Reis. 1. Während des Rollzyklus des vertikalen Rollenvorschubsystems „biegt“ sich die Vorderkante vor den Biegerollen. Anschließend wird die frisch geschnittene Hinterkante über die Vorderkante gestülpt, positioniert und verschweißt, sodass die gerollte Schale entsteht.
Jeder, der in der Metallverarbeitungsindustrie arbeitet, ist wahrscheinlich mit Walzwerken vertraut, unabhängig davon, ob es sich um Vorwalzwerke, Dreiwalzwerke mit doppeltem Walzenspalt, geometrische Translationswalzwerke mit drei Walzen oder Vierwalzwerke handelt. Jeder von ihnen hat seine Grenzen und Vorteile, aber eines haben sie gemeinsam: Sie rollen Bleche und Platten in horizontaler Position.
Eine weniger bekannte Methode ist das Scrollen in vertikaler Richtung. Wie andere Methoden hat auch das vertikale Scrollen seine Grenzen und Vorteile. Diese Stärken lösen fast immer mindestens eines von zwei Problemen. Einer davon ist die Wirkung der Schwerkraft auf das Werkstück während des Walzvorgangs, der andere die Ineffizienz der Materialbearbeitung. Verbesserungen können sowohl den Arbeitsablauf verbessern als auch letztlich die Wettbewerbsfähigkeit des Herstellers steigern.
Die Vertikalwalztechnologie ist nicht neu. Seine Wurzeln lassen sich auf mehrere kundenspezifische Systeme zurückführen, die in den 1970er Jahren entwickelt wurden. In den 1990er Jahren boten einige Maschinenbauer Vertikalwalzwerke als Standardproduktlinie an. Diese Technologie wurde von verschiedenen Branchen übernommen, insbesondere im Bereich des Tankbaus.
Zu den gängigen Tanks und Behältern, die oft vertikal hergestellt werden, gehören solche, die in der Lebensmittel-, Molkerei-, Wein-, Brauerei- und Pharmaindustrie verwendet werden; API-Öllagertanks; geschweißte Wassertanks für die Landwirtschaft oder Wasserspeicherung. Vertikale Rollen reduzieren den Materialtransport erheblich, bieten oft eine bessere Biegequalität und erledigen den nächsten Schritt der Montage, Ausrichtung und des Schweißens effizienter.
Ein weiterer Vorteil zeigt sich dort, wo die Lagerkapazität des Materials begrenzt ist. Die vertikale Lagerung von Platten oder Platten benötigt weniger Platz als die Lagerung von Platten oder Platten auf einer ebenen Fläche.
Stellen Sie sich eine Werkstatt vor, in der Tankkörper (oder „Lagen“) mit großem Durchmesser auf horizontalen Rollen gerollt werden. Nach dem Walzen führen die Bediener Punktschweißungen durch, senken die Seitenrahmen ab und ziehen die gewalzte Schale heraus. Da die dünne Schale unter ihrem Eigengewicht durchhängt, muss sie mit Versteifungen oder Stabilisatoren verstärkt oder in eine vertikale Position gedreht werden.
Solch ein hohes Arbeitsvolumen – das Zuführen von Brettern von horizontalen zu horizontalen Rollen, um sie nach dem Rollen wieder abzunehmen und zum Stapeln zu kippen – kann zu allen möglichen Produktionsproblemen führen. Dank des vertikalen Scrollens entfällt im Store jegliche Zwischenverarbeitung. Bleche oder Bretter werden vertikal zugeführt und gerollt, gesichert und dann für den nächsten Arbeitsgang vertikal angehoben. Beim Heben widersteht der Tankrumpf der Schwerkraft nicht und verbiegt sich daher nicht unter seinem Eigengewicht.
Auf Vierwalzenmaschinen kommt es zu einem gewissen Grad an vertikalem Walzen, insbesondere bei kleineren Tanks (normalerweise mit einem Durchmesser von weniger als 8 Fuß), die stromabwärts transportiert und vertikal verarbeitet werden. Das 4-Rollen-System ermöglicht ein erneutes Rollen, um ungebogene Flachstellen zu vermeiden (wo die Rollen das Blech greifen), was bei Kernen mit kleinem Durchmesser stärker auffällt.
In den meisten Fällen erfolgt das vertikale Walzen von Tanks auf Dreiwalzenmaschinen mit doppelter Spanngeometrie, die von Metallplatten oder direkt von Coils beschickt werden (diese Methode wird immer häufiger verwendet). Bei diesen Aufbauten verwendet der Bediener eine Radiuslehre oder eine Schablone, um den Radius des Zauns zu messen. Sie verstellen die Biegerollen, wenn sie die Vorderkante der Bahn berühren, und dann noch einmal, während die Bahn weiter vorgeschoben wird. Während die Spule weiter in ihr fest gewickeltes Inneres eindringt, nimmt die Rückfederung des Materials zu und der Bediener bewegt die Spule, um eine stärkere Biegung zum Ausgleich zu bewirken.
Die Elastizität hängt von den Eigenschaften des Materials und der Art der Spule ab. Der Innendurchmesser (ID) der Spule ist wichtig. Unter sonst gleichen Bedingungen ist die Spule 20 Zoll groß. Die ID ist enger gewickelt und hat mehr Sprungkraft als die gleiche Spule, die bis zu 26 Zoll gewickelt ist. IDENTIFIKATOR.
Abbildung 2. Vertikales Scrollen ist zu einem integralen Bestandteil vieler Tankfeldinstallationen geworden. Beim Einsatz eines Krans beginnt der Vorgang meist im obersten Stockwerk und arbeitet sich nach unten vor. Beachten Sie die einzige vertikale Naht auf der obersten Schicht.
Beachten Sie jedoch, dass sich das Walzen in vertikalen Mulden stark vom Walzen dicker Bleche auf horizontalen Walzen unterscheidet. Im letzteren Fall arbeiten die Bediener gewissenhaft daran, dass die Kanten des Blechs am Ende des Walzzyklus genau übereinstimmen. Auf schmale Durchmesser gewalzte dicke Bleche sind weniger gut nachbearbeitbar.
Bei der Formung von Dosenmänteln mit vertikalen Walzen mit Rollenzuführung kann der Bediener die Kanten am Ende des Walzzyklus nicht zusammenbringen, da der Bogen natürlich direkt von der Rolle kommt. Während des Walzvorgangs hat das Blatt eine Vorderkante, jedoch keine Hinterkante, bis es von der Rolle abgeschnitten wird. Bei diesen Systemen wird die Rolle vor dem eigentlichen Biegen zu einem vollen Kreis gerollt und nach der Fertigstellung geschnitten (siehe Abbildung 1). Die frisch geschnittene Hinterkante wird dann über die Vorderkante gestülpt, positioniert und anschließend zu einer gerollten Hülle verschweißt.
Das Vorbiegen und Nachwalzen ist bei den meisten Rollenzuführungsmaschinen ineffizient, was bedeutet, dass sie häufig Brüche an der Vorder- und Hinterkante aufweisen (ähnlich wie ungebogene Flachflächen beim Nicht-Rollenzuführungswalzen). Diese Teile werden in der Regel recycelt. Für viele Unternehmen ist Schrott jedoch ein geringer Preis für die Effizienz der Materialhandhabung, die ihnen Vertikalwalzen bieten.
Manche Unternehmen wollen jedoch das Beste aus ihrem Material herausholen und entscheiden sich daher für eingebaute Rollenrichtsysteme. Sie ähneln den Vier-Walzen-Richtmaschinen an Rollenhandhabungslinien, sind jedoch auf den Kopf gestellt. Zu den gängigen Konfigurationen gehören 7-Rollen- und 12-Rollen-Richtmaschinen, die eine Kombination aus Aufnahme-, Richt- und Biegerollen verwenden. Die Richtmaschine minimiert nicht nur den Ausfall jeder defekten Hülse, sondern erhöht auch die Flexibilität der Anlage, d. h. die Anlage kann nicht nur Walzteile, sondern auch Brammen produzieren.
Die Nivelliertechnik kann die Ergebnisse der in Servicezentren üblicherweise verwendeten Nivelliersysteme nicht reproduzieren, kann jedoch Material erzeugen, das flach genug ist, um mit einem Laser oder Plasma geschnitten zu werden. Dies bedeutet, dass Hersteller Coils sowohl zum vertikalen Walzen als auch zum Längsschneiden verwenden können.
Stellen Sie sich vor, dass ein Bediener, der eine Hülle für einen Abschnitt einer Dose rollt, den Auftrag erhält, rohes Metall zu einem Plasmaschneidetisch zu schicken. Nachdem er die Kisten aufgerollt und weiterbefördert hatte, richtete er das System so ein, dass die Richtmaschinen nicht direkt in die vertikalen Schwaden eingeführt wurden. Stattdessen führt die Richtmaschine ein flaches Material zu, das auf Länge geschnitten werden kann, wodurch eine Plasmaschneidplatte entsteht.
Nach dem Schneiden einer Charge Rohlinge konfiguriert der Bediener das System neu, um das Rollen der Hülsen fortzusetzen. Und weil er horizontales Material rollt, sind Materialvariationen (einschließlich unterschiedlicher Elastizitätsgrade) kein Problem.
In den meisten Bereichen der industriellen und strukturellen Fertigung streben Hersteller danach, die Anzahl der Fabrikhallen zu erhöhen, um die Fertigung und Montage vor Ort zu vereinfachen. Diese Regel gilt jedoch nicht für die Herstellung von großen Lagertanks und ähnlich großen Bauwerken, vor allem weil diese Arbeiten mit enormen Schwierigkeiten bei der Materialhandhabung verbunden sind.
Der vor Ort eingesetzte Vertikalschwad mit Rollenzuführung vereinfacht das Materialhandling und optimiert den gesamten Tankfertigungsprozess (siehe Abb. 2). Es ist viel einfacher, Metallrollen zur Baustelle zu transportieren, als in der Werkstatt eine Reihe riesiger Profile zu rollen. Darüber hinaus können durch das Walzen vor Ort selbst Tanks mit dem größten Durchmesser mit nur einer vertikalen Schweißnaht hergestellt werden.
Ein Vor-Ort-Equalizer bietet mehr Flexibilität für den Standortbetrieb. Es ist eine häufige Wahl für die Tankfertigung vor Ort, wo die zusätzliche Funktionalität es den Herstellern ermöglicht, begradigte Spulen zu verwenden, um Tankdecks oder Tankböden vor Ort herzustellen, wodurch der Transport zwischen Werkstatt und Baustelle entfällt.
Reis. 3. Einige vertikale Walzen, die in das Tankproduktionssystem vor Ort integriert sind. Der Wagenheber hebt die zuvor aufgerollte Schicht ohne den Einsatz eines Krans an.
Einige Vor-Ort-Betriebe integrieren vertikale Schwaden in ein größeres System, einschließlich Schneid- und Schweißeinheiten in Kombination mit einzigartigen Hebern, sodass keine Kräne vor Ort erforderlich sind (siehe Abbildung 3).
Der gesamte Stausee wird von oben nach unten gebaut, der Prozess beginnt jedoch bei Null. So funktioniert es: Die Rolle oder das Blatt wird durch vertikale Rollen nur wenige Zentimeter von der Stelle entfernt, an der sich die Tankwand befinden sollte. Die Wand wird dann in Führungen geführt, die das Blech tragen, während es um den gesamten Umfang des Tanks läuft. Die Vertikalwalze wird angehalten, die Enden abgeschnitten, abgestochen und eine einzelne Vertikalnaht verschweißt. Anschließend werden die Rippenelemente mit der Schale verschweißt. Als nächstes hebt der Wagenheber die gerollte Schale an. Wiederholen Sie den Vorgang für den nächsten Kuchen unten.
Zwischen den beiden gewalzten Abschnitten wurden umlaufende Schweißnähte hergestellt, und dann wurde das Tankdach vor Ort hergestellt – obwohl die Struktur nahe am Boden blieb, wurden nur die beiden oberen Schalen hergestellt. Sobald das Dach fertig ist, heben Wagenheber die gesamte Struktur an, um sie für den nächsten Rohbau vorzubereiten, und der Prozess geht weiter – alles ohne Kran.
Wenn der Betrieb sein niedrigstes Niveau erreicht, kommen Platten ins Spiel. Einige Hersteller von Feldtanks verwenden Platten mit einer Dicke von 3/8 bis 1 Zoll, in manchen Fällen sogar noch schwerer. Natürlich werden die Bleche nicht in Rollen geliefert und sind in der Länge begrenzt, sodass diese unteren Abschnitte mehrere vertikale Schweißnähte aufweisen, die die Abschnitte des gerollten Blechs verbinden. In jedem Fall können die Platten mit vertikalen Maschinen vor Ort in einem Arbeitsgang abgeladen und vor Ort gerollt werden, um sie direkt im Behälterbau zu verwenden.
Dieses Tankbausystem ist ein Beispiel für die Effizienz des Materialtransports, die (zumindest teilweise) durch vertikales Rollen erreicht wird. Natürlich ist vertikales Scrollen, wie jede andere Methode auch, nicht für jede Anwendung geeignet. Seine Anwendbarkeit hängt von der dadurch erzielten Verarbeitungseffizienz ab.
Angenommen, ein Hersteller installiert für eine Vielzahl von Anwendungen einen vertikalen Schwad ohne Vorschub, wobei es sich bei den meisten Anwendungen um Gehäuse mit kleinem Durchmesser handelt, die vorgebogen werden müssen (Biegen der Vorder- und Hinterkanten des Werkstücks, um ungebogene flache Oberflächen zu minimieren). Bei vertikalen Walzen sind diese Arbeiten theoretisch möglich, das Vorbiegen in vertikaler Richtung ist jedoch wesentlich schwieriger. In den meisten Fällen ist das vertikale Walzen großer Mengen, das ein Vorbiegen erfordert, ineffizient.
Zusätzlich zu den Problemen bei der Materialhandhabung haben die Hersteller vertikales Scrollen integriert, um die Schwerkraft zu vermeiden (um wiederum ein Durchbiegen großer, nicht unterstützter Schalen zu vermeiden). Wenn es sich bei dem Vorgang jedoch nur um das Walzen eines Blechs handelt, das stark genug ist, um während des gesamten Walzvorgangs seine Form beizubehalten, macht es keinen Sinn, das Blech vertikal zu walzen.
Auch asymmetrische Arbeiten (Ovale und andere ungewöhnliche Formen) lassen sich normalerweise am besten auf horizontalen Schwaden formen, auf Wunsch mit Unterstützung von oben. In diesen Fällen verhindern die Stützen nicht nur ein durch die Schwerkraft bedingtes Durchhängen, sie führen das Werkstück auch während des Walzzyklus und tragen dazu bei, die asymmetrische Form des Werkstücks beizubehalten. Die Komplexität der vertikalen Bearbeitung solcher Arbeiten kann alle Vorteile des vertikalen Scrollens zunichte machen.
Die gleiche Idee gilt für das Kegelrollen. Rotierende Kegel beruhen auf der Reibung zwischen den Rollen und dem Druckunterschied von einem Ende der Rolle zum anderen. Rollen Sie den Kegel vertikal und die Schwerkraft erhöht die Komplexität. Es mag Ausnahmen geben, aber im Grunde ist ein vertikal scrollender Kegel unpraktisch.
Auch der Einsatz einer Dreiwalzenmaschine mit translatorischer Geometrie in vertikaler Position ist meist unpraktisch. Bei diesen Maschinen bewegen sich die beiden unteren Walzen in beide Richtungen hin und her, während die obere Walze nach oben und unten verstellbar ist. Diese Anpassungen ermöglichen es den Maschinen, komplexe Geometrien zu biegen und Material unterschiedlicher Dicke zu rollen. In den meisten Fällen werden diese Vorteile durch vertikales Scrollen nicht erhöht.
Bei der Auswahl von Blechrollen ist es wichtig, eine sorgfältige und gründliche Recherche durchzuführen und den beabsichtigten Produktionseinsatz der Maschine zu berücksichtigen. Vertikale Schwaden haben eine eingeschränktere Funktionalität als herkömmliche horizontale Schwaden, bieten jedoch entscheidende Vorteile, wenn es um die richtige Anwendung geht.
Vertikale Plattenwalzmaschinen weisen im Allgemeinen grundlegendere Konstruktions-, Leistungs- und Konstruktionsmerkmale auf als horizontale Plattenwalzmaschinen. Darüber hinaus sind die Rollen häufig zu groß für die jeweilige Anwendung, wodurch die Notwendigkeit entfällt, die Krone einzubeziehen (und der Tonnen- oder Sanduhreffekt, der im Werkstück auftritt, wenn die Krone nicht richtig für die auszuführende Arbeit eingestellt ist). In Verbindung mit Abwicklern formen sie dünnes Material für ganze Werkstatttanks, typischerweise mit einem Durchmesser von bis zu 21'6″. Die oberste Schicht eines vor Ort installierten Tanks mit viel größerem Durchmesser kann nur eine vertikale Schweißnaht anstelle von drei oder mehr Platten aufweisen.
Auch hier liegt der größte Vorteil des vertikalen Rollens in Situationen, in denen der Tank oder Behälter aufgrund der Wirkung der Schwerkraft auf dünnere Materialien (z. B. bis zu 1/4″ oder 5/16″) aufrecht gebaut werden muss. Die horizontale Produktion erfordert den Einsatz von Verstärkungsringen oder Stabilisierungsringen, um die runde Form der gewalzten Teile zu fixieren.
Der eigentliche Vorteil von Vertikalwalzen liegt in der Effizienz des Materialtransports. Je weniger Manipulationen Sie am Körper vornehmen müssen, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass er beschädigt und überarbeitet wird. Bedenken Sie die hohe Nachfrage nach Edelstahltanks in der Pharmaindustrie, die geschäftiger denn je ist. Eine grobe Handhabung kann zu kosmetischen Problemen oder schlimmer noch zu einer Beschädigung der Passivierungsschicht und einer Produktverunreinigung führen. Vertikale Walzen arbeiten mit Schneid-, Schweiß- und Endbearbeitungssystemen zusammen, um das Risiko von Manipulationen und Verunreinigungen zu verringern. Wenn dies geschieht, können die Produzenten davon profitieren.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 07.05.2023