają obsługę materiału, często zapewniają lepszą jakość gięcia i wydajniej radzą sobie z kolejnym etapem montażu, wyrównywania i spawania.
Kolejna zaleta jest pokazana tam, gdzie pojemność magazynowania materiału jest ograniczona. Pionowe składowanie płyt lub płyt wymaga mniej miejsca niż przechowywanie płyt lub płyt na płaskiej powierzchni.
Rozważmy warsztat, w którym korpusy zbiorników (lub „warstwy”) o dużej średnicy są walcowane na poziomych rolkach. Po walcowaniu operatorzy wykonują zgrzewanie punktowe, opuszczają ramy boczne i rozkładają zwiniętą skorupę. Ponieważ cienka skorupa ugina się pod własnym ciężarem, należy ją wzmocnić usztywnieniami lub stabilizatorami lub obrócić do pozycji pionowej.
Tak duża liczba operacji – przenoszenie desek z rolek poziomych na poziome, a następnie ich zdjęcie po zwinięciu i przechylenie w celu ułożenia w stosy – może powodować różnego rodzaju problemy produkcyjne. Dzięki przewijaniu w pionie sklep eliminuje wszelkie przetwarzanie pośrednie. Arkusze lub deski podawane są pionowo i zwijane, zabezpieczane, a następnie podnoszone pionowo do następnej operacji. Podczas falowania kadłub czołgu nie opiera się grawitacji, więc nie ugina się pod własnym ciężarem.
Niektóre walcowanie pionowe odbywa się na maszynach czterowalcowych, szczególnie w przypadku mniejszych zbiorników (zwykle o średnicy mniejszej niż 8 stóp), które będą transportowane w dół rzeki i przetwarzane w pionie. System 4-rolkowy umożliwia ponowne walcowanie w celu wyeliminowania niezagiętych spłaszczeń (gdzie rolki chwytają arkusz), co jest bardziej zauważalne w przypadku gilz o małych średnicach.
W większości przypadków walcowanie pionowe zbiorników odbywa się na maszynach trójwalcowych o podwójnej geometrii mocowania, zasilanych z blach lub bezpośrednio z kręgów (metoda ta staje się coraz powszechniejsza). W tych konfiguracjach operator używa miernika promienia lub szablonu do pomiaru promienia ogrodzenia. Regulują rolki gnące, gdy dotykają przedniej krawędzi wstęgi, a następnie ponownie, gdy wstęga jest podawana. W miarę jak szpulka w dalszym ciągu wchodzi do jej ciasno nawiniętego wnętrza, sprężynowanie materiału wzrasta, a operator przesuwa szpulkę, powodując większe wygięcie w celu kompensacji.
Elastyczność zależy od właściwości materiału i rodzaju cewki. Ważna jest średnica wewnętrzna (ID) cewki. Przy pozostałych czynnikach cewka ma 20 cali. Identyfikator jest ciaśniej nawinięty i ma większe odbicie niż ta sama cewka nawinięta do 26 cali. IDENTYFIKATOR.
Rysunek 2. Przewijanie w pionie stało się integralną częścią wielu instalacji polowych zbiorników. W przypadku korzystania z dźwigu proces zwykle rozpoczyna się na najwyższym piętrze i prowadzi w dół. Zwróć uwagę na jedyny pionowy szew na górnej warstwie.
Należy jednak pamiętać, że walcowanie w korytach pionowych znacznie różni się od walcowania grubej blachy na rolkach poziomych. W tym drugim przypadku operatorzy dokładają wszelkich starań, aby na koniec cyklu walcowania krawędzie arkusza pasowały dokładnie do siebie. Grube arkusze walcowane na wąskie średnice są mniej podatne na ponowną obróbkę.
Podczas formowania skorup puszek za pomocą pionowych rolek zasilanych z rolki operator nie może połączyć krawędzi na koniec cyklu walcowania, ponieważ oczywiście arkusz pochodzi bezpośrednio z rolki. Podczas procesu walcowania arkusz ma krawędź wiodącą, ale nie będzie miał krawędzi tylnej, dopóki nie zostanie odcięty od rolki. W przypadku tych systemów rolka jest zwijana w pełny okrąg przed faktycznym zgięciem rolki, a następnie cięta po zakończeniu (patrz rysunek 1). Świeżo wycięta krawędź tylna jest następnie nasuwana na krawędź natarcia, ustawiana, a następnie zespawana w celu utworzenia walcowanej osłony.
Wstępne gięcie i ponowne walcowanie w większości maszyn zasilanych z rolek jest nieefektywne, co oznacza, że często mają one pęknięcia na krawędziach natarcia i spływu (podobnie jak w przypadku niezagiętych płaskowników w walcowaniu bez zasilania z rolek). Części te są zwykle poddawane recyklingowi. Jednak wiele firm postrzega złom jako niewielką cenę za całą wydajność transportu materiałów, jaką zapewniają walce pionowe.
Jednak niektóre firmy chcą jak najlepiej wykorzystać posiadany materiał, dlatego decydują się na wbudowane systemy prostowania rolkowego. Są podobne do prostownic czterowalcowych na liniach do obsługi rolek, tylko odwrócone do góry nogami. Typowe konfiguracje obejmują prostownice 7- i 12-walcowe, które wykorzystują kombinację rolek odbierających, prostujących i gnących. Prościarka nie tylko minimalizuje wypadanie każdej wadliwej tulei, ale także zwiększa elastyczność systemu, tzn. system może produkować nie tylko części walcowane, ale także płyty.
Technika poziomowania nie jest w stanie odtworzyć wyników systemów poziomowania powszechnie stosowanych w centrach serwisowych, ale może wytworzyć materiał wystarczająco płaski, aby można go było ciąć laserem lub plazmą. Oznacza to, że producenci mogą używać cewek zarówno do walcowania pionowego, jak i cięcia wzdłużnego.
Wyobraźmy sobie, że operator walcujący osłonę odcinka puszki otrzymuje polecenie przesłania surowca metalowego na stół do cięcia plazmowego. Po zwinięciu skrzyń i wysłaniu ich w dół rzeki skonfigurował system tak, aby prostownice nie były podawane bezpośrednio do pionowych wałów. Zamiast tego prostownica podaje płaski materiał, który można przyciąć na odpowiednią długość, tworząc płytę do cięcia plazmowego.
Po wycięciu partii półfabrykatów operator ponownie konfiguruje system, aby wznowić zwijanie tulei. A ponieważ zwija materiał poziomo, zmienność materiału (w tym różne poziomy elastyczności) nie stanowi problemu.
W większości obszarów produkcji przemysłowej i konstrukcyjnej producenci chcą zwiększyć liczbę hal fabrycznych, aby uprościć produkcję i montaż na miejscu. Zasada ta nie ma jednak zastosowania w przypadku produkcji dużych zbiorników magazynowych i podobnych dużych konstrukcji, głównie dlatego, że taka praca wiąże się z niesamowitymi trudnościami w transporcie materiałów.
Pionowy pokos podawany na rolkach, stosowany na miejscu, upraszcza obsługę materiału i optymalizuje cały proces produkcji zbiornika (patrz rys. 2). O wiele łatwiej jest transportować zwoje metalu na plac budowy, niż walcować serię ogromnych profili w warsztacie. Ponadto walcowanie na miejscu oznacza, że nawet zbiorniki o największej średnicy można wyprodukować za pomocą tylko jednej spoiny pionowej.
Posiadanie korektora na miejscu zapewnia większą elastyczność operacji na miejscu. Jest to częsty wybór w przypadku produkcji zbiorników na miejscu, gdzie dodatkowa funkcjonalność pozwala producentom używać wyprostowanych cewek do wytwarzania pokładów zbiorników lub dna zbiorników na miejscu, eliminując transport między warsztatem a placem budowy.
Ryż. 3. Niektóre walce pionowe zintegrowane z systemem produkcji zbiorników na miejscu. Podnośnik podnosi wcześniej zwinięty tor na górę bez użycia dźwigu.
Niektóre prace na miejscu integrują pionowe pokosy w większy system, obejmujący zespoły do cięcia i spawania połączone z unikalnymi podnośnikami, co eliminuje potrzebę stosowania dźwigów na miejscu (patrz rysunek 3).
Cały zbiornik budowany jest od góry do dołu, ale proces zaczyna się od zera. Oto jak to działa: Rolka lub arkusz jest podawany przez pionowe rolki zaledwie kilka cali od miejsca, w którym powinna znajdować się ściana zbiornika. Ściana jest następnie wprowadzana do prowadnic, które utrzymują arkusz podczas jego przemieszczania się po całym obwodzie zbiornika. Rolka pionowa zostaje zatrzymana, końce są odcinane, przebijane i zgrzewany jest pojedynczy szew pionowy. Następnie elementy żeber są przyspawane do skorupy. Następnie podnośnik podnosi zwiniętą skorupę do góry. Powtórz proces dla następnego ciasta poniżej.
Pomiędzy dwiema walcowanymi sekcjami wykonano spoiny obwodowe, a następnie na miejscu wykonano dach zbiornika – chociaż konstrukcja pozostała blisko gruntu, wykonano tylko dwa górne płaszcze. Po ukończeniu dachu podnośniki podnoszą całą konstrukcję w ramach przygotowań do następnego stanu surowego, po czym proces jest kontynuowany – wszystko bez użycia dźwigu.
Kiedy operacja osiągnie najniższy poziom, w grę wchodzą płyty. Niektórzy producenci zbiorników polowych używają płyt o grubości od 3/8 do 1 cala, a w niektórych przypadkach nawet cięższych. Oczywiście arkusze nie są dostarczane w rolkach i mają ograniczoną długość, więc te dolne sekcje będą miały kilka pionowych spoin łączących sekcje zwiniętego arkusza. W każdym przypadku, przy użyciu maszyn pionowych na miejscu, płyty można rozładować za jednym razem i przetoczyć na miejscu w celu bezpośredniego wykorzystania przy budowie zbiorników.
Ten system budowy zbiorników jest przykładem wydajności transportu materiałów osiągniętej (przynajmniej częściowo) poprzez walcowanie pionowe. Oczywiście, jak każda inna metoda, przewijanie w pionie nie jest odpowiednie dla każdego zastosowania. Jego zastosowanie zależy od wydajności przetwarzania, którą tworzy.
Załóżmy, że producent instaluje pionowy pokos bez podawania do różnych zastosowań, z których większość to osłony o małej średnicy, które wymagają wstępnego zgięcia (wygięcia przedniej i tylnej krawędzi przedmiotu obrabianego, aby zminimalizować niezagięte płaskie powierzchnie). Prace te teoretycznie są możliwe na rolkach pionowych, jednak wstępne gięcie w kierunku pionowym jest znacznie trudniejsze. W większości przypadków walcowanie pionowe dużych ilości, wymagające wstępnego gięcia, jest nieefektywne.
Oprócz problemów z obsługą materiałów producenci zintegrowali przewijanie w pionie, aby uniknąć grawitacji (ponownie, aby uniknąć zginania dużych, niepodpartych skorup). Jeśli jednak operacja polega jedynie na walcowaniu blachy na tyle mocnej, aby zachowała swój kształt podczas całego procesu walcowania, walcowanie tego arkusza w pionie nie ma sensu.
Ponadto prace asymetryczne (owale i inne nietypowe kształty) najlepiej formować na poziomych pokosach, w razie potrzeby z górnym podparciem. W takich przypadkach podpory nie tylko zapobiegają uginaniu się pod wpływem grawitacji, ale także prowadzą przedmiot obrabiany podczas cyklu walcowania i pomagają zachować asymetryczny kształt przedmiotu obrabianego. Złożoność manipulowania taką pracą w pionie może zniweczyć wszystkie zalety przewijania w pionie.
Ten sam pomysł dotyczy walcowania stożkowego. Obracające się stożki opierają się na tarciu pomiędzy rolkami i różnicy ciśnień pomiędzy jednym końcem rolki a drugim. Obróć stożek pionowo, a grawitacja zwiększy złożoność. Mogą istnieć wyjątki, ale ogólnie rzecz biorąc, pionowo przewijany stożek jest niepraktyczny.
Zwykle niepraktyczne jest również zastosowanie maszyny trójwalcowej o geometrii translacyjnej w pozycji pionowej. W tych maszynach dwa dolne walce poruszają się na boki w dowolnym kierunku, podczas gdy górny walec można regulować w górę i w dół. Te regulacje umożliwiają maszynom gięcie skomplikowanych geometrii i zwijanie materiału o różnej grubości. W większości przypadków korzyści te nie są zwiększane przez przewijanie w pionie.
Przy wyborze rolek arkuszowych ważne jest przeprowadzenie dokładnych i dokładnych badań oraz uwzględnienie przeznaczenia produkcyjnego maszyny. Pionowe pokosy mają bardziej ograniczoną funkcjonalność niż tradycyjne poziome pokosy, ale oferują kluczowe zalety, jeśli chodzi o prawidłowe zastosowanie.
Pionowe maszyny do walcowania blach mają na ogół bardziej podstawowe cechy konstrukcyjne, wydajnościowe i konstrukcyjne niż poziome maszyny do walcowania blach. Ponadto rolki są często zbyt duże dla danego zastosowania, co eliminuje potrzebę dołączania korony (oraz efektu beczki lub klepsydry, który pojawia się w przedmiocie obrabianym, gdy korona nie jest odpowiednio dopasowana do wykonywanego zadania). W połączeniu z odwijakami tworzą cienki materiał na całe zbiorniki warsztatowe, zwykle o średnicy do 21'6 cali. Górna warstwa zbiornika instalowanego na miejscu o znacznie większej średnicy może mieć tylko jedną spoinę pionową zamiast trzech lub więcej płyt.
Ponownie, największą zaletą walcowania pionowego są sytuacje, w których zbiornik lub naczynie musi być zbudowane pionowo ze względu na wpływ grawitacji na cieńsze materiały (na przykład do 1/4″ lub 5/16″). Produkcja pozioma będzie wymagała użycia pierścieni wzmacniających lub stabilizujących w celu ustalenia okrągłego kształtu walcowanych części.
Prawdziwą zaletą rolek pionowych jest efektywność transportu materiału. Im mniej manipulacji trzeba wykonać przy ciele, tym mniejsze jest prawdopodobieństwo, że zostanie ono uszkodzone i przerobione. Weź pod uwagę duże zapotrzebowanie na zbiorniki ze stali nierdzewnej w przemyśle farmaceutycznym, który jest bardziej zajęty niż kiedykolwiek. Nieostrożne obchodzenie się może prowadzić do problemów kosmetycznych lub, co gorsza, uszkodzenia warstwy pasywacyjnej i zanieczyszczenia produktu. Rolki pionowe współpracują z systemami cięcia, spawania i wykańczania, aby zmniejszyć ryzyko manipulacji i zanieczyszczenia. Kiedy tak się stanie, producenci mogą na tym zyskać.
FABRICATOR to wiodący magazyn poświęcony produkcji i formowaniu stali w Ameryce Północnej. Magazyn publikuje aktualności, artykuły techniczne i historie sukcesów, które umożliwiają producentom wydajniejszą pracę. FABRICATOR działa w branży od 1970 roku.
Dostępny jest teraz pełny cyfrowy dostęp do FABRICATOR, zapewniający łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Dostępny jest teraz pełny cyfrowy dostęp do The Tube & Pipe Journal, zapewniający łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Dostępny jest teraz pełny dostęp do cyfrowej edycji The Fabricator en Español, zapewniającej łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Jordan Yost, założyciel i właściciel Precision Tube Laser w Las Vegas, dołącza do nas, aby porozmawiać o swoim…
Czas publikacji: 7 maja 2023 r