Figur 1. Under en rullningscykel i ett vertikalt, spolmatat system "böjs" framkanten framför bockningsrullarna. Den nyklippta bakkanten skjuts sedan till framkanten, spikas och svetsas för att bilda det rullade skalet .
Alla inom metalltillverkning är förmodligen bekanta med valspressar, oavsett om det är den initiala klämman, tre-vals dubbelklämma, tre-vals translationsgeometri eller fyra valsar. Var och en har sina begränsningar och fördelar, men de har en gemensam egenskap: de rullar ark och ark i horisontellt läge.
En mindre välbekant metod innebär att rulla vertikalt. Liksom andra metoder har vertikal rullning sina egna begränsningar och fördelar. Dessa fördelar löser nästan alltid åtminstone en av de två utmaningarna. Den ena är gravitationens inverkan på arbetsstycket under rullningsprocessen, och en annan är den låga effektiviteten i materialhanteringen. Att förbättra båda kan förbättra arbetsflödet och i slutändan öka tillverkarnas konkurrenskraft.
Vertikal valsningsteknik är inte ny. Dess rötter går tillbaka till en handfull specialanpassade system byggda på 1970-talet. På 1990-talet erbjöd vissa maskinbyggare vertikala valsverk som en vanlig produktlinje. Tekniken har anammats av olika industrier, särskilt inom området för tanktillverkning.
Vanliga tankar och behållare som vanligtvis produceras vertikalt inkluderar tankar och behållare för livsmedels- och dryckesindustrin, mejeri-, vin-, öl- och läkemedelsindustrin;API oljelagringstankar;och svetsade tankar för jordbruk eller vattenlagring. Vertikal rullning minskar materialhanteringen avsevärt;ger generellt högre kvalitet böjar;och matar mer effektivt nästa produktionssteg av montering, uppriktning och svetsning.
En annan fördel spelar in där materiallagringskapaciteten är begränsad. Vertikal lagring av skivor eller plåt kräver mycket färre kvadratmeter än brädor eller plåt som lagras på en plan yta.
Överväg en butik som rullar skalen (eller "vägarna") av tankar med stor diameter på horisontella rullar. Efter rullning punktsvetsar operatören, sänker sidoramarna och glider av det rullade skalet. Eftersom det tunna skalet böjs av sin egen vikt , måste skalet antingen stödjas med förstyvningar eller stabilisatorer eller måste roteras till vertikalt läge.
En så stor mängd hantering – matning av ark från horisontellt läge till horisontella rullar, som sedan tas ut och lutas för stapling efter valsning – kan skapa en mängd produktionsutmaningar. Med vertikal rullning eliminerar butiken all mellanbearbetning. Ark eller ark matas och rullas vertikalt, limmas och lyfts sedan vertikalt till nästa operation.När tankskalet rullas vertikalt motstår inte tankskalet tyngdkraften och sjunker därför inte under sin egen vikt.
Viss vertikal valsning förekommer på maskiner med fyra valsar, särskilt för tankar med mindre diameter (vanligtvis mindre än 8 fot i diameter) som kommer att skickas nedströms och arbetas i vertikal riktning. Fyrvalssystemet tillåter omvalsning för att eliminera oböjda platta ( där rullarna tar tag i plattan), vilket är mer uttalat på skal med liten diameter.
De flesta burkar rullas vertikalt med trevalsmaskiner med två spännhylsor, med hjälp av plåtämnen eller matning direkt från spolen (ett tillvägagångssätt som blir allt vanligare). I dessa inställningar använder operatören en radiemätare eller mall för att mäta höljets radie. De justerar böjningsrullarna när spolens främre kant är i kontakt, och justerar den sedan igen när spolen fortsätter att matas. När spolen fortsätter att matas in i dess hårt lindade inre, ökar materialets återfjädring, och operatören flyttar rullarna för att orsaka mer böjning för att kompensera.
Återfjädring varierar beroende på materialegenskaper och spiraltyp. Den inre diametern (ID) på spolen är viktig. Allt annat lika, en 20-tums spole. Jämfört med samma spole lindad till 26 tum, är ID:n lindadare och uppvisar större rebound.ID.
Figur 2. Vertikal rullning har blivit en integrerad del av många tankfältinstallationer. Med hjälp av en kran börjar processen vanligtvis med den övre banan och fortskrider mot den nedre banan. Notera den enda vertikala svetsen på den övre banan.
Observera dock att vertikal kastrullning skiljer sig mycket från valsning av tjock plåt vid horisontell valsning. För den senare strävar operatören efter att se till att bandets kanter matchas exakt i slutet av valsningscykeln. Tjocka plåtar valsade till tätt diametrar är inte lätta att omarbeta.
När tankskalet formas med vertikala rullar kan operatören inte låta kanterna mötas i slutet av rullningscykeln eftersom plåten naturligtvis kommer direkt från spolen. Under rullning har plåten en framkant, men inte en bakkant tills den skärs från spolen. I fallet med dessa system rullas spolen till en hel cirkel innan rullarna faktiskt böjs och skärs sedan efter färdigställandet (se figur 1). Efter detta är den nyklippta bakkanten trycks till framkanten, säkras och svetsas sedan för att bilda det rullade skalet.
Förböjning och omvalsning i de flesta spolmatade enheter är ineffektiva, vilket innebär att deras främre och bakre kanter har fallsektioner som ofta skrotas (liknande oböjda plana sektioner i icke spolmatade valsning). Som sagt, många operatörer se skrot som ett litet pris att betala för all materialhanteringseffektivitet som vertikala rullar ger dem.
Trots det vill vissa operatörer få ut det mesta av materialet de har, så de väljer ett integrerat rullutjämningssystem. Dessa liknar fyrrullsriktare på en spolbearbetningslinje, bara vända över. Vanliga konfigurationer inkluderar sju- och 12-höga uträtare som använder någon kombination av tomgångs-, uträtnings- och bockningsrullar. Plattången minimerar inte bara skrotsektionen per skal, utan ökar också systemets flexibilitet;det vill säga systemet kan producera inte bara rullade delar utan även platta, platta ämnen.
Utjämningstekniken kan inte replikera resultaten av de utökade utjämningssystemen som används i servicecenter, men den kan producera material som är tillräckligt plant för att skäras med laser eller plasma. Detta innebär att tillverkare kan använda spolar för vertikal valsning och plan skärning.
Föreställ dig att en operatör som rullar skalet för en tanksektion får en beställning på ett parti ämnen till ett plasmaskärbord. Efter att han rullat skalet och skickat det nedströms konfigurerar han systemet så att utjämnaren inte matas direkt in i vertikalen rullar.Istället matar utjämnaren platt material som kan skäras till önskad längd, vilket skapar ett plant ämne för plasmaskärning.
Efter att ha kapat ett parti ämnen, konfigurerar operatören om systemet för att återuppta rullande tankskal. Och eftersom han rullar platt material är materialvariabilitet (inklusive olika grader av återfjädring) inget problem.
Inom de flesta områden av industriell och strukturell tillverkning strävar tillverkarna efter att öka volymen av butikstillverkning för att förenkla och förenkla fälttillverkning och installation. För tillverkning av stora tankar och liknande stora konstruktioner gäller dock inte denna regel, främst på grund av otroliga materialhanteringsutmaningar som sådana jobb innebär.
Verksamma på arbetsplatsen, rullar vertikala rullar förenklar materialhantering och förenklar hela tanktillverkningsprocessen (se figur 2). Det är mycket lättare att transportera en metallspole till en arbetsplats än att rulla ut en serie stora sektioner i en verkstad. , rullning på plats innebär att även tankar med största diameter kan tillverkas med bara en vertikal svets.
Att ta med utjämnaren till fältet ger mer flexibilitet vid fältarbete. Detta är ett vanligt val för tankproduktion på plats, där den extra funktionen gör det möjligt för tillverkare att bygga tankdäck eller bottnar på plats från uträtad spole, vilket eliminerar transport mellan verkstaden och arbetsplats.
Figur 3. Vissa vertikala rullar är integrerade med tankproduktionssystem på plats. Domkraften lyfter den tidigare rullade banan uppåt utan behov av kran.
Vissa fältoperationer integrerar vertikala valsar i ett större system – inklusive skär- och svetsenheter som används med unika lyftdomkrafter – vilket tar bort behovet av en kran på plats (se figur 3).
Hela tanken är byggd uppifrån och ner, men processen börjar från grunden. Så här fungerar det: Spolen eller plåten förs genom vertikala rullar bara centimeter från där tankväggen är i fältet. Väggen matas sedan i styrningar som bär plåten när den matas runt hela omkretsen av tanken. De vertikala rullarna stoppas, ändarna skärs och de individuella vertikala sömmarna placeras och svetsas. Förstyvningsenheten svetsas sedan till skalet. , lyfter domkraften upp det hoprullade skalet. Upprepa processen för nästa skal nedan.
Omkretssvetsar gjordes mellan de två valsade sektionerna, och tanktoppsdelarna monterades sedan på plats – medan strukturen förblev nära marken och endast de två översta skalen gjordes. När taket är klart lyfter domkrafter hela strukturen i förberedelser för nästa skal, och processen fortsätter – allt utan att behöva en kran.
När operationen når den lägsta linjen kommer de tjockare plåtarna in i spelet. Vissa tanktillverkare på plats använder 3/8 till 1 tum tjocka plåtar, och i vissa fall till och med tyngre. Naturligtvis är plåtarna inte i spolform och kan bara vara så långa, så dessa nedre sektioner kommer att ha flera vertikala svetsar som förbinder de valsade plåtsektionerna. I alla fall, med vertikala maskiner på plats, kan plåtarna lossas på en gång och rullas upp på plats för direkt användning i tankkonstruktion.
Det här tankbyggnadssystemet representerar den materialhanteringseffektivitet som uppnås (åtminstone delvis) genom vertikal rullning. Naturligtvis, som med all teknik, är vertikal rullning inte tillgänglig för alla appar. Dess lämplighet beror på bearbetningseffektiviteten den skapar.
Överväg en tillverkare som installerar en vertikal vals som inte är spolmatad för att utföra en mängd olika jobb, varav de flesta är skal med liten diameter som kräver förböjning (böja arbetsstyckets främre och bakre kanter för att minimera oböjd plan). Dessa jobb är teoretiskt möjliga på vertikala valsar, men förböjning i vertikal riktning är mycket mer besvärlig. I de flesta fall är vertikal valsning ineffektivt för ett stort antal jobb som kräver förbockning.
Förutom materialhanteringsproblem har tillverkare integrerade vertikala rullar för att undvika att bekämpa gravitationen (återigen för att undvika buckling av stora ostödda höljen). Men om en operation bara innebär att rulla en bräda som är stark nog att behålla sin form under hela rullningsprocessen, då rullning brädan vertikalt gör inte så mycket mening.
Asymmetriskt arbete (ovaler och andra ovanliga former) formas också vanligtvis bäst på horisontella rullar, med överliggande stöd om så önskas. I dessa fall gör stöden mer än att bara förhindra tyngdkraftsinducerad nedsänkning;de leder arbetet genom rullningscykler och hjälper till att bibehålla arbetsstyckets asymmetriska form. Utmaningen med att utföra ett sådant jobb i vertikal orientering kan förneka alla fördelar med vertikal rullning.
Samma idé gäller konisk rullning. Rullkoner förlitar sig på friktionen mellan rullarna och det varierande trycket från ena änden av rullarna till den andra. Om du rullar en kon vertikalt ger gravitationen ännu mer komplexitet. Det kan finnas unika situationer, men för alla ändamål är det opraktiskt att rulla konen vertikalt.
Vertikal användning av maskiner för översättningsgeometri med tre rullar är i allmänhet inte praktiskt. I dessa maskiner rör sig de två nedre rullarna åt vänster och höger i båda riktningarna;den övre rullen kan justeras upp och ner. Dessa justeringar gör att dessa maskiner kan böja komplexa geometrier och valsmaterial av olika tjocklekar. I de flesta fall förbättras dessa fördelar inte av vertikal rullning.
När du väljer en plåtvalsmaskin är det viktigt att noggrant och noggrant undersöka och överväga den avsedda produktionsanvändningen av maskinen. Vertikala valsar är mer begränsade i funktion än traditionella horisontella valsar, men i rätt tillämpning erbjuder de viktiga fördelar.
Jämfört med horisontella plåtbockningsmaskiner har vertikala plåtbockningsmaskiner generellt mer grundläggande design-, funktions- och konstruktionsegenskaper. Rullarna är också ofta överdimensionerade för applikationen för att inkludera kronor (och de rundnings- eller timglaseffekter som uppstår i arbetsstycken när kronorna inte är ordentligt anpassade för det aktuella jobbet). När de används tillsammans med decoilers, bildar de ett tunt material för en hel butikstank, vanligtvis inte mer än 21 fot 6 tum i diameter. Fältinstallerade tankar med mycket större diameter topplager kan tillverkas med endast en vertikal svets i stället för tre eller flera paneler.
Återigen, den största fördelen med vertikal rullning är att tanken eller behållaren måste byggas i vertikal orientering på grund av gravitationens effekter på tunnare material (t.ex. upp till 1/4 eller 5/16 tum). Horisontell produktion kommer att tvinga fram användningen av förstärkande eller stabiliserande ringar för att bibehålla den rullade delens runda form.
Den verkliga fördelen med vertikala valsar är materialhanteringseffektiviteten. Ju färre gånger en kapsling behöver manipuleras, desto mindre sannolikt kommer den att skadas och omarbetas. Tänk på den stora efterfrågan på rostfria ståltankar i läkemedelsindustrin, som nu är livligare än någonsin .Hård hantering kan leda till kosmetiska problem eller, ännu värre, ett passiveringsskikt som bryts ner och skapar en förorenad produkt. Vertikala rullar samverkar med skär-, svets- och efterbehandlingssystem för att minska hanteringen och möjligheter till kontaminering. När detta händer skördar tillverkarna fördelarna.
FABRICATOR är Nordamerikas ledande tidskrift för metallformning och tillverkningsindustri. Tidningen tillhandahåller nyheter, tekniska artiklar och fallhistorier som gör det möjligt för tillverkare att utföra sina jobb mer effektivt. FABRICATOR har betjänat branschen sedan 1970.
Posttid: 2022-jun-16