Vertikales Blechrollen für Panzerbauer

Abbildung 1. Während eines Walzzyklus in einem vertikalen System mit Spulenzuführung „rollt“ sich die Vorderkante vor den Biegerollen. Die frisch geschnittene Hinterkante wird dann an die Vorderkante geschoben, genagelt und verschweißt, um die gerollte Hülle zu bilden .
Jeder im Bereich der Metallverarbeitung ist wahrscheinlich mit Walzpressen vertraut, egal ob es sich um Walzpressen mit anfänglicher Klemmung, Drei-Rollen-Doppelklemmung, Drei-Walzen-Translationsgeometrie oder Vier-Walzen-Variante handelt. Jede hat ihre Einschränkungen und Vorteile, aber sie auch Eines haben sie gemeinsam: Sie rollen Bleche und Bleche in horizontaler Lage.
Eine weniger bekannte Methode ist das vertikale Scrollen. Wie andere Methoden hat auch das vertikale Scrollen seine eigenen Einschränkungen und Vorteile. Diese Vorteile lösen fast immer mindestens eine der beiden Herausforderungen. Eine davon ist der Einfluss der Schwerkraft auf das Werkstück während des Walzvorgangs und die andere Ein weiterer Grund ist die geringe Effizienz des Materialtransports. Eine Verbesserung beider Faktoren kann den Arbeitsablauf verbessern und letztendlich die Wettbewerbsfähigkeit der Hersteller steigern.
Die Vertikalwalztechnologie ist nicht neu. Ihre Wurzeln gehen auf eine Handvoll kundenspezifischer Systeme zurück, die in den 1970er Jahren gebaut wurden. In den 1990er Jahren boten einige Maschinenbauer Vertikalwalzwerke als reguläre Produktlinie an. Die Technologie wurde von verschiedenen Branchen übernommen, insbesondere in dem Bereich der Panzerfertigung.
Zu den üblichen Tanks und Behältern, die typischerweise vertikal hergestellt werden, gehören Tanks und Behälter für die Lebensmittel- und Getränke-, Molkerei-, Wein-, Bier- und Pharmaindustrie;API-Öllagertanks;und geschweißte Tanks für die Landwirtschaft oder Wasserspeicherung. Vertikales Rollen reduziert den Materialtransport erheblich;Erzeugt im Allgemeinen qualitativ hochwertigere Biegungen.und versorgt die nächsten Produktionsschritte der Montage, Ausrichtung und des Schweißens effizienter.
Ein weiterer Vorteil kommt dort zum Tragen, wo die Materiallagerkapazität begrenzt ist. Die vertikale Lagerung von Brettern oder Platten benötigt weit weniger Quadratmeter als Bretter oder Platten, die auf einer ebenen Fläche gelagert werden.
Stellen Sie sich eine Werkstatt vor, die die Hüllen (oder „Routen“) von Tanks mit großem Durchmesser auf horizontalen Rollen rollt. Nach dem Rollen führt der Bediener Punktschweißungen durch, senkt die Seitenrahmen ab und gleitet von der gerollten Hülle ab. Da sich die dünne Hülle unter ihrem Eigengewicht biegt , muss die Schale entweder mit Versteifungen oder Stabilisatoren abgestützt oder in eine vertikale Position gedreht werden.
Solch ein großer Handhabungsaufwand – das Zuführen von Blechen aus einer horizontalen Position in horizontale Rollen, die dann herausgenommen und nach dem Rollen zum Stapeln gekippt werden – kann eine Vielzahl von Produktionsherausforderungen mit sich bringen. Durch das vertikale Scrollen entfällt im Lager die gesamte Zwischenverarbeitung. Bleche bzw Die Bleche werden vertikal zugeführt und gerollt, verklebt und dann vertikal zum nächsten Arbeitsgang angehoben. Beim vertikalen Rollen widersteht der Tankmantel der Schwerkraft nicht und sackt daher nicht unter seinem Eigengewicht durch.
Auf Vierwalzenmaschinen kommt es zu einem gewissen Grad an vertikalem Walzen, insbesondere bei Tanks mit kleinerem Durchmesser (in der Regel weniger als 8 Fuß Durchmesser), die flussabwärts transportiert und in vertikaler Richtung bearbeitet werden. Das Vierwalzensystem ermöglicht ein erneutes Walzen, um ungebogene Flachstellen zu vermeiden ( wo die Rollen die Platte greifen), was bei Schalen mit kleinem Durchmesser stärker ausgeprägt ist.
Die meisten Dosen werden mithilfe von Drei-Walzen-Maschinen mit Zwei-Spannzangen-Geometrie vertikal gerollt, wobei Blechzuschnitte verwendet werden oder die Zufuhr direkt vom Coil erfolgt (ein Ansatz, der immer häufiger vorkommt). Bei diesen Konfigurationen verwendet der Bediener eine Radiuslehre oder eine Schablone, um den Durchmesser zu messen Radius des Gehäuses. Sie verstellen die Biegerollen, wenn die Vorderkante des Coils Kontakt hat, und passen sie dann erneut an, während das Coil weiter zugeführt wird. Während das Coil weiter in sein eng gewickeltes Inneres eingeführt wird, nimmt die Materialrückfederung zu. und der Bediener bewegt die Rollen, um zum Ausgleich eine stärkere Biegung zu bewirken.
Die Rückfederung variiert je nach Materialeigenschaften und Spulentyp. Der Innendurchmesser (ID) der Spule ist wichtig. Unter sonst gleichen Bedingungen handelt es sich um eine 20-Zoll-Spule. Im Vergleich zu derselben Spule, die auf 26 Zoll gewickelt ist, ist der Innendurchmesser enger gewickelt und zeigt mehr größerer Rebound.ID.
Abbildung 2. Vertikales Scrollen ist zu einem integralen Bestandteil vieler Tankfeldinstallationen geworden. Bei Verwendung eines Krans beginnt der Prozess normalerweise mit der oberen Schicht und setzt sich in Richtung der unteren Schicht fort. Beachten Sie die einzelne vertikale Schweißnaht auf der oberen Schicht.
Beachten Sie jedoch, dass sich das vertikale Topfwalzen stark vom Walzen dicker Bleche beim horizontalen Walzen unterscheidet. Bei letzterem ist der Bediener bestrebt, sicherzustellen, dass die Kanten des Bandes am Ende des Walzzyklus genau übereinstimmen. Dicke Bleche werden zu fest gewalzt Durchmesser sind nicht einfach nachzubearbeiten.
Beim Formen des Tankmantels mit Coil-Vertikalwalzen kann der Bediener nicht zulassen, dass sich die Kanten am Ende des Walzzyklus treffen, da das Blech natürlich direkt vom Coil kommt. Beim Walzen hat das Blech eine Vorderkante, aber keine Hinterkante, bis sie vom Coil abgeschnitten wird. Bei diesen Systemen wird das Coil vor dem eigentlichen Biegen der Rollen zu einem vollen Kreis gerollt und nach der Fertigstellung abgeschnitten (siehe Abbildung 1). Danach folgt die neu abgeschnittene Hinterkante an die Vorderkante geschoben, befestigt und dann verschweißt, um die gerollte Schale zu bilden.
Das Vorbiegen und Nachwalzen ist in den meisten Anlagen mit Coilzuführung ineffizient, was bedeutet, dass ihre Vorder- und Hinterkanten Abfallabschnitte aufweisen, die oft verschrottet werden (ähnlich den ungebogenen flachen Abschnitten beim Walzen ohne Coilzuführung). Das sagen viele Bediener Betrachten Sie Schrott als einen geringen Preis für die Effizienz bei der Materialhandhabung, die ihnen Vertikalwalzen bieten.
Dennoch möchten einige Bediener das Beste aus ihrem vorhandenen Material herausholen und entscheiden sich daher für ein integriertes Walzenrichtsystem. Diese ähneln den Richtmaschinen mit vier Walzen in einer Coil-Verarbeitungslinie, die nur umgedreht werden. Zu den gängigen Konfigurationen gehören Sieben- und Walzenrichtmaschinen Zwölfhöhen-Richtmaschinen, die eine Kombination aus Leerlauf-, Richt- und Biegewalzen verwenden. Die Richtmaschine minimiert nicht nur den Abfallabfallabschnitt pro Schale, sondern erhöht auch die Flexibilität des Systems;Das heißt, die Anlage kann nicht nur Walzteile, sondern auch flache, flache Knüppel produzieren.
Die Richttechnologie kann die Ergebnisse der erweiterten Richtsysteme in Servicezentren nicht reproduzieren, aber sie kann Material erzeugen, das flach genug ist, um mit einem Laser oder Plasma geschnitten zu werden. Dies bedeutet, dass Hersteller Spulen für vertikale Walz- und Flachschneidvorgänge verwenden können.
Stellen Sie sich vor, ein Bediener, der den Mantel für einen Tankabschnitt rollt, erhält einen Auftrag für eine Charge Rohlinge für einen Plasmaschneidetisch. Nachdem er den Mantel gerollt und flussabwärts geschickt hat, konfiguriert er das System so, dass die Richtmaschine nicht direkt in die Vertikale einspeist Stattdessen führt die Richtmaschine Flachmaterial zu, das auf die gewünschte Länge geschnitten werden kann, sodass ein flacher Rohling für das Plasmaschneiden entsteht.
Nach dem Schneiden einer Charge von Rohlingen konfiguriert der Bediener das System neu, um das Rollen von Tankhüllen fortzusetzen. Und da er flaches Material rollt, sind Materialschwankungen (einschließlich unterschiedlicher Rückfederungsgrade) kein Problem.
In den meisten Bereichen der industriellen und strukturellen Fertigung streben die Hersteller danach, den Umfang der Werkstattfertigung zu erhöhen, um die Fertigung und Installation vor Ort zu vereinfachen und zu vereinfachen. Für die Herstellung großer Tanks und ähnlich großer Strukturen gilt diese Regel jedoch nicht, hauptsächlich aus folgenden Gründen Die unglaublichen Herausforderungen bei der Materialhandhabung, die solche Arbeiten mit sich bringen.
Vertikalrollen für Coils, die vor Ort eingesetzt werden, vereinfachen die Materialhandhabung und vereinfachen den gesamten Tankherstellungsprozess (siehe Abbildung 2). Es ist viel einfacher, ein Metallcoil zur Baustelle zu transportieren, als in einer Werkstatt eine Reihe großer Abschnitte auszurollen. Darüber hinaus Durch das Walzen vor Ort können selbst Tanks mit dem größten Durchmesser mit nur einer vertikalen Schweißnaht hergestellt werden.
Die Mitnahme der Planiermaschine vor Ort ermöglicht eine größere Flexibilität im Feldbetrieb. Dies ist eine gängige Wahl für die Tankproduktion vor Ort, wo die zusätzliche Funktionalität es Herstellern ermöglicht, Tankdecks oder -böden vor Ort aus gerichteten Coils zu bauen, wodurch der Transport zwischen den Werkstätten entfällt und Baustelle.
Abbildung 3. Einige Vertikalwalzen sind in Tankproduktionssysteme vor Ort integriert. Der Wagenheber hebt die zuvor gewalzte Bahn nach oben, ohne dass ein Kran erforderlich ist.
Einige Feldbetriebe integrieren vertikale Walzen in ein größeres System – einschließlich Schneid- und Schweißeinheiten, die mit einzigartigen Hebeböcken verwendet werden – und machen so einen Kran vor Ort überflüssig (siehe Abbildung 3).
Der gesamte Tank wird von oben nach unten gebaut, aber der Prozess beginnt von unten. So funktioniert es: Das Coil oder Blech wird durch vertikale Rollen geführt, nur wenige Zentimeter von der Tankwand im Feld entfernt. Die Wand wird dann beschickt in Führungen, die das Blech tragen, während es um den gesamten Umfang des Tanks herumgeführt wird. Die vertikalen Rollen werden angehalten, die Enden werden abgeschnitten und die einzelnen vertikalen Nähte werden positioniert und geschweißt. Die Versteifungsbaugruppe wird dann an die Schale geschweißt. Als nächstes , der Wagenheber hebt die aufgerollte Patrone an. Wiederholen Sie den Vorgang für die nächste darunter liegende Patrone.
Zwischen den beiden gewalzten Abschnitten wurden umlaufende Schweißnähte hergestellt, und dann wurden die oberen Teile des Tanks an Ort und Stelle zusammengebaut – während die Struktur nahe am Boden blieb und nur die beiden obersten Schalen hergestellt wurden. Sobald das Dach fertig ist, heben Heber die gesamte Struktur hinein Der nächste Rohbau wird vorbereitet und der Prozess geht weiter – ganz ohne Kran.
Wenn der Betrieb die unterste Linie erreicht, kommen die dickeren Bleche ins Spiel. Einige Tankhersteller vor Ort verwenden 3/8 bis 1 Zoll dicke Bleche, in manchen Fällen sogar schwerere. Natürlich liegen die Bleche nicht in Rollenform vor und können Die Bleche dürfen nur so lang sein, dass diese unteren Abschnitte über mehrere vertikale Schweißnähte verfügen, die die gewalzten Blechabschnitte verbinden. Bei vertikalen Maschinen vor Ort können die Bleche in jedem Fall in einem Zug entladen und vor Ort aufgerollt werden, um sie direkt im Tankbau zu verwenden.
Dieses Tankbausystem verkörpert die Materialhandhabungseffizienz, die (zumindest teilweise) durch vertikales Rollen erreicht wird. Wie bei jeder Technologie ist das vertikale Scrollen natürlich nicht für alle Apps verfügbar. Seine Eignung hängt von der dadurch erzielten Verarbeitungseffizienz ab.
Stellen Sie sich einen Hersteller vor, der eine vertikale Walze ohne Spulenvorschub einbaut, um eine Vielzahl von Aufgaben zu erledigen, wobei es sich bei den meisten davon um Schalen mit kleinem Durchmesser handelt, die vorgebogen werden müssen (Biegen der Vorder- und Hinterkanten des Werkstücks, um ungewolltes Flachbiegen zu vermeiden). Diese Aufgaben sind bei vertikalen Walzen theoretisch möglich, das Vorbiegen in vertikaler Richtung ist jedoch wesentlich umständlicher. In den meisten Fällen ist das vertikale Walzen für viele Arbeiten, die ein Vorbiegen erfordern, ineffizient.
Zusätzlich zu den Problemen bei der Materialhandhabung haben die Hersteller vertikale Rollen integriert, um der Schwerkraft zu entgehen (wiederum, um ein Einknicken großer, nicht unterstützter Gehäuse zu vermeiden). Wenn bei einem Vorgang jedoch nur das Rollen eines Bretts erforderlich ist, das stark genug ist, um seine Form während des gesamten Rollvorgangs beizubehalten, dann rollen Das Board vertikal macht wenig Sinn.
Auch asymmetrische Werkstücke (Ovale und andere ungewöhnliche Formen) lassen sich in der Regel am besten auf horizontalen Rollen formen, bei Bedarf mit Unterstützung über dem Kopf. In diesen Fällen verhindern Stützen nicht nur das durch die Schwerkraft verursachte Durchhängen;Sie leiten die Arbeit durch die Walzzyklen und tragen dazu bei, die asymmetrische Form des Werkstücks beizubehalten. Die Herausforderung, eine solche Arbeit in vertikaler Ausrichtung auszuführen, kann die Vorteile des vertikalen Scrollens zunichte machen.
Die gleiche Idee gilt für das konische Rollen. Das Rollen von Kegeln beruht auf der Reibung zwischen den Rollen und dem unterschiedlichen Druck von einem Ende der Rollen zum anderen. Beim vertikalen Rollen eines Kegels erhöht die Schwerkraft die Komplexität noch weiter. Es kann einzigartige Situationen geben, Aber im Grunde ist es unpraktisch, den Kegel vertikal zu rollen.
Auch der vertikale Einsatz von Dreiwalzen-Translationsgeometriemaschinen ist im Allgemeinen nicht praktikabel. Bei diesen Maschinen bewegen sich die beiden unteren Walzen nach links und rechts in beide Richtungen;Die obere Walze kann nach oben und unten verstellt werden. Durch diese Einstellungen können diese Maschinen komplexe Geometrien biegen und Materialien unterschiedlicher Dicke rollen. In den meisten Fällen werden diese Vorteile durch vertikales Scrollen nicht verbessert.
Bei der Auswahl einer Blechwalzmaschine ist es wichtig, den beabsichtigten Produktionseinsatz der Maschine sorgfältig und gründlich zu recherchieren und abzuwägen. Vertikale Walzen sind in ihrer Funktionalität eingeschränkter als herkömmliche horizontale Walzen, bieten aber bei der richtigen Anwendung entscheidende Vorteile.
Im Vergleich zu horizontalen Blechbiegemaschinen weisen vertikale Blechbiegemaschinen im Allgemeinen grundlegendere Konstruktions-, Betriebs- und Konstruktionsmerkmale auf. Außerdem sind die Walzen oft überdimensioniert, um Ballen zu integrieren (und die Rundungs- oder Sanduhreffekte, die bei Werkstücken auftreten, wenn die Ballen nicht richtig sitzen). angepasst an die jeweilige Aufgabe. In Verbindung mit Abwickelhaspeln bilden sie ein dünnes Material für einen gesamten Werkstatttank, typischerweise nicht mehr als 21 Fuß 6 Zoll im Durchmesser. Es können vor Ort installierte Tanks mit Oberschichten mit viel größerem Durchmesser hergestellt werden mit nur einer vertikalen Schweißnaht statt drei oder mehr Platten.
Auch hier besteht der größte Vorteil des vertikalen Walzens darin, dass der Tank oder Behälter aufgrund der Auswirkungen der Schwerkraft auf dünnere Materialien (z. B. bis zu 1/4 oder 5/16 Zoll) in vertikaler Ausrichtung gebaut werden muss. Die horizontale Produktion wird erzwungen die Verwendung von Verstärkungs- oder Stabilisierungsringen, um die runde Form des gewalzten Teils beizubehalten.
Der eigentliche Vorteil von Vertikalrollen liegt in der Effizienz bei der Materialhandhabung. Je seltener ein Gehäuse manipuliert werden muss, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es beschädigt und nachbearbeitet wird. Bedenken Sie die hohe Nachfrage nach Edelstahltanks in der Pharmaindustrie, die heute geschäftiger denn je ist .Eine grobe Handhabung kann zu kosmetischen Problemen führen oder, schlimmer noch, zu einer Passivierungsschicht, die sich auflöst und ein kontaminiertes Produkt erzeugt. Vertikale Walzen arbeiten mit Schneid-, Schweiß- und Endbearbeitungssystemen zusammen, um die Handhabung und das Risiko einer Kontamination zu reduzieren. Wenn dies passiert, ernten die Hersteller die Vorteile.
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