Vlákniareň

4 valcová stroj na ohýbanie plechu Sprievodca nákupom

Štvorvalcové stroje na ohýbanie plechov sú široko používaným zariadením pri ohýbaní a navíjaní kovových plechov. Dokážu realizovať predohýbanie, tvarovanie a navíjanie plechov a sú obzvlášť vhodné pre stredne hrubé a hrubé plechy a vysokopresné navíjacie spracovanie.

V porovnaní s trojvalcové stroje na ohýbanie plechov , štvorvalcové stroje na valcovanie plechov majú výhody, ako je vysoký stupeň automatizácie, jednoduchý ovládacia proces a malé zvyškové rovné okraje.

1. Čo je štvorvalcový stroj na valcovanie plechov?

 

definícia:

Štvorvalcový stroj na valcovanie plechov je zariadenie, ktoré využíva súčasné pohyby štyroch valcov (jeden horný valec, jeden dolný valec a dva bočné valce) na upnutie, predvalcovanie a valcovanie plechu. Dokáže vykonať symetrické predvalcovanie a úplné kruhové valcovanie plechu v jednom cykle.

Štvorvalcové stroje na valcovanie plechov sú mechanické zariadenia používané na valcovanie kovových dosiek do tvaru valcovitého, oblúkového alebo iných tvarov. Sú široko používané v priemyselnej výrobe tlakových nádob, veterných elektrární, lodníctva, petrochemického priemyslu a výroby kotlov.

Stručný popis plechu.

· Predvalcovanie: Zdvihnutím jedného bočného valca sa jedna strana plechu stlačí smerom nahor, čím sa dosiahne predvalcovanie (zníženie rovných okrajov).

· Valcovanie: Valčeky sa pohybujú súhlasne a plechový materiál podporovaný tromi bodmi podlieha spojitej plastickej deformácii, čím sa nakoniec valcuje do požadovanej zakrivenosti.

· Vykládka: Hotový výrobok sa vykladá pomocou pomocných zariadení alebo mechanizmu na otáčanie horného valčeka.

2. Štrukturálne komponenty štvorvalcového plechového valcovacieho stroja

 

Základná štruktúra štvorvalcového plechového valcovacieho stroja tvorí základ pre jeho automatické predvalcovanie, valcovanie plechov a zaobľovanie. V porovnaní s trojvalcovým plechovým valcovacím strojom má štvorvalcový plechový valcovací stroj navyše pomocný valček (druhý bočný valček), čo výrazne zvyšuje účinnosť spracovania a presnosť valcovania plechov. Nižšie je popis hlavných štrukturálnych komponentov a ich funkcií štvorvalcového plechového valcovacieho stroja.

1) Horný valček (horný pracovný valček)

Umiestnenie:

Nachádza sa v hornej časti stredu rámu.

Funkcia:

Pohonný valček rotuje plechový materiál prostredníctvom prenosového systému.

Na materiál v podobe plechu sa pôsobí primárnou silou ohýbajúcou ho nadol.

vlastnosti:

Zvyčajne je poháňaný elektricky, má najväčší priemer a môže byť podľa potreby zdvíhaný vertikálne.

2) Dolný valec (dolný pracovný valec)

Umiestnenie:

Nachádza sa v spodnej časti, rovnobežne s horným valcom.

Funkcia:

Ako poháňaný valec slúži na upnutie plechového kovu.

Upínaciu silu možno nastaviť posunutím valca hore alebo dole.

vlastnosti:

Niekedy sa používa aj ako poháňaný valec. Slúži na upnutie a nastavenie počiatočnej polohy plechového kovu v spojení s horným valcom.

3) Ľavý a pravý valec (bočné valce)

Umiestnenie:

Nachádzajú sa na oboch stranách horného a dolného valca, blízko dolného valca.

Funkcia:

Zabezpečujú funkciu predohýbania.

Ovládať trajektóriu ohybu a polomer tvarovania plechového materiálu.

vlastnosti:

Môže byť nezávisle zdvíhaný, spúšťaný alebo kývaný a zvyčajne sa ovláda hydraulickým systémom.

Ich pohybové trajektórie možno ovládať programovaním, aby sa dosiahlo valcovanie rôznych tvarov (valcov, kužeľov atď.).

4) Hlavná pohonná jednotka

· Zvyčajne sa skladá z motora a rýchlostného prevodovníka.

· Horný valec (alebo horný a dolný valec) sa priamo otáča, čím sa spôsobí pohyb plechového materiálu.

· Zabezpečuje konštantnú lineárnu rýchlosť medzi valcami, čím sa zvyšuje presnosť valcovania.

5) Hydraulický systém

· Ovláda zdvíhanie a bočný pohyb dolného valca a bočných valcov.

· Zabezpečuje reguláciu tlaku počas procesu valcovania.

· Zvyčajne zahŕňa hydraulické valce, hydraulické čerpadlá, skupiny riadiacich ventilov, olejové nádrže atď.

6) Zubový hriadeľ

· Podporuje celú konštrukciu zariadenia.

· Zabezpečuje presnosť polohy valčeka a celkovú tuhosť zariadenia.

· Vykonané z vysokopevnostnej zvárannej ocele alebo liatinových súčiastok, čo zaisťuje vysokú nosnú schopnosť.

7) Číselové riadenie (CNC)

· Slúži na riadenie pohybu a nastavenie parametrov jednotlivých komponentov valcovacieho stroja pre plechy.

· Zvyčajne je vybavené PLC, dotykovo ovládanou obrazovkou a rozhraním človek–stroj (HMI).

· Umožňuje automatické riadenie a podporuje viacstupňové valcovacie operácie.

8) Prídavné zariadenia (voliteľné)

· Zariadenia na podávanie: napríklad hydraulické nakladacie platformy, atď.

· Zariadenia na vykládanie: napríklad nosné rámy, zariadenia s otáčacími valcami, atď.

· Bezpečnostné zariadenia: tlačidlo núdzového zastavenia, ochranný kryt, systém detekcie posunov, atď.

3. Princíp činnosti štvorvalcového stroja na valcovanie plechov

 

Štvorvalcový stroj na valcovanie plechov je pokročilé zariadenie na tvárnenie plechov. Jeho princíp činnosti spočíva v súčasnej práci štyroch pracovných valcov (horný valec, dolný valec, ľavý valec a pravý valec), ktoré spôsobujú plastickú deformáciu plechu pod mechanickým a hydraulickým tlakom, čím sa dosahuje automatické predvalcovanie a presné valcovanie. V nasledujúcej časti sa podrobne analyzuje jeho princíp činnosti z hľadiska konštrukcie, technologického postupu, namáhania a riadenia.

1) Podávanie papiera

· Plechový materiál sa do stroja privádza zo strany alebo spredu cez podávacie platformy.

· Po zarovnaní stredu sa pevnosť a poloha zabezpečujú horným a dolným valcom.

2) Uchytenie plechu

· Spodný valček sa zdvihne a pevne pritlačí plech pod horný valček.

· Vytvorí sa počiatočný stav upínania a stroj je pripravený na valcovanie.

3) Predohýbanie plechového materiálu (na odstránenie zvyšných rovných okrajov)

· Zdvihnite jeden zo stranových valčekov (napríklad ľavý valček).

· Jeden koniec plechu sa zdvihne a vytvorí sa trojbodová sila s horným a spodným valčekom, čo spôsobí čiastočné ohnutie (predohýbanie).

· Plech sa otočí a operácia sa opakuje na druhom konci, aby sa dosiahlo predohýbanie na oboch koncoch.

· Táto metóda výrazne zníži zvyšné rovné okraje a zlepší kvalitu tvarovania.

4) Valcovanie plechu

· Stranové valčeky sa postupne zdvíhajú (programovateľné riadenie zakrivenia).

· Plechový materiál sa neustále valcuje do tvaru oblúka alebo valca pomocou trojbodového ohýbacieho spôsobu.

· Hnaný valec neustále posúva dosku dopredu a vytvára úplný kruhový prierez.

5) Vykládka plechu

· Po dokončení kalendrovania sa horný valec môže prevrátiť alebo posunúť na stranu.

· Vytvorený polotovar sa vykladá pomocou hydraulického alebo mechanického pomocného zariadenia.

· Nasledujúci proces zvárania alebo navíjania možno vykonať priamo.

4. Analýza napätí štvorvalcového valcovacieho stroja pre plechy

Analýza napätí štvorvalcového valcovacieho stroja pre plechy je kľúčovou súčasťou pochopenia jeho valcovacieho mechanizmu, riadenia presnosti a optimalizácie tvarovacieho procesu. Výhodou štvorvalcového usporiadania z hľadiska napätí je schopnosť vytvoriť ideálnejší trojbodový ohybový systém, čím sa účinne kontroluje deformácia plechu a zvyšuje sa kvalita predohýbania a valcovania.

1) Hlavné body napätia štvorvalcového valcovacieho stroja pre plechy

Počas valcovacieho procesu je plech vystavený najmä nasledujúcim silám:

· Tlak horného valčeka: pôsobí hlavnou ohybovou silou na plechový materiál, čím spôsobuje jeho plastický ohyb.

· Podporná sila dolného valčeka: spolu s horným valčekom upína dosku a zároveň plní podpornú a prenosovú funkciu.

· Tlak bočného valčeka zhora: riadi zakrivenie a presnosť tvaru počas predohýbania a navíjania.

· Trenie: vzniká trením medzi horným a dolným valčekom a doskou a spôsobuje pohyb dosky.

· Silová odrazová sila plechu: je to elastická obnovovacia sila vznikajúca po ohybe plechu a predstavuje dôležitý faktor ovplyvňujúci presnosť.

2) Analýza fáz silového procesu

Počiatočná fáza upínania:

· Plechový materiál sa umiestni medzi horný a dolný valček.

· Dolný valček sa zdvihne a pôsobí tlakom, čím vytvorí upínaciu silu spoločne s horným valčekom a vyvolá normálový tlak.

· Trenie medzi horným a dolným valčekom riadi pohyb dosky.

Fáza predohýbania:

· Jeden bočný valec sa zdvihne a vytvorí trojbodovú sily s horným a dolným valcom.

· Konce plechu sa ohnú a vytvoria lokálne zóny plastickej deformácie.

· Ohýbací moment sa vytvorí pod strednou osou hrúbky plechu, čo má za následok asymetrické rozloženie napätia.

Fáza valcovania:

· Plech je namáhaný medzi tromi opornými bodmi (horný valec + dva bočné valce).

· Pri posunovaní dopredu sa stláča a ohýba, čím vzniká spojitá krivka.

· Polomer ohnutia je určený polohou bočných valcov a rozloženie tlaku musí byť rovnomerné.

Počas ohýbania je stav napätia vo vnútri plechu nasledovný:

· Horný povrch je ťahový povrch s kladným napätím.

· Spodný povrch je stlačený a napätie je záporné.

· Napätie v neutrálnej osi je nulové, preto sa vyskytuje ohyb, ale nie predĺženie.

3) Silové výhody štvorvalcového usporiadania

Polozky na porovnanie	Trojvalcový stroj na valcovanie plechov	Štvorvalcový stroj na valcovanie plechov (výhody)
oporný bod	2 strany + 1 stred	Skutočná trojbodová tvarovacia štruktúra
Stabilita papiera	Plech sa ľahko posúva	Stabilné upevnenie a zovretie dosky
Presnosť kotúľania	VŠEOBECNÉ	Vysoká (riadené nastavenie ohybového momentu)
Možnosť predohýbania	Slabý	Vysoká pevnosť (konštrukcia umožňuje predohýbanie v kladnom aj zápornom smere)
Riadenie odskoku	Ťažko presne riadiť	Programovateľná kompenzácia + dynamické nastavenie

5. Metódy riadenia valcovania

S rozvojom technológií sa stroje na valcovanie plechov postupne prešli od tradičného manuálneho / hydraulického riadenia k elektronickému číselnému riadeniu (NC) a počítačovému číselnému riadeniu (CNC), čím sa dosiahla vyššia úroveň inteligentnej výroby. Metóda riadenia valcovania štvorvalcového stroja na valcovanie plechov určuje jeho presnosť tvarovania, prevádzkovú účinnosť a úroveň automatizácie.

1) Riadenie polohy valcov (riadenie posunutia)

· Ovláda zdvíhací a spúšťací posun horného, dolného a ľavého a pravého bočného valčeka.

· Určuje ohybový polomer a tlakovú plochu plechového materiálu počas tvarovacieho procesu.

· Uzavretá ovládacia slučka sa zvyčajne dosahuje pomocou hydraulického proporcionálneho ventilu a snímača posunu.

2) Ovládanie dráhy valčeka

· Ovláda dráhu pohybu bočných valčekov (diagonálne čiary, krivky).

· Na dosiahnutie zložitých tvarov (napr. kužeľových valcov) alebo valcovania viacosegmentových kruhových oblúkov

· Dráha je zvyčajne predprogramovaná CNC systémom.

3) Ovládanie upínania

· Ovláda upínací tlak horného a dolného valčeka na plechový materiál.

· Zabezpečí, aby sa doska počas otáčania nezoskĺzla.

· Dynamicky upravuje kvalitu a hrúbku podľa rôznych materiálov

4) Ovládanie pohybu (regulácia rýchlosti)

· Ovládaním otáčacej rýchlosti valcov sa dosiahne hladké podávanie materiálu.

· Pokročilý riadiaci systém môže upraviť zrýchlenie a spomalenie počas valcovacieho procesu.

· Je veľmi dôležité zabrániť trhnutiu materiálu, prebytku tlaku alebo poškodeniu povrchu.

5) Programové ovládanie (automatická logika)

Riadiaci systém má prednastavených viacero valcovacích krokov:

· Polohovanie dosky

· Automatické upínanie

· Predohnutie prvého konca

· Rotácia dosky

· Predohnutie druhého konca

· Valcovanie po úplnom kruhu

· Vykládka, atď.

Používatelia musia zadať iba parametre, ako je hrúbka plechu, materiál a priemer valca, a systém automaticky upraví polohu a pohyb jednotlivých valcov.

6. Výhody štvorvalcového stroja na valcovanie plechov

Štvorvalcové stroje na valcovanie plechov sa v súčasnosti široko používajú pri tvárnení a výrobe plechov, najmä v dôsledku mnohých výhod, ktoré prináša ich konštrukcia a riadiaci systém. V porovnaní s tradičnými zariadeniami, ako sú trojvalcové stroje na valcovanie plechov alebo symetrické stroje na valcovanie plechov, majú štvorvalcové stroje na valcovanie plechov výrazné výhody z hľadiska presnosti, efektívnosti a ovládateľnosti.

1) Konštrukčné výhody štvorvalcových strojov na valcovanie plechov

· Konštrukcia so štyrmi valcami: aktívny horný valec + upevnenie dolného valca + nastavenie bočných valcov z oboch strán, čo zabezpečuje stabilnejšiu konštrukciu. Umožňuje symetrické navíjanie aj asymetrické predohýbanie.

· Spodný valec fixuje tlačovú formu: Tlačová forma je vždy umiestnená na pevnom valci, čo znižuje pravdepodobnosť prešmyku a zjednodušuje jej umiestnenie a presné ovládanie.

· Nie je potrebné obrácať materiál: Na rozdiel od trojvalcových valcovacích strojov sa listový materiál spracováva počas celého valcovacieho procesu vždy na tej istej strane, bez nutnosti jeho obrácania.

2) Technologické a prevádzkové výhody

· Jednokrokové formovanie: Predohýbanie a valcovanie možno vykonať v rovnakom technologickom cykle, čím sa zníži manuálna práca a chyby pri umiestňovaní.

· Výkonné predohýbanie na oboch koncoch: Ľavý a pravý valec je možné nezávisle zdvíhať a spúšťať, čo umožňuje nezávislé presné predohýbanie na oboch koncoch (takmer bez rovných okrajov).

· Prispôsobiteľné pre kužeľové valcovanie: Dráha bočného valca je programovateľná a nastaviteľná, čo ho robí vhodným pre nekruhové štruktúry, ako sú kužeľové valce a elipsy.

· Jednoduché ovládanie: Väčšina štvorvalcových zváracích strojov je vybavená číselne riadeným systémom (NC/CNC), a používatelia musia len zadať parametre na jeho ovládanie.

· Široký rozsah hrúbok plechov, ktoré je možné tvarovať: Je schopný valcovať rôzne kovové plechy s hrúbkou od 1 mm do viac ako 100 mm (podľa modelu).

· Nižšie požiadavky na obsluhu: V porovnaní s trojvalcovými zváracími strojmi má nižšiu technickú náročnosť, je jednoduchší na osvojenie pre začiatočníkov a bezpečnejší.

3) Výhody kvality tvarovania

· Vyššia kruhovitosť: Viacbodové riadenie sily je veľmi presné a kruhovitosť a valcovitosť pri valcovaní sú lepšie v porovnaní s trojvalcovým tvarovaním.

· Dobrá kontrola pružného odskoku: Síla bočného valčeka je nepretržite regulovateľná, čo znižuje pružný odskok a zvyšuje presnosť valcovania.

· Dobká kvalita povrchu: Plech sa ľahko neuskĺzne, nie je potrebné ho obrácať a tým sa predchádza chybám, ako sú škrabance a záhyby.

· Presnejšie zarovnanie okrajov: menšie rovné okraje uspokojujú následné presné operácie, ako je napríklad automatické zváranie a zarovnanie švíkov.

4) Výhody z hľadiska výrobnej efektívnosti a automatizácie

· Plne automatický ovládací systém: Podporuje NC/CNC programovanie, má funkciu pamäťovej úložnej kapacity a je vhodný pre sériovú výrobu.

· Zníženie času spracovania: Všetky kroky sa vykonajú pri jednom nastavení, čím sa celkový čas spracovania zníži o 30 % – 50 %.

· Vhodný pre automatizované výrobné linky: možno ho prepojiť so systémami na naloženie a vyloženie, robotmi, zváracími stanicami a iným zariadením.

· Podpora diaľkovej kontroly/diagnostiky: Niektoré vysokej triedy zariadenia sa dajú pripojiť k internetu, čím sa dosiahne prístup k priemyselnej verzii internetu vecí (IIoT).

5) Porovnanie typických výhod zohínacích strojov s tromi valcami

Polozky na porovnanie	Trojvalcový stroj na valcovanie plechov	Štvorvalcový stroj na valcovanie plechov (výhody)
Funkcia predzohýbania	Vyžaduje viacnásobné obrácanie, veľké rovné okraje	Automatické predzohýbanie, extrémne krátky rovný okraj (≤ 1,5-násobok hrúbky plechu)
Zameranie a pozícionovanie	Pozícionovanie na základe manuálnej skúsenosti	Plošný kov je upevnený na dolnom valčeku a automaticky centrován.
Efektívnosť valcovania	Mnoho procesov, nízka efektívnosť	Všetky procesy valcovania sa dokončia naraz.
Schopnosť valcovať kužeľové diely	Konštrukčné obmedzenia zneskutočňujú dosiahnutie tejto funkcie.	Upraviteľná dráha valčeka, voľne ovládateľný kužeľový uhol
Technická náročnosť prevádzky	Vysoká úroveň zručností, vyžaduje kvalifikovaných pracovníkov.	Nízko profilové, užívateľsky prívetivé CNC rozhranie, ľahké na školenie

7. Ako vybrať stroj na valcovanie plechov so štyrmi valcami?

Výber stroja na valcovanie plechov so štyrmi valcami je rozhodujúcim investičným rozhodnutím týkajúcim sa vybavenia, ktoré priamo ovplyvňuje výrobnú efektívnosť, presnosť spracovania a dlhodobé rozvojové možnosti vašej firmy. Nižšie je uvedený systematický a praktický „Návod a odporúčania pre výber stroja na valcovanie plechov so štyrmi valcami“, ktorý vám pomôže urobiť informované rozhodnutie na základe vašich skutočných potrieb a vyhnúť sa tak zbytočnému plýtvaniu a potenciálnym problémom.

1) Ujasnite si požiadavky na použitie

Pred výberom konkrétneho modelu stroja musíte poznať vlastnosti svojho obrobku a svoju výrobnú metódu:

Kľúčové parametre	Poznámky
Hrúbka plechu	Rozsah maximálnej/minimálnej hrúbky spracovávaného plechu (ovplyvňuje priemer horného valca a hydraulický systém)
Šírka plechu	Maximálna spracovateľná šírka určuje šírku a tuhosť tela obrábacích strojov.
Typ materiálu	Bežná uhlíková oceľ, nehrdzavejúca oceľ, hliníková zliatina, opotrebovateľná oceľ atď. ovplyvňujú tlak a polomer tvárnenia.
Minimálny priemer bubna	Je vyžadovaný minimálny vnútorný priemer? To sa týka schopnosti ohýbania a usporiadania valčekov.
Typ spracovávanej súčiastky	Valcové, kužeľové, eliptické alebo nestandardné súčiastky? Ich vplyv na riadiace systémy a návrh dráhy pohybu valčekov.
Veľkosť dávky	Jednorazová výroba na objednávku alebo sériová výroba? Určuje, či je potrebné CNC obrábanie alebo automatické zariadenia na naloženie/vyloženie.

2) Odporúčania pre výber kľúčových technických parametrov

· Priemer horného valčeka: mal by byť dostatočne veľký na to, aby odolal maximálnej sile ohýbania a zabránil deformácii; ovplyvňuje ho hrúbka valcovaného plechu.

· Priemery dolného a bočných valčekov ovplyvňujú stabilitu upínania a ohýbania; symetrická konštrukcia je vhodnejšia.

· Tlak hydraulického systému: Čím vyšší je tlak, tým väčšia je spracovateľná kapacita, avšak súčasne stúpajú aj náklady.

· Výkon motora: priamo určuje jazdné schopnosti a rýchlosť spracovania plechu.

· Medzera medzi valcami a usporiadanie valcov: určujú kvalitu tvárnenia a minimálny priemer valca. Excentrické bočné valce sú vhodné na kužeľové valcovanie.

· Spôsoby riadenia: NC je vhodné pre bežné aplikácie, zatiaľ čo CNC je vhodné pre zložité a vysokopresné scenáre.

· Konštrukčné materiály stroja: Na zabezpečenie dlhodobej odolnosti voči deformácii sa používa vysokopevnostná liatina alebo zváraná konštrukcia.

3) Odporúčania týkajúce sa značky a servisnej podpory

Výber spoľahlivého výrobcu a komplexnej servisnej podpory je kľúčový.

· Uprednostňujte známe značky alebo výrobcov s dobrým renomé v odvetví: kvalita vybavenia je zaručená a kľúčové komponenty majú dlhú životnosť.

· Prejdite si montážny a skúšobný prevádzkový priestor výrobku: skontrolujte skutočný efekt valcovania a zoznámte sa s ovládateľnosťou riadiaceho systému.

· Zabezpečte, aby dodávatelia poskytovali služby inštalácie, uvádzania do prevádzky a školenia: skráťte čas cyklu stroja a zvýšte výrobnú efektívnosť.

· Porozumenie dobe reakcie na servis po predaji a podpore náhradných dielov: Včasná údržba je mimoriadne dôležitá v prípade poruchy zariadenia.

4) Zhrnutie stratégií výberu štvorvalcových valcovacích strojov

Môžete použiť nižšie uvedenú tabuľku na vymedzenie vašich požiadaviek a komunikáciu s výrobcom:

veci	Popis údajov alebo požiadaviek
Maximálna hrúbka plechu	Napríklad 20 mm oceľ Q345
Rozsah šírky dosky	2000 mm
Minimálny vnútorný priemer	400 mm
Typ spracovávanej súčiastky	valec + kužeľ
Spracovateľské materiály	Zmes nerezovej ocele a uhlíkovej ocele
Spôsoby ovládania	CNC alebo CNC
Šarža?	Áno, odporúča sa nakonfigurovať zariadenie na prívod materiálu.
Obmedzenia umiestnenia inštalácie	Požiadavky na šírku/výšku/nosnú kapacitu základne atď.