Odvijalna mašina

štirivaljčna valjčna naprava za plošče Kupne smernice

Štirivaljčne naprave za upogibanje plošč so pogosto uporabljana oprema za upogibanje in navijanje kovinskih plošč. Omogočajo pred-upogibanje, oblikovanje in navijanje plošč ter so zlasti primerni za srednje in debele plošče ter visoko natančno obdelavo pri navijanju.

V primerjavi z trovaljčne naprave za upogibanje plošč , stroji za valjanje plošč z štirimi valji imajo prednosti, kot so visoka raven avtomatizacije, preprosta upravljanja in majhne ostale ravne robove.

1. Kaj je stroj za valjanje plošč z štirimi valji?

 

definicija:

Stroj za valjanje plošč z štirimi valji je naprava, ki z usklajenim gibanjem štirih valjev (enega zgornjega valja, enega spodnjega valja in dveh stranskih valjev) prijema, predvalja in valja ploščo. V enem samem ciklu lahko izvede simetrično predvaljanje in popolno krožno valjanje plošče.

Stroji za valjanje plošč z štirimi valji so mehanske naprave, ki se uporabljajo za valjanje kovinskih plošč v cilindrične, lokaste ali druge oblike. Široko se uporabljajo v industrijskih panogah, kot so proizvodnja tlakovnih posod, vetrne energije, gradnja ladij, petrokemična industrija in proizvodnja kotlov.

Kratka opis plošče.

· Predvaljanje: Z dvigom enega stranskega valja se en konec pločevine pritisne navzgor, da se doseže predvaljanje (zmanjšanje ravnih robov).

· Valjanje: Valji se premikajo usklajeno, listasta material pa pod podporo treh točk izkuša neprekinjeno plastično deformacijo in se končno zvalja v zahtevano ukrivljenost.

· Opraznjevanje: Oblikovani del je odstranjen z pomožnimi napravami ali z mehanizmom za obračanje zgornjega valja.

2. Konstrukcijski sestavni deli štirivaljnega listnega valjčnega stroja

 

Osnovna konstrukcija štirivaljnega listnega valjčnega stroja predstavlja osnovo za njegove avtomatske funkcije predvaljanja, valjanja listov in zaokroževanja. V primerjavi s tremi valji opremljenim listnim valjčnim strojem štirivaljni listni valjčni stroj vsebuje dodatni valj (drugi stranski valj), kar znatno izboljša učinkovitost obdelave in natančnost valjanja listov. Spodaj je opis glavnih konstrukcijskih sestavnih delov in njihovih funkcij štirivaljnega listnega valjčnega stroja.

1) Zgornji valj (zgornji delovni valj)

Lokacija:

Nahaja se na vrhu sredine okvirja.

Funkcija:

Pogonski valj zavrti listasto kovino prek prenosnega sistema.

Na listasto material se uporabi primarno sila za upogibanje navzdol.

značilnosti:

Običajno je pogonjeno z elektriko, ima največji premer in ga je mogoče po potrebi dvigati navpično.

2) Spodnji valj (spodnji delovni valj)

Lokacija:

Nahaja se na dnu, vzporedno z zgornjim valjem.

Funkcija:

Kot pogonski valj služi za pripenjanje ploščatih kovinskih listov.

Silo pripenjanja je mogoče prilagoditi z dvigom ali spuščanjem valja.

značilnosti:

Včasih se uporablja tudi kot pogonski valj. Uporablja se za pripenjanje in nastavitev začetnega položaja ploščatih kovinskih listov skupaj z zgornjim valjem.

3) Levi in desni valji (stranski valji)

Lokacija:

Nahajajo se na obeh straneh zgornjega in spodnjega valja, blizu spodnjega valja.

Funkcija:

Izvajajo funkcijo pred-upogibanja.

Kontrolirajte ukrivljeno pot in oblikovni polmer ploščatega materiala.

značilnosti:

Lahko se dviguje, spušča ali zaniča neodvisno in je običajno nadzorovan s hidravličnim sistemom.

Poti njihovega gibanja lahko nadzorujemo z programiranjem, da dosežemo valjanje različnih oblik (valjasti, stožčasti itd.).

4) Glavna pogonska enota

· Sestavljena je običajno iz motorja in hitrostnega menjalnika.

· Zgornji valj (ali zgornji in spodnji valji) se neposredno vrtita, kar povzroči premikanje ploščatega materiala.

· Z zagotavljanjem stalne linearno hitrosti med valji izboljšamo natančnost valjanja.

5) Hidravlični sistem

· Kontrolira dvig in stransko premikanje spodnjega valja ter stranskih valjev.

· Zagotavlja nadzor tlaka med procesom valjanja.

· Tipično vključuje hidravlične valje, hidravlične črpalke, skupine nadzornih ventilov, oljne rezervoarje itd.

6) Rebrasta konstrukcija

· Podpira celotno konstrukcijo naprave.

· Zagotavlja natančnost položaja valjev in skupno togost opreme.

· Izdelana iz trpežnega varjenega jekla ali litin, kar zagotavlja visoko nosilno sposobnost.

7) Številčni krmilni sistem

· Uporablja se za nadzor gibanja in nastavitev parametrov različnih komponent ploščnega valjarskega stroja.

· Tipično je opremljena z PLC-jem, dotikalnim zaslonom in človek-strojnim vmesnikom (HMI).

· Omogoča avtomatizirano krmiljenje in podpira večstopenjske valjarske operacije.

8) Pomožne naprave (po izbiri)

· Naprave za oskrbo z materialom: na primer hidravlične platforme za nalaganje itd.

· Izločne naprave: na primer nosilni okvirji, naprave za obračanje s kotalnimi valji itd.

· Varnostne naprave: gumb za izredno zaustavitev, zaščitna pokrovka, sistem za zaznavanje premika itd.

3. Delovni princip stroja za valjanje plošč z štirimi valji

 

Stroj za valjanje plošč z štirimi valji je napredna oprema za oblikovanje ploščastega kovinskega materiala. Njegov delovni princip temelji na usklajenem delovanju štirih delovnih valjev (zgornji valj, spodnji valj, levi valj in desni valj), ki povzročajo plastično deformacijo ploščastega materiala pod mehanskim in hidravličnim tlakom ter s tem omogočajo avtomatsko predvaljanje in natančno valjanje. V nadaljevanju bo delovni princip podrobneje analiziran z vidika konstrukcije, procesa, napetosti in krmiljenja.

1) Vnos papirja

· Ploščasti material se vnaša s strani ali spredaj prek platforme za vnos materiala.

· Po poravnavi središča se material prižeme in pozicionira z zgornjim in spodnjim valjem.

2) Prižemanje ploščastega materiala

· Spodnji valj se dvigne in ploščo tesno pritisne pod zgornji valj.

· Ustvari se začetno stanje prijemanja in naprava je pripravljena za valjanje.

3) Predvaljanje ploščastega materiala (za odpravo ostankov ravnih robov)

· Dvignite enega od stranskih valjev (npr. levega valja).

· En konec plošče se dvigne in s tem nastane trotočkovna sila z zgornjim in spodnjim valjem, kar povzroči delno ukrivitev (predvaljanje).

· Pločevina se zavrti in operacija se ponovi na drugem koncu, da se doseže predvaljanje na obeh koncih.

· Ta metoda znatno zmanjša ostanke ravnih robov in izboljša kakovost oblikovanja.

4) Valjanje plošč

· Stranski valji se postopoma dvigajo (programsko nadzorovana ukrivljenost).

· Ploščasti material se neprekinjeno valja v lok ali valj z uporabo trotočkovne metode upogibanja.

· Pogonski valj neprekinjeno premika ploščo naprej in tako oblikuje popoln krožni presek.

5) Raztovarjanje ploščastega materiala

· Po končanem kalanderiranju se zgornji valj lahko obrne ali premakne na stran.

· Oblikovano delovno kos se raztovari z hidravličnim ali mehanskim pomožnim mehanizmom.

· Naslednji varilni ali navijalni postopek se lahko izvede neposredno.

4. Analiza napetosti štirivaljnega ploščnega valjarskega stroja

Analiza napetosti štirivaljnega ploščnega valjarskega stroja je jedro razumevanja njegovega valjarskega mehanizma, nadzora natančnosti in optimizacije oblikovalnega procesa. Prednost štirivaljne konstrukcije z vidika napetosti je, da omogoča bolj idealen sistem trotočkovnega upogibanja, s čimer učinkovito nadzoruje deformacijski proces plošče in izboljša kakovost predupogibanja in valjanja.

1) Glavne točke napetosti štirivaljnega ploščnega valjarskega stroja

Med valjarskim procesom je ploščasti material predvsem izpostavljen naslednjim silam:

· Pritisk zgornjega valja: uporablja glavno upogibno silo na ploščato material, kar povzroči plastični upogib.

· Podpora spodnjega valja: skupaj z zgornjim valjem prižema ploščo in hkrati opravlja podporno in prenosno funkcijo.

· Pritisk stranskega valja zgoraj: nadzoruje ukrivljenost in natančnost oblike med pred-upogibanjem in navijanjem.

· Trenje: izvira iz trenja med zgornjim in spodnjim valjem ter ploščo in s tem premika ploščo naprej.

· Sila povratnega odskoka plošče: elastična povratna sila, ki nastane po upogibanju ploščatega materiala, je pomemben dejavnik, ki vpliva na natančnost.

2) Analiza faz silovnega procesa

Začetna faza prižemanja:

· Ploščati material se postavi med zgornji in spodnji valj.

· Spodnji valj se dvigne in izvaja pritisk, s čimer ustvari prižemno silo skupaj z zgornjim valjem ter normalni pritisk.

· Trenje med zgornjim in spodnjim valjem nadzoruje gibanje plošče.

Faza predvijanja:

· Valj na eni strani se dvigne in tvori trotočkovno silo z zgornjim in spodnjim valjem.

· Konci plošče se upognejo in tvorijo lokalizirane cone plastične deformacije.

· Upogibni moment nastane pod sredinsko osjo debeline plošče, kar povzroči asimetrično porazdelitev napetosti.

Faza valjanja:

· Pločevina je izpostavljena sili med tremi opornimi točkami (zgornji valj + dva stranska valja).

· Ko se premika naprej, se stiska in upogiba ter tvori zvezno krivuljo.

· Polmer upogiba je določen z lego stranskih valjev, porazdelitev tlaka pa mora biti enakomerna.

Med upogibanjem je stanje napetosti znotraj plošče naslednje:

· Zgornja površina je natezna površina z pozitivno napetostjo.

· Spodnja površina je stisnjena, napetost pa je negativna.

· Napetost na nevtralni osi je enaka nič, zato pride do upogibanja, vendar ne do raztezanja.

3) Prednosti štirikolutne konstrukcije glede trdnosti

Postavke primerjave	Tromerilna ploščna upogibna strojna naprava	Štirimerilna ploščna upogibna strojna naprava (prednosti)
podporni točki	2 strani + 1 sredinska	Prava trotočkovna oblikovna konstrukcija
Stabilnost papirja	Plošča se lahko enostavno drsi	Stabilna pritrditev in pripenjanje plošč
Natančnost valjanja	Splošno	Visoka (nadzorljiva nastavitev upogibnega momenta)
Možnost predvaljanja	Slabi	Visoka trdnost (konstrukcija omogoča tako pozitivno kot negativno predvaljanje)
Kontrola odboja	Težko natančno nadzorovati	Programabilna kompenzacija + dinamična prilagoditev

5. Načini nadzora valjanja

Z razvojem tehnologije so se stroji za valjanje plošč postopoma premaknili od tradicionalnega ročnega/hidravličnega nadzora k elektronskemu numeričnemu nadzoru (NC) in računalniškemu numeričnemu nadzoru (CNC), s čimer je bila dosežena višja raven pametne proizvodnje. Način nadzora valjanja štirivaljnega stroja za valjanje plošč določa njegovo natančnost oblikovanja, obratovalno učinkovitost in raven avtomatizacije.

1) Nadzor položaja valja (nadzor pomika)

· Nadzor pomika dviganja in spuščanja zgornjega, spodnjega ter levega in desnega stranskega valja.

· Določitev ukrivitvenega polmera in tlakovnega območja ploščatega materiala med oblikovalnim procesom.

· Zaprti zankovni nadzor se običajno doseže z uporabo hidravličnega proporcionalnega ventila in senzorja pomika.

2) Nadzor poti navijanja

· Nadzor gibanja stranskih valjev (po diagonalah, krivuljah).

· Za doseganje zapletenih oblik (npr. stožčastih valjev) ali valjanja večsegmentnih krožnih lokov.

· Pot je običajno vnaprej programirana s CNC sistemom.

3) Nadzor pripenjanja

· Nadzor pritiskovne sile zgornjega in spodnjega valja na ploščati kovinski material.

· Poskrbite, da plošča med vrtenjem ne zdrsne.

· Dinamično prilagajajte kakovost in debelino glede na različne materiale

4) Nadzor pogona (nastavitev hitrosti)

· Nadzor vrtilne hitrosti valjev omogoča gladko dovajanje materiala.

· Napreden nadzorni sistem lahko prilagaja pospeševanje in zaviranje med valjanjem.

· Zelo pomembno je preprečiti trgajoče poškodbe materiala, prekomerni tlak ali poškodbe površine.

5) Programski nadzor (samodejna logika)

Nadzorni sistem vnaprej vsebuje več korakov valjanja:

· Položaj plošče

· Samodejno pripenjanje

· Prednje izvedite ukrivitev na prvem koncu

· Zasuk plošče

· Prednje izvedite ukrivitev na drugem koncu

· Popolna krožna valjanja

· Raztovarjanje itd.

Uporabniku je treba vnesti le parametre, kot so debelina plošče, material in premer valja, sistem pa bo samodejno prilagodil položaj in gibanje vsakega valja.

6. Prednosti štirivaljnega stroja za valjanje plošč

Štirivaljni stroji za valjanje plošč so v sodobnem oblikovanju in proizvodnji limenih plošč široko uporabljeni predvsem zaradi številnih prednosti, ki jih omogočajo njihova konstrukcija in krmilni sistem. V primerjavi s tradicionalnimi napravami, kot so trivaljni stroji za valjanje plošč in simetrični stroji za valjanje plošč, imajo štirivaljni stroji za valjanje plošč pomembne prednosti glede natančnosti, učinkovitosti in uporabnosti.

1) Konstruktivne prednosti štirivaljnih strojev za valjanje plošč

· Konstrukcija s štirimi valji: aktivni zgornji valj + prijemni spodnji valj + nastavitev valjev na obeh straneh, kar zagotavlja bolj stabilno konstrukcijo. Omogoča simetrično in asimetrično prednjo ukrivitev.

· Spodnji valj pritrdi tiskalno ploščo: Tiskalna plošča je vedno na nepremičnem valju, kar zmanjšuje verjetnost zdrsavanja in olajša pozicioniranje ter nadzor natančnosti.

· Ni potrebe po obratu: Za razliko od trovaljnih valjarjev se listasta material obdeluje ves čas na isti strani skozi celoten proces valjanja, zato ni potrebe po njegovem obratu.

2) Tehnološke in operativne prednosti

· Oblikovanje v enem koraku: Predlom in valjanje se lahko izvedeta v istem ciklu procesa, kar zmanjšuje ročni del in napake pri pozicioniranju.

· Močna predlomna zmogljivost na obeh koncih: Levi in desni valj se lahko neodvisno dvigata in spuščata, kar omogoča neodvisno natančno predlomitev na obeh koncih (skoraj brez ravnih robov).

· Prilagodljiv za stožčasto valjanje: Pot stranskega valja je programabilna in nastavljiva, kar ga naredi primeren za nestrožne strukture, kot so stožčasti valji in elipse.

· Enostavna uporaba: Večina štirivaljnih naprav za valjanje plošč je opremljena z numeričnim krmilnim sistemom (NC/CNC), zato uporabniki za njihovo uporabo le vneso parametre.

· Širok razpon debelinskih tolerancij plošč: Omogoča valjanje različnih kovinskih plošč z debelinami od 1 mm do več kot 100 mm (odvisno od modela).

· Nižje zahteve za operaterja: V primerjavi s tremi valji napravami za valjanje plošč ima nižjo tehnično odvisnost, je lažje za učenje za začetnike in varnejša.

3) Prednosti kakovosti oblikovanja

· Višja okroglost: Večtočkovno krmiljenje sile zagotavlja visoko natančnost, okroglost in cilindričnost pri valjanju pa sta boljši kot pri oblikovanju s tremi valji.

· Dobro krmiljenje elastičnega povratka: Sila stranskega valja je neprekinjeno regulabilna, kar zmanjšuje elastični povratek in izboljšuje natančnost valjanja.

· Dobra kakovost površine: Plošča se ne drsi enostavno, ni potrebno jo obrniti in se tako izogne napakam, kot so praske in gube.

· Natančnejše poravnavanje robov: manjši ravni robovi omogočajo nadaljnje natančne operacije, kot so avtomatsko varjenje in poravnavanje šivov.

4) Prednosti pri proizvodni učinkovitosti in avtomatizaciji

· Popolnoma avtomatski krmilni sistem: podpira NC/CNC programiranje, ima funkcijo pomnilnika za shranjevanje in je primeren za serijsko proizvodnjo.

· Zmanjšanje časa obdelave: vse korake izvedemo v enem položaju, s čimer se skupni čas obdelave zmanjša za 30 %–50 %.

· Primeren za avtomatizirane proizvodne linije: lahko se poveže z sistemi za nalaganje in raznalaganje, roboti, varilnimi postajami in drugo opremo.

· Podpira oddaljeno spremljanje/diagnozo: nekateri visokokakovostni napravi se lahko povežejo z internetom za dosego dostopa do industrijskega interneta stvari (IIoT).

5) Primerjava tipičnih prednosti strojev za valjanje plošč z tremi valji

Postavke primerjave	Tromerilna ploščna upogibna strojna naprava	Štirimerilna ploščna upogibna strojna naprava (prednosti)
Funkcija predvaljanja	Zahteva večkratno obrnitev, veliki ravni robovi	Avtomatsko predvaljanje, izredno kratek raven rob (≤ 1,5-kratna debelina plošče)
Osredotočenost in pozicioniranje	Pozicioniranje na podlagi ročne izkušnje	Pločevina je pritrjena na spodnji valj in se samodejno centrirajo.
Učinkovitost valjanja	Številni postopki, nizka učinkovitost	Vsi postopki valjanja se izvedejo v enem samem ciklu.
Zmožnost valjanja stožcev	Konstruktivne omejitve otežujejo dosego te funkcije.	Nastavljiva pot valja, prosto nadzorovan kot stožca
Tehnična težavnost pri obratovanju	Visoka stopnja spretnosti, zahteva izkušene delavce.	Nizko profilna, uporabniku prijazna CNC vmesnika, enostavna za usposabljanje

7. Kako izbrati stroj za valjanje plošč z štirimi valji?

Izbira stroja za valjanje plošč z štirimi valji je ključna naložba v opremo, ki neposredno vpliva na učinkovitost proizvodnje, natančnost obdelave in dolgoročne razvojne možnosti vašega podjetja. Spodaj je sistematiziran in praktičen »Vodnik in priporočila za izbiro stroja za valjanje plošč z štirimi valji«, ki vam pomaga sprejeti utemeljeno odločitev na podlagi vaših dejanskih potreb ter se izogniti nepotrebni porabi sredstev in morebitnim težavam.

1) Pojasnite svoje zahteve glede uporabe

Pred izbiro modela stroja morate razumeti značilnosti svojega predmeta obdelave in svojo proizvodno metodo:

Ključni parametri	Opozorila
Debelina lista	Največji/najmanjši obseg debeline obdelovalne plošče (vpliva na premer zgornjega valja in hidravlični sistem)
Širina plošče	Največja širina obdelave določa širino telesa orodja in zahteve glede togosti.
Vrsta materiala	Običajna ogljikova jeklena, nerjavna jeklena, aluminijeva zlitina, obrabljivo odporna jeklena itd. vplivajo na tlak in radij oblikovanja.
Najmanjši premer bobna	Zahtevan najmanjši notranji premer? To vključuje zmogljivost upogibanja in razpored valjarjev.
Vrsta izdelka	Cilindrični, stožčasti, eliptični ali nestandardni deli? Njihov vpliv na krmilne sisteme in načrtovanje poti valjarjev.
Velikost serije	Izdelava posameznih kosov po naročilu ali serijska proizvodnja? Določitev, ali so potrebne CNC-obdelovalne naprave ali avtomatski sistemi za nalaganje/raznalaganje.

2) Priporočila za izbiro ključnih tehničnih parametrov

· Premer zgornjega valjarja: mora biti dovolj velik, da prenese največjo silo upogibanja in se izogne odklanjanju; odvisen je od debeline valjane plošče.

· Premer spodnjega in stranskih valjarjev vpliva na stabilnost pripenjanja in upogibanja; boljša je simetrična konstrukcija.

· Tlak v hidravličnem sistemu: višji tlak pomeni večjo obdelovalno zmogljivost, vendar se s tem ustrezno povečajo tudi stroški.

· Moč motorja: neposredno določa vožnjo sposobnost in obdelovalno hitrost ploščatih kovin.

· Razmik valjev in razporeditev valjev: določata kakovost oblikovanja in najmanjši premer valjev. Ekscentrični stranski valji so primerni za stožčasto valjanje.

· Načini nadzora: NC je primeren za običajne aplikacije, CNC pa za zapletene, visoko natančne scenarije.

· Materiali konstrukcije stroja: Za zagotavljanje dolgoročne odpornosti proti deformaciji se uporabljajo visoko trdni livni jekleni ali zvarjeni konstrukcije.

3) Priporočila za blagovno znamko in servis po prodaji

Izbira zanesljivega proizvajalca in celovitega servisa po prodaji je ključnega pomena.

· Prednost naj bi imeli znane blagovne znamke ali proizvajalci z dobro reputacijo v panogi: kakovost opreme je zagotovljena, ključni sestavni deli pa imajo dolgo življenjsko dobo.

· Preverite montažno in preskusno obratovalno mesto tovarne: preverite dejanski učinek valjanja in spoznajte uporabnost nadzornega sistema.

· Zajamčite, da dobavitelji zagotavljajo storitve namestitve, vzpostavitve in usposabljanja: skrajšanje ciklusnega časa stroja in izboljšanje proizvodne učinkovitosti.

· Razumevanje časa odziva po prodaji ter podpore z rezervnimi deli: pravočasna vzdrževalna storitev je izjemno pomembna ob okvarah opreme.

4) Povzetek strategij izbire valjarskih strojev s štirimi valji

Za opis vaših potreb in komunikacijo z proizvajalcem lahko uporabite spodnjo tabelo:

stvar	Opis podatkov ali zahtev
Največja debelina plošče	Na primer, jeklo Q345 debeline 20 mm
Obseg širine plošče	2000 mm
Najmanjši notranji premer	400 mm
Vrsta izdelka	valj + stožec
Obravnava materialov	Mešana nerjavnega jekla in ogljikovega jekla
Načini nadzora	CNC ali CNC
Serija?	Da, priporočljivo je namestiti napravo za dovajanje.
Omejitve glede mesta namestitve	Zahteve glede širine / višine / nosilne zmogljivosti temeljev itd.