Slika 1. Med ciklom valjanja v navpičnem sistemu s podajanjem v tuljavo se vodilni rob "zvije" pred upogibnimi valji. Sveže odrezan zadnji rob se nato potisne na vodilni rob, pribije in zvari, da se oblikuje valjana lupina .
Vsi na področju izdelave kovin so verjetno seznanjeni z valjarnimi stiskalnicami, ne glede na to, ali gre za začetno vpenjanje, trivaljno dvojno vpenjalo, trivaljno translacijsko geometrijo ali štirivaljno različico. Vsaka ima svoje omejitve in prednosti, vendar tudi imajo eno skupno lastnost: zvijajo pločevine in pločevine v vodoravnem položaju.
Manj znana metoda vključuje navpično drsenje. Tako kot druge metode ima tudi navpično drsenje svoje omejitve in prednosti. Te prednosti skoraj vedno rešujejo vsaj enega od obeh izzivov. Eden je vpliv gravitacije na obdelovanec med postopkom valjanja in drugo je nizka učinkovitost ravnanja z materialom. Izboljšanje obeh lahko izboljša potek dela in na koncu poveča konkurenčnost proizvajalcev.
Tehnologija navpičnega valjanja ni nova. Njene korenine segajo v peščico sistemov po meri, izdelanih v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Do devetdesetih let prejšnjega stoletja so nekateri izdelovalci strojev ponujali vertikalne valjarne kot redno linijo izdelkov. Tehnologijo so sprejele različne industrije, zlasti v področju proizvodnje tankov.
Običajni rezervoarji in zabojniki, ki se običajno proizvajajo navpično, vključujejo rezervoarje in zabojnike za industrijo hrane in pijače, mlečne izdelke, vino, pivo in farmacevtsko industrijo;API rezervoarji za shranjevanje olja;in varjeni rezervoarji za kmetijstvo ali skladiščenje vode. Navpično valjanje močno zmanjša ravnanje z materialom;na splošno proizvaja ovinke višje kakovosti;in učinkoviteje dovaja naslednje proizvodne faze sestavljanja, poravnave in varjenja.
Druga prednost pride v poštev, kjer je zmogljivost shranjevanja materiala omejena. Navpično shranjevanje plošč ali listov zahteva veliko manj kvadratnih metrov kot plošče ali plošče, shranjene na ravni površini.
Razmislite o delavnici, ki valja lupine (ali »poti«) rezervoarjev velikega premera na vodoravnih valjih. Po valjanju operater točkovno zvari, spusti stranske okvirje in zdrsne z valjane lupine. Ker se tanka lupina upogne pod lastno težo , je treba lupino podpreti z ojačitvami ali stabilizatorji ali pa jo je treba obrniti v navpični položaj.
Tako velika količina rokovanja – podajanje listov iz vodoravnega položaja v vodoravne zvitke, ki se nato vzamejo ven in nagnejo za zlaganje po valjanju – lahko povzroči različne proizvodne izzive. Z navpičnim pomikanjem trgovina odpravi vso vmesno obdelavo. Listi oz. pločevine se podajajo in valjajo navpično, zlepijo in nato dvignejo navpično do naslednje operacije. Pri navpičnem valjanju se ohišje rezervoarja ne upira gravitaciji in se zato ne povesi pod lastno težo.
Nekaj navpičnega valjanja se pojavi pri strojih s štirimi valji, zlasti pri rezervoarjih z manjšim premerom (običajno manj kot 8 čevljev v premeru), ki bodo poslani navzdol in obdelani v navpični smeri. Sistem s štirimi valji omogoča ponovno valjanje, da se odstranijo neupognjene ravnine ( kjer zvitki zgrabijo ploščo), kar je bolj izrazito pri lupinah majhnega premera.
Večina pločevink se navpično valja z uporabo strojev s tremi valji in dvema vpenjalnima geometrijama, z uporabo surovcev pločevine ali dovajanjem neposredno iz tuljave (pristop, ki postaja vse pogostejši). Pri teh nastavitvah upravljavec uporablja merilnik polmera ali predlogo za merjenje polmer ohišja. Prilagodijo upogibne valje, ko je sprednji rob tuljave v stiku, in jih nato znova prilagodijo, ko se tuljava še naprej podaja. Ko se tuljava še naprej dovaja v svojo tesno navito notranjost, se vzmetnost materiala poveča, in upravljavec premakne valje, da povzroči več upogibanja za kompenzacijo.
Vzmet se razlikuje glede na lastnosti materiala in vrsto tuljave. Notranji premer (ID) tuljave je pomemben. Če so vse druge stvari enake, 20-palčna tuljava. V primerjavi z isto tuljavo, navito na 26 palcev, je ID navita tesneje in eksponati večji odboj.ID.
Slika 2. Navpično drsenje je postalo sestavni del številnih naprav v rezervoarjih. Pri uporabi žerjava se postopek običajno začne z zgornjim slojem in napreduje proti spodnjemu sloju. Upoštevajte en sam navpični zvar na zgornjem sloju.
Upoštevajte pa, da se navpično valjanje v posodi zelo razlikuje od valjanja debele plošče pri vodoravnem valjanju. Pri slednjem si upravljavec prizadeva zagotoviti, da se robovi traku na koncu cikla valjanja natančno ujemajo. Debele plošče, valjane do tesnosti premerov ni enostavno predelati.
Pri oblikovanju ohišja rezervoarja z navpičnimi zvitki v tuljavi upravljavec ne more dovoliti, da se robovi srečajo na koncu cikla valjanja, ker seveda pločevina prihaja neposredno iz tuljave. Med valjanjem ima pločevina vodilni rob, ne pa zadnjega roba, dokler ni odrezan od tuljave. V primeru teh sistemov se tuljava zvije v polni krog, preden se zvitki dejansko upognejo, nato pa se po koncu razreže (glejte sliko 1). Po tem se na novo odrezan zadnji rob potisnjen na sprednji rob, pritrjen in nato zvarjen, da se oblikuje zvita lupina.
Predhodno upogibanje in ponovno valjanje v večini enot s podajanjem v navitju sta neučinkovita, kar pomeni, da imajo njihovi sprednji in zadnji robovi spuščene dele, ki se pogosto odpadejo (podobno kot neupognjeni ravni odseki pri valjanju brez podajanja v navitju). Kljub temu mnogi operaterji na odpadke gledajte kot na majhno ceno za vso učinkovitost ravnanja z materialom, ki jim jo zagotavljajo navpični zvitki.
Kljub temu nekateri operaterji želijo kar najbolje izkoristiti material, ki ga imajo, zato se odločijo za integrirani sistem izravnave zvitkov. Ti so podobni ravnalnikom s štirimi valji na liniji za obdelavo zvitkov, le obrnjeni. Običajne konfiguracije vključujejo sedem in ravnalniki z dvanajstimi višinami, ki uporabljajo neko kombinacijo valjev v prostem teku, ravnanja in upogibanja. Ravnalnik ne le zmanjša odpadke ostankov na lupino, ampak tudi poveča prilagodljivost sistema;to pomeni, da lahko sistem proizvaja ne samo valjane dele, ampak tudi ravne, ravne gredice.
Tehnologija niveliranja ne more ponoviti rezultatov razširjenih sistemov niveliranja, ki se uporabljajo v servisnih centrih, lahko pa proizvede material, ki je dovolj raven, da ga je mogoče rezati z laserjem ali plazmo. To pomeni, da lahko proizvajalci uporabljajo tuljave za operacije navpičnega valjanja in ravnega rezanja.
Predstavljajte si, da operater, ki valja lupino za odsek rezervoarja, prejme naročilo za serijo surovcev za mizo za plazemsko rezanje. Ko zvalja lupino in jo pošlje navzdol, konfigurira sistem tako, da se izravnalna naprava ne podaja neposredno v navpičnico. zvitki. Namesto tega ravnalnik podaja ploščat material, ki ga je mogoče razrezati na želeno dolžino, s čimer se ustvari ploščat surovec za plazemsko rezanje.
Po rezanju serije surovcev operater znova konfigurira sistem za nadaljevanje valjanja ohišij rezervoarja. In ker valja ploščat material, spremenljivost materiala (vključno z različnimi stopnjami vzmetenja) ni problem.
Na večini področij industrijske in strukturne izdelave si proizvajalci prizadevajo povečati obseg izdelave v trgovini, da bi poenostavili in poenostavili izdelavo in namestitev na terenu. Vendar pa za proizvodnjo velikih rezervoarjev in podobnih velikih struktur to pravilo ne velja, predvsem zaradi neverjetne izzive pri ravnanju z materiali, ki jih predstavljajo takšna dela.
Navpični zvitki z navitjem, ki delujejo na delovišču, poenostavijo rokovanje z materialom in poenostavijo celoten postopek izdelave rezervoarja (glejte sliko 2). Veliko lažje je prepeljati kovinsko zvitje na delovišče kot razviti niz ogromnih delov v delavnici. Poleg tega , valjanje na kraju samem pomeni, da je mogoče tudi rezervoarje z največjim premerom izdelati s samo enim navpičnim zvarom.
Prenos izravnalnika na polje omogoča večjo prilagodljivost pri terenskih operacijah. To je običajna izbira za proizvodnjo rezervoarjev na kraju samem, kjer dodana funkcionalnost omogoča proizvajalcem, da na mestu izdelajo krove ali dna rezervoarjev iz izravnanih tuljav, kar odpravlja transport med delavnico in delovišče.
Slika 3. Nekateri navpični valji so integrirani s sistemi za proizvodnjo rezervoarjev na kraju samem. Dvigalka dvigne predhodno zvito plast navzgor brez potrebe po žerjavu.
Nekatere operacije na terenu integrirajo navpične zvitke v večji sistem – vključno z enotami za rezanje in varjenje, ki se uporabljajo z edinstvenimi dvižnimi dvigalkami – s čimer se odpravi potreba po žerjavu na kraju samem (glejte sliko 3).
Celoten rezervoar je zgrajen od vrha navzdol, vendar se postopek začne od tal navzgor. Takole deluje: tuljava ali pločevina se pelje skozi navpične zvitke le nekaj centimetrov od mesta, kjer je stena rezervoarja na polju. Stena se nato dovaja v vodila, ki nosijo pločevino, ko se dovaja po celotnem obodu rezervoarja. Navpični zvitki se ustavijo, konci se odrežejo, posamezni navpični šivi pa se postavijo in zvarijo. Sklop ojačitve se nato privari na lupino. Naprej , dvigalka dvigne zvito školjko navzgor. Postopek ponovite za naslednjo školjko spodaj.
Med obema valjanima odsekoma so bili narejeni obodni zvari, deli zgornjega dela rezervoarja pa so bili nato sestavljeni na svoje mesto – medtem ko je konstrukcija ostala blizu tal in sta bili narejeni samo dve zgornji lupini. Ko je streha končana, dvigalke dvignejo celotno konstrukcijo pripravo za naslednjo lupino in postopek se nadaljuje – vse brez potrebe po žerjavu.
Ko operacija doseže najnižjo mejo, pridejo v poštev debelejše plošče. Nekateri proizvajalci rezervoarjev na kraju samem uporabljajo plošče debeline 3/8 do 1 palec, v nekaterih primerih pa celo težje. Seveda pločevine niso v obliki zvitkov in lahko biti samo tako dolgi, da bodo imeli ti spodnji deli več navpičnih zvarov, ki povezujejo zvite odseke pločevine. V vsakem primeru je mogoče plošče z navpičnimi stroji na mestu raztovoriti v enem zamahu in zviti na mestu za neposredno uporabo pri gradnji rezervoarjev.
Ta sistem gradnje rezervoarjev pooseblja učinkovitost ravnanja z materialom, doseženo (vsaj delno) z navpičnim valjanjem. Seveda, kot pri kateri koli drugi tehnologiji, navpično drsenje ni na voljo za vse aplikacije. Njegova primernost je odvisna od učinkovitosti obdelave, ki jo ustvari.
Razmislite o proizvajalcu, ki namesti navpični valj brez navitja za opravljanje različnih del, od katerih so večinoma lupine majhnega premera, ki zahtevajo predhodno upogibanje (upogibanje sprednjega in zadnjega roba obdelovanca, da se zmanjša neupognjena plošča). Ta opravila so teoretično možni na navpičnih zvitkih, vendar je predhodno upogibanje v navpični smeri veliko bolj okorno. V večini primerov je navpično valjanje neučinkovito za veliko število del, ki zahtevajo predhodno upogibanje.
Poleg težav z ravnanjem z materialom so proizvajalci vgradili navpične zvitke, da bi se izognili boju proti gravitaciji (spet zato, da bi se izognili upogibu velikih nepodprtih ohišij). Vendar, če operacija vključuje samo valjanje plošče, ki je dovolj močna, da obdrži svojo obliko med postopkom valjanja, potem valjanje tabla navpično nima smisla.
Poleg tega je asimetrično delo (ovalne in druge nenavadne oblike) običajno najbolje oblikovati na vodoravnih zvitkih, po želji z oporo nad glavo. V teh primerih podpore naredijo več kot le preprečijo povešanje, ki ga povzroči gravitacija;vodijo delo skozi cikle valjanja in pomagajo ohranjati asimetrično obliko obdelovanca. Izziv izvajanja takega dela v navpični orientaciji lahko izniči vse prednosti navpičnega drsenja.
Ista ideja velja za stožčasto kotaljenje. Kotalni stožci so odvisni od trenja med valji in različne količine pritiska z enega konca valjev na drugega. Če se stožec pomika navpično, gravitacija doda še večjo zapletenost. Lahko pride do edinstvenih situacij, vendar za vse namene in namene je navpično valjanje stožca nepraktično.
Tudi navpična uporaba strojev s tremi valji za translacijsko geometrijo na splošno ni praktična. Pri teh strojih se dva spodnja valja premikata levo in desno v obe smeri;zgornji valj je mogoče nastaviti navzgor in navzdol. Te prilagoditve omogočajo tem strojem upogibanje zapletenih geometrij in materialov v zvitkih različnih debelin. V večini primerov te prednosti niso povečane z navpičnim drsenjem.
Pri izbiri stroja za valjanje plošč je pomembno skrbno in temeljito raziskati in razmisliti o predvideni proizvodni uporabi stroja. Navpični zvitki so bolj omejeni glede funkcionalnosti kot tradicionalni vodoravni zvitki, vendar pri pravilni uporabi ponujajo ključne prednosti.
V primerjavi s horizontalnimi stroji za upogibanje plošč imajo navpični stroji za upogibanje plošč na splošno bolj osnovno zasnovo, delovanje in konstrukcijske značilnosti. Poleg tega so zvitki pogosto predimenzionirani za uporabo, ki vključuje krone (in zaokroževanje ali učinke peščene ure, ki se pojavijo pri obdelovancih, ko krone niso pravilno nameščene). prilagojeno za opravljeno delo). Če se uporabljajo v povezavi z odvijalniki, tvorijo tanek material za celotno delovno cisterno, običajno s premerom največ 21 čevljev 6 palcev. Lahko se proizvajajo cisterne, nameščene na terenu, z veliko večjimi premeri zgornjih plasti. samo z enim navpičnim zvarom namesto treh ali več plošč.
Spet je največja prednost navpičnega valjanja v tem, da je treba rezervoar ali zabojnik zgraditi v navpični orientaciji zaradi učinkov gravitacije na tanjše materiale (npr. do 1/4 ali 5/16 palca). Horizontalna proizvodnja bo prisilila uporaba ojačitvenih ali stabilizacijskih obročev za ohranitev okrogle oblike valjanega dela.
Resnična prednost navpičnih zvitkov je učinkovitost ravnanja z materialom. Manjkrat kot je treba z ohišjem manipulirati, manjša je verjetnost, da bo poškodovan in predelan. Upoštevajte veliko povpraševanje po rezervoarjih iz nerjavečega jekla v farmacevtski industriji, ki je zdaj bolj obremenjena kot kdaj koli prej . Grobo ravnanje lahko povzroči kozmetične težave ali, še huje, pasivno plast, ki se razgradi in ustvari onesnažen izdelek. Navpični zvitki delujejo v tandemu s sistemi za rezanje, varjenje in končno obdelavo, da zmanjšajo ravnanje in možnosti za kontaminacijo. Ko se to zgodi, proizvajalci žanjejo koristi.
FABRICATOR je vodilna revija v industriji preoblikovanja kovin in izdelave v Severni Ameriki. Revija ponuja novice, tehnične članke in zgodovine primerov, ki proizvajalcem omogočajo učinkovitejše opravljanje dela. FABRICATOR služi industriji že od leta 1970.
Čas objave: 16. junij 2022