Figura 1. Durant un cicle de laminació en un sistema vertical alimentat per bobines, la vora anterior "s'enrotlla" davant dels rodets de flexió. A continuació, la vora posterior acabada de tallar s'empeny cap a la vora davantera, es clava i es solda per formar la closca enrotllada. .
Tothom en el camp de la fabricació de metalls és probablement familiaritzat amb les premses de laminació, ja sigui la pinça inicial, la pinça doble de tres rotlles, la geometria de translació de tres rotlles o la varietat de quatre rotlles. Cadascuna té les seves limitacions i avantatges, però també tenen una característica en comú: enrotllen fulls i fulls en posició horitzontal.
Un mètode menys familiar implica el desplaçament vertical. Igual que altres mètodes, el desplaçament vertical té les seves pròpies limitacions i avantatges. Aquests avantatges gairebé sempre resolen almenys un dels dos reptes. Un és la influència de la gravetat sobre la peça durant el procés de laminació, i el una altra és la baixa eficiència de la manipulació de materials. La millora d'ambdós pot millorar el flux de treball i, finalment, augmentar la competitivitat dels fabricants.
La tecnologia de laminació vertical no és nova. Les seves arrels es remunten a un grapat de sistemes personalitzats construïts a la dècada de 1970. A la dècada de 1990, alguns constructors de màquines oferien molins de laminació verticals com a línia de productes habitual. La tecnologia ha estat adoptada per diverses indústries, especialment en l'àmbit de la producció de tancs.
Els dipòsits i contenidors comuns que normalment es produeixen verticalment inclouen dipòsits i contenidors per a les indústries d'aliments i begudes, lactis, vi, cervesa i farmacèutica;Dipòsits d'emmagatzematge d'oli API;i dipòsits soldats per a l'agricultura o emmagatzematge d'aigua. El rodatge vertical redueix molt la manipulació del material;generalment produeix corbes de major qualitat;i alimenta de manera més eficient les següents etapes de producció de muntatge, alineació i soldadura.
Un altre avantatge entra en joc quan la capacitat d'emmagatzematge de material és limitada. L'emmagatzematge vertical de taulers o làmines requereix molts menys peus quadrats que els taulers o làmines emmagatzemats en una superfície plana.
Penseu en una botiga que enrotlla les closques (o "rutes") de tancs de gran diàmetre sobre corrons horitzontals. Després de rodar, l'operador solda per punts, baixa els marcs laterals i llisca fora de la carcassa enrotllada. Atès que la closca fina es doblega pel seu propi pes , la carcassa s'ha de recolzar amb reforços o estabilitzadors, o bé s'ha de girar en posició vertical.
Una quantitat tan gran de manipulació: alimentar el full des d'una posició horitzontal en rotlles horitzontals, que després es treu i s'inclina per apilar-los després de l'enrotllament, pot crear una varietat de reptes de producció. Amb el desplaçament vertical, la botiga elimina tots els processaments intermedis. Fulls o Els fulls s'alimenten i s'enrotllen verticalment, s'enganxen i, a continuació, s'eleven verticalment per a la següent operació. Quan s'enrotllen verticalment, la carcassa del dipòsit no resisteix la gravetat i, per tant, no s'enfonsa pel seu propi pes.
Una mica de laminació vertical es produeix en màquines de quatre rotlles, especialment per als tancs de diàmetre més petit (generalment menys de 8 peus de diàmetre) que s'enviaran aigües avall i es treballaran en direcció vertical. El sistema de quatre rotlles permet tornar a enrotllar per eliminar els plans no doblegats ( on els rotllos agafen el plat), que és més pronunciat a les closques de petit diàmetre.
La majoria de llaunes s'enrotllen verticalment amb màquines de tres rotlles i de geometria de dues pinces, utilitzant fulls en blanc o alimentant-se directament des de la bobina (un enfocament que és cada cop més comú). En aquestes configuracions, l'operador utilitza un calibre de radi o una plantilla per mesurar el radi del recinte. Ajusten els corrons de flexió quan la vora davantera de la bobina està en contacte i, a continuació, l'ajusten de nou a mesura que la bobina continua alimentant-se. A mesura que la bobina continua introduint-se al seu interior ben enrotllat, augmenta el retorn elàstic del material, i l'operador mou els corrons per provocar més flexió per compensar.
El retorn elàstic varia segons les propietats del material i el tipus de bobina. El diàmetre interior (ID) de la bobina és important. Totes les altres coses són iguals, una bobina de 20 polzades. En comparació amb la mateixa bobina enrotllada a 26 polzades, l'ID és més ajustada i mostra major rebot.ID.
Figura 2. El desplaçament vertical s'ha convertit en una part integral de moltes instal·lacions de camp de tancs. Mitjançant una grua, el procés sol començar amb el curs superior i avança cap al curs inferior. Tingueu en compte la soldadura vertical única del curs superior.
Tingueu en compte, però, que l'enrotllament vertical de l'olla és molt diferent de l'enrotllament d'una placa gruixuda sobre un rodatge horitzontal. Per a aquest últim, l'operador s'esforça per assegurar-se que les vores de la cinta coincideixen exactament al final del cicle de laminació. els diàmetres no es poden reelaborar fàcilment.
Quan es forma la carcassa del dipòsit amb rotlles verticals de bobina, l'operador no pot deixar que les vores es trobin al final del cicle de laminació perquè, per descomptat, la làmina prové directament de la bobina. vora posterior fins que es talla de la bobina. En el cas d'aquests sistemes, la bobina s'enrotlla en un cercle complet abans de doblar els rotlles i després es talla després de la finalització (vegeu la figura 1). Després d'això, la vora posterior acabada de tallar és empès a la vora davantera, assegurat i després soldat per formar la closca enrotllada.
La preflexió i la tornada a enrotllar a la majoria de les unitats alimentades per bobina són ineficients, el que significa que les seves vores d'entrada i posterior tenen seccions de caiguda que sovint es desballen (similar a les seccions planes sense doblegar en laminació no alimentada per bobina). Dit això, molts operadors considereu la ferralla com un petit preu a pagar per totes les eficiències de manipulació de materials que els proporcionen els rotlles verticals.
Tot i així, alguns operadors volen aprofitar al màxim el material que disposen, per la qual cosa opten per un sistema d'anivellament de rodets integrat. Són similars a les allisadores de quatre rodets en una línia de processament de bobines, només girades. Les configuracions habituals inclouen set i allisadores de dotze alts que utilitzen alguna combinació de rotlles inactius, redreçadors i doblegats. L'allisador no només minimitza la secció de gota de ferralla per closca, sinó que també augmenta la flexibilitat del sistema;és a dir, el sistema pot produir no només peces enrotllades, sinó també palanxes planes.
La tecnologia d'anivellament no pot replicar els resultats dels sistemes d'anivellament estès utilitzats als centres de servei, però pot produir material prou pla per tallar-se amb làser o plasma. Això significa que els fabricants poden utilitzar bobines per a operacions de laminació vertical i tall pla.
Imagineu-vos que un operador que enrotlla la closca per a una secció de tanc rep una comanda per a un lot de peces en blanc per a una taula de tall de plasma. Després d'enrotllar la carcassa i enviar-la aigües avall, configura el sistema perquè l'anivellador no s'alimenti directament a la vertical. En lloc d'això, l'anivelladora alimenta material pla que es pot tallar a la longitud desitjada, creant un blanc pla per tallar amb plasma.
Després de tallar un lot de peces en blanc, l'operador reconfigura el sistema per reprendre l'enrotllament de les closques del tanc. I com que enrotlla material pla, la variabilitat del material (incloent-hi diferents graus de retorn elàstic) no és un problema.
A la majoria de les àrees de fabricació industrial i estructural, els fabricants tenen com a objectiu augmentar el volum de fabricació en taller per simplificar i simplificar la fabricació i instal·lació de camp. No obstant això, per a la fabricació de dipòsits grans i estructures grans similars, aquesta regla no s'aplica, principalment a causa de la increïbles reptes de manipulació de materials que presenten aquests treballs.
Funcionant al lloc de treball, els rotlles verticals de bobina simplifiquen la manipulació del material i simplifiquen tot el procés de fabricació del tanc (vegeu la figura 2). És molt més fàcil transportar una bobina metàl·lica a un lloc de treball que desplegar una sèrie de grans seccions en un taller. , el rodatge in situ significa que fins i tot els dipòsits de major diàmetre es poden fabricar amb només una soldadura vertical.
Portar l'anivellador al camp permet una major flexibilitat en les operacions de camp. Aquesta és una opció habitual per a la producció de tancs in situ, on la funcionalitat afegida permet als fabricants construir cobertes o fons de tancs in situ a partir de bobina redreçada, eliminant el transport entre la botiga. i lloc de treball.
Figura 3. Alguns rotlles verticals s'integren amb sistemes de producció de dipòsits in situ. El gat aixeca la pista prèviament enrotllada cap amunt sense necessitat d'una grua.
Algunes operacions de camp integren rotlles verticals en un sistema més gran, incloses les unitats de tall i soldadura utilitzades amb gats elevadors únics, eliminant la necessitat d'una grua in situ (vegeu la figura 3).
Tot el dipòsit es construeix de dalt a baix, però el procés comença des de la base. A continuació es mostra com funciona: la bobina o la làmina es fa passar per rotlles verticals a pocs centímetres d'on es troba la paret del dipòsit al camp. A continuació, s'alimenta la paret. en guies que porten la làmina a mesura que s'alimenta al voltant de tota la circumferència del dipòsit. Els rotlles verticals s'aturen, es tallen els extrems i es col·loquen i es solden les costures verticals individuals. A continuació, es solda el conjunt del reforç a la carcassa. Següent , el gat aixeca la closca enrotllada cap amunt. Repetiu el procés per a la carcassa següent a continuació.
Es van fer soldadures circumferencials entre les dues seccions enrotllades i les peces superiors del tanc es van muntar al seu lloc, mentre que l'estructura es va mantenir a prop del terra i només es van fer les dues carcassas superiors. preparació per a la següent carcassa i el procés continua, tot sense necessitat d'una grua.
Quan l'operació arriba a la línia més baixa, entren en joc les plaques més gruixudes. Alguns productors de tancs in situ utilitzen plaques de 3/8 a 1 polzada de gruix, i en alguns casos fins i tot més pesades. Per descomptat, les làmines no estan en forma de bobina i poden només ser tan llargs, de manera que aquests trams inferiors tindran múltiples soldadures verticals que connectin les seccions de xapa laminada. En qualsevol cas, amb màquines verticals a l'obra, les làmines es poden descarregar d'una sola vegada i enrotllar-les in situ per al seu ús directe en la construcció de dipòsits.
Aquest sistema de construcció de tancs representa l'eficiència de manipulació de materials aconseguida (almenys en part) amb el rodatge vertical. Per descomptat, com amb qualsevol tecnologia, el desplaçament vertical no està disponible per a totes les aplicacions. La seva idoneïtat depèn de l'eficiència de processament que creï.
Penseu en un fabricant que instal·li un rotlle vertical no alimentat per bobina per fer una varietat de treballs, la majoria dels quals són carcassa de petit diàmetre que requereixen una flexió prèvia (doblar les vores davanteres i posteriors de la peça de treball per minimitzar la inclinació plana). teòricament són possibles en rotlles verticals, però la preflexió en direcció vertical és molt més feixuga. En la majoria dels casos, la laminació vertical és ineficient per a un gran nombre de treballs que requereixen una preflexió.
A més dels problemes de manipulació de materials, els fabricants han integrat rotlles verticals per evitar la lluita contra la gravetat (de nou per evitar el panyatge de grans tancaments sense suport). Tanmateix, si una operació només implica enrotllar un tauler prou fort com per mantenir la seva forma durant tot el procés de laminació, llavors enrotlla el tauler verticalment no té gaire sentit.
A més, els treballs asimètrics (ovals i altres formes inusuals) solen formar-se millor en rotlles horitzontals, amb suport aeri si es desitja. En aquests casos, els suports fan més que prevenir la caiguda induïda per la gravetat;guien el treball a través dels cicles de rodament i ajuden a mantenir la forma asimètrica de la peça de treball. El repte d'operar aquest treball en una orientació vertical pot negar qualsevol benefici del desplaçament vertical.
La mateixa idea s'aplica a l'enrotllament cònic. Els cons de rodament es basen en la fricció entre els corrons i la quantitat variable de pressió d'un extrem a l'altre dels rodets. Desplaçant un con verticalment, la gravetat afegeix encara més complexitat. Pot haver-hi situacions úniques, però a tots els efectes, fer rodar el con verticalment no és pràctic.
L'ús vertical de màquines de geometria de translació de tres rotlles tampoc és generalment pràctic. En aquestes màquines, els dos rotlles inferiors es mouen cap a l'esquerra i la dreta en qualsevol direcció;el rotlle superior es pot ajustar cap amunt i cap avall. Aquests ajustos permeten a aquestes màquines doblegar geometries complexes i materials de rotllo de diversos gruixos. En la majoria dels casos, aquests avantatges no es milloren amb el desplaçament vertical.
Quan escolliu una màquina de laminació de plaques, és important investigar i considerar l'ús de producció previst de la màquina amb cura i a fons. Els rotlles verticals tenen una funcionalitat més limitada que els rotlles horitzontals tradicionals, però en l'aplicació adequada ofereixen avantatges clau.
En comparació amb les plegadores de plaques horitzontals, les plegadores de plaques verticals generalment tenen característiques de disseny, funcionament i construcció més bàsiques. A més, els rotlles sovint tenen grans dimensions perquè l'aplicació incorpori corones (i els efectes d'arrodoniment o rellotge de sorra que es produeixen a les peces de treball quan les corones no estan correctament). Quan s'utilitzen conjuntament amb desbobinadors, formen un material prim per a un tanc de botiga sencer, normalment no més de 21 peus i 6 polzades de diàmetre. Es poden produir tancs instal·lats al camp amb cursos superiors de diàmetre molt més gran. amb només una soldadura vertical en lloc de tres o més panells.
Un cop més, el major avantatge del rodatge vertical és que el dipòsit o el contenidor s'han de construir en una orientació vertical a causa dels efectes de la gravetat en materials més prims (per exemple, fins a 1/4 o 5/16 de polzada). La producció horitzontal forçarà l'ús d'anelles de reforç o estabilització per mantenir la forma rodona de la peça enrotllada.
El veritable avantatge dels rotlles verticals és l'eficiència en la manipulació de materials. Com menys vegades s'hagi de manipular un recinte, menys probable és que es faci malbé i es torni a treballar. Tingueu en compte l'alta demanda de dipòsits d'acer inoxidable a la indústria farmacèutica, que ara està més ocupada que mai. .La manipulació brusca pot provocar problemes cosmètics o, pitjor encara, una capa de passivació que es descompon i crea un producte contaminat. Els rotlles verticals funcionen conjuntament amb els sistemes de tall, soldadura i acabat per reduir la manipulació i les oportunitats de contaminació. Quan això succeeix, els fabricants recullen els beneficis.
FABRICATOR és la revista líder de la indústria de conformació i fabricació de metalls d'Amèrica del Nord. La revista ofereix notícies, articles tècnics i històries de casos que permeten als fabricants fer la seva feina de manera més eficient. FABRICATOR presta servei a la indústria des de 1970.
Hora de publicació: 16-jun-2022