Рис. 1. Во время цикла прокатки в вертикальной системе с рулонной подачей передняя кромка «загибается» перед гибочными валками. Затем только что отрезанная задняя кромка прижимается к передней кромке, прибивается гвоздями и сваривается, образуя катаную оболочку .
Каждый, кто работает в области металлообработки, вероятно, знаком с прокатными прессами, будь то первоначальный зажим, трехвалковый двойной зажим, трехвалковая поступательная геометрия или четырехвалковая разновидность. Каждый из них имеет свои ограничения и преимущества, но они также имеют одну общую черту: прокатывают листы и листы в горизонтальном положении.
Менее известный метод включает в себя вертикальную прокрутку. Как и другие методы, вертикальная прокрутка имеет свои ограничения и преимущества. Эти преимущества почти всегда решают по крайней мере одну из двух проблем. другой - низкая эффективность обработки материалов. Улучшение обоих может улучшить рабочий процесс и, в конечном итоге, повысить конкурентоспособность производителей.
Технология вертикальной прокатки не нова. Ее корни восходят к нескольким нестандартным системам, созданным в 1970-х годах. области танкостроения.
Обычные резервуары и контейнеры, которые обычно производятся вертикально, включают резервуары и контейнеры для пищевой, молочной, винодельческой, пивной и фармацевтической промышленности;Резервуары для хранения масла API;и сварные резервуары для сельского хозяйства или хранения воды. Вертикальная прокатка значительно снижает нагрузку на материалы;обычно производит изгибы более высокого качества;и более эффективно обеспечивает следующие производственные этапы сборки, центровки и сварки.
Еще одно преимущество проявляется там, где емкость для хранения материала ограничена. Для вертикального хранения досок или листов требуется гораздо меньше квадратных футов, чем для досок или листов, хранящихся на плоской поверхности.
Рассмотрим цех, в котором обечайки (или «маршруты») резервуаров большого диаметра прокатывают на горизонтальных роликах. После прокатки оператор точечной сварки опускает боковые рамы и соскальзывает с прокатанной обечайки. Поскольку тонкая обечайка прогибается под собственным весом , оболочку необходимо либо поддерживать ребрами жесткости или стабилизаторами, либо ее необходимо повернуть в вертикальное положение.
Такое большое количество манипуляций — подача листа из горизонтального положения в горизонтальные рулоны, которые затем извлекаются и наклоняются для укладки после прокатки — может создать множество производственных проблем. Благодаря вертикальной прокрутке магазин устраняет всю промежуточную обработку. листы подаются и прокатываются вертикально, склеиваются, а затем поднимаются вертикально для следующей операции. При вертикальной прокатке корпус резервуара не сопротивляется силе тяжести и поэтому не провисает под собственным весом.
Некоторая вертикальная прокатка происходит на четырехвалковых машинах, особенно для резервуаров меньшего диаметра (обычно менее 8 футов в диаметре), которые будут отправляться вниз по течению и обрабатываться в вертикальном направлении. где валки захватывают плиту), что более выражено на гильзах малого диаметра.
Большинство банок прокатываются вертикально с использованием трехвалковых машин с двумя цангами, с использованием заготовок из листового металла или подачи непосредственно с рулона (подход, который становится все более распространенным). В этих установках оператор использует радиусный калибр или шаблон для измерения радиус корпуса. Они регулируют гибочные ролики, когда передняя кромка рулона находится в контакте, а затем снова регулируют его, когда рулон продолжает подавать. По мере того, как рулон продолжает поступать в его плотно намотанную внутреннюю часть, пружинение материала увеличивается и оператор перемещает ролики, чтобы компенсировать больший изгиб.
Упругость зависит от свойств материала и типа катушки. Внутренний диаметр (ID) катушки важен. При прочих равных условиях, 20-дюймовая катушка. больший отскок.ID.
Рис. 2. Вертикальная прокрутка стала неотъемлемой частью многих полевых установок в резервуарах. При использовании крана процесс обычно начинается с верхнего ряда и продвигается к нижнему ряду. Обратите внимание на единственный вертикальный сварной шов на верхнем ряду.
Обратите внимание, однако, что вертикальная прокатка в ванне сильно отличается от прокатки толстого листа при горизонтальной прокатке. В последнем случае оператор стремится к тому, чтобы края полосы точно совпадали в конце цикла прокатки. диаметры не легко перерабатываются.
При формовании корпуса резервуара вертикальными валками рулона оператор не может допустить схода краев в конце цикла прокатки, поскольку, конечно, лист выходит непосредственно из рулона. Во время прокатки лист имеет переднюю кромку, а не задней кромки до тех пор, пока она не будет отрезана от рулона. В случае этих систем рулон скручивается в полный круг перед фактическим сгибанием рулонов, а затем отрезается после завершения (см. рис. 1). После этого только что отрезанная задняя кромка подталкивается к передней кромке, закрепляется, а затем приваривается, образуя катаную оболочку.
Предварительная гибка и повторная прокатка в большинстве агрегатов с рулонной подачей неэффективны, а это означает, что их передняя и задняя кромки имеют выступающие участки, которые часто выбрасываются (аналогично несогнутым плоским участкам при прокатке без рулонной подачи). Тем не менее, многие операторы рассматривайте лом как небольшую цену за всю эффективность обработки материалов, которую им обеспечивают вертикальные валки.
Тем не менее, некоторые операторы хотят максимально использовать имеющийся у них материал, поэтому они выбирают интегрированную систему правки валков. двенадцатиметровые правильные машины, в которых используется некоторая комбинация холостых, правильных и гибочных валков. Правильная машина не только минимизирует секцию сброса лома на гильзу, но также повышает гибкость системы;то есть система может производить не только прокатные детали, но и плоские, плоские заготовки.
Технология правки не может воспроизвести результаты расширенных систем правки, используемых в сервисных центрах, но она может производить материал, достаточно плоский для резки с помощью лазера или плазмы. Это означает, что производители могут использовать рулоны для операций вертикальной прокатки и плоской резки.
Представьте себе, что оператор, раскатывающий обечайку для секции бака, получает заказ на партию заготовок для стола плазменной резки. После того, как он прокатывает обечайку и отправляет ее вниз по течению, он настраивает систему так, чтобы правильная машина не подавала прямо в вертикаль рулоны. Вместо этого правильная машина подает плоский материал, который можно отрезать до нужной длины, создавая плоскую заготовку для плазменной резки.
После резки партии заготовок оператор перенастраивает систему для возобновления прокатки корпусов резервуаров. А поскольку он прокатывает плоский материал, изменчивость материала (включая различную степень упругости) не является проблемой.
В большинстве областей промышленного и структурного изготовления производители стремятся увеличить объемы цехового изготовления, чтобы упростить и упростить изготовление и монтаж в полевых условиях. Однако для изготовления больших резервуаров и подобных крупных конструкций это правило не применяется, в основном из-за невероятные проблемы с обработкой материалов, которые представляют такие рабочие места.
Вертикальные валки рулонов, используемые на стройплощадке, упрощают погрузочно-разгрузочные работы и упрощают весь процесс изготовления резервуара (см. рис. 2). Гораздо проще транспортировать рулон металла на строительную площадку, чем раскатывать в мастерской серию огромных секций. , прокатка на месте означает, что даже резервуары самого большого диаметра могут быть изготовлены с помощью всего одного вертикального сварного шва.
Использование выравнивателя в полевых условиях обеспечивает большую гибкость в полевых операциях. Это распространенный выбор для производства резервуаров на месте, где дополнительная функциональность позволяет производителям изготавливать днища или днища резервуаров на месте из выпрямленного рулона, устраняя необходимость транспортировки между цехами. и место работы.
Рисунок 3. Некоторые вертикальные валки интегрированы с системами производства резервуаров на месте. Домкрат поднимает ранее укатанный слой вверх без использования крана.
Некоторые полевые операции интегрируют вертикальные валки в более крупную систему, включая блоки резки и сварки, используемые с уникальными подъемными домкратами, что устраняет необходимость в кране на месте (см. рис. 3).
Весь резервуар строится сверху вниз, но процесс начинается с нуля. Вот как это работает: рулон или лист пропускается через вертикальные валки всего в нескольких дюймах от того места, где стенка резервуара находится в поле. Затем стенка подается в направляющие, которые несут лист, когда он подается по всей окружности резервуара. Вертикальные валки останавливаются, концы обрезаются, а отдельные вертикальные швы располагаются и свариваются. Затем узел жесткости приваривается к обечайке. , домкрат поднимает свернутую оболочку вверх. Повторите процесс для следующей оболочки ниже.
Между двумя катаными секциями были выполнены круговые сварные швы, а затем верхние части резервуара были собраны на месте, при этом конструкция осталась близко к земле, и были изготовлены только две самые верхние оболочки. После завершения крыши домкраты поднимают всю конструкцию в подготовка к следующей оболочке, и процесс продолжается — и все это без использования крана.
Когда операция достигает нижней линии, вступают в действие более толстые листы. Некоторые производители резервуаров на месте используют листы толщиной от 3/8 до 1 дюйма, а в некоторых случаях даже тяжелее. быть только такой длины, чтобы эти нижние секции имели несколько вертикальных сварных швов, соединяющих секции прокатанного листа. В любом случае, с вертикальными машинами на месте, листы могут быть выгружены за один раз и свернуты на месте для непосредственного использования в строительстве резервуаров.
Эта система строительства резервуаров олицетворяет эффективность обработки материалов, достигаемую (по крайней мере, частично) за счет вертикальной прокатки. Конечно, как и любая технология, вертикальная прокрутка доступна не для всех приложений. Ее пригодность зависит от создаваемой ею эффективности обработки.
Рассмотрим производителя, который устанавливает вертикальный валок без рулонной подачи для выполнения различных работ, большинство из которых представляют собой кожухи малого диаметра, требующие предварительной гибки (изгибание передней и задней кромок заготовки для минимизации несогнутой плоскости). Эти работы теоретически возможны на вертикальных валках, но предварительная гибка в вертикальном направлении гораздо более обременительна. В большинстве случаев вертикальная прокатка неэффективна для большого количества работ, требующих предварительной гибки.
В дополнение к проблемам с погрузочно-разгрузочными работами производители интегрировали вертикальные валки, чтобы избежать борьбы с гравитацией (опять же, чтобы избежать коробления больших корпусов без опоры). плата вертикально не имеет особого смысла.
Кроме того, асимметричные изделия (овалы и другие необычные формы) обычно лучше всего формировать на горизонтальных валках, при желании с опорой наверху. В этих случаях опоры делают больше, чем просто предотвращают провисание, вызванное силой тяжести;они направляют работу через циклы прокатки и помогают поддерживать асимметричную форму заготовки. Проблема выполнения такой работы в вертикальной ориентации может свести на нет все преимущества вертикальной прокрутки.
Та же идея применима и к конической прокатке. При прокатке конусов используется трение между роликами и различное давление от одного конца роликов к другому. Прокрутка конуса по вертикали под действием гравитации еще больше усложняет ситуацию. но для всех намерений и целей катить конус вертикально нецелесообразно.
Вертикальное использование трехвалковых станков поступательной геометрии также обычно нецелесообразно. В этих станках два нижних валка перемещаются влево и вправо в любом направлении;верхний валок можно регулировать вверх и вниз. Эти регулировки позволяют этим машинам сгибать изделия сложной геометрии и вальцовать материалы различной толщины. В большинстве случаев эти преимущества не увеличиваются за счет вертикальной прокрутки.
При выборе листопрокатного станка важно тщательно и тщательно исследовать и учитывать предполагаемое производственное использование станка. Вертикальные валки имеют более ограниченную функциональность, чем традиционные горизонтальные валки, но при правильном применении обладают ключевыми преимуществами.
По сравнению с горизонтальными листогибочными станками, вертикальные листогибочные станки, как правило, имеют более простую конструкцию, рабочие и конструкционные характеристики. Кроме того, валки часто имеют слишком большой размер для включения коронок (и закругления или эффекта песочных часов, которые возникают в заготовках, когда коронки не установлены должным образом). приспособлены для выполняемой работы). При использовании в сочетании с разматывателями они образуют тонкий материал для всего цехового резервуара, обычно не более 21 фута 6 дюймов в диаметре. Могут быть изготовлены устанавливаемые в полевых условиях резервуары с верхними рядами гораздо большего диаметра. только с одним вертикальным сварным швом, а не с тремя или более панелями.
Опять же, самым большим преимуществом вертикальной прокатки является то, что резервуар или контейнер должны быть построены в вертикальной ориентации из-за воздействия силы тяжести на более тонкие материалы (например, до 1/4 или 5/16 дюйма). Горизонтальное производство заставит использование усиливающих или стабилизирующих колец для сохранения круглой формы прокатываемой детали.
Реальным преимуществом вертикальных роликов является эффективность обработки материалов. Чем меньше манипуляций с корпусом требуется, тем меньше вероятность его повреждения и повторной обработки. Учтите высокий спрос на резервуары из нержавеющей стали в фармацевтической промышленности, которая сейчас загружена как никогда .Небрежное обращение может привести к косметическим проблемам или, что еще хуже, к пассивирующему слою, который разрушается и создает загрязненный продукт. Вертикальные валы работают в тандеме с системами резки, сварки и отделки, чтобы уменьшить обращение и возможности загрязнения. Когда это происходит, производители пожинают плоды. выгоды.
FABRICATOR является ведущим журналом в области обработки металлов давлением и производства в Северной Америке. В журнале публикуются новости, технические статьи и истории успеха, которые позволяют производителям выполнять свою работу более эффективно. FABRICATOR работает в отрасли с 1970 года.
Время публикации: 16 июня 2022 г.