Правильная машина листового металла

Ровнители металла. Многовалковые машины.

Ну вот мы и добрались до самого интересного – многовалковых машин для правки металла. До сих пор они очень широко применяются как для толстой, так и для тонкой стали. Главное их преимущество – относительная компактность, что позволяет, во-первых, использовать такие машины в цехе на относительно небольшой площади, и, во-вторых, встраивать машины этого типа в линии рулонной обработки.

Именно поэтому правка на многовалковых прецизионных правильных машинах явление гораздо более распространенное, чем правка растяжением. Прежде всего, потому, что многовалковые станки могут обеспечить большую производительность при меньшем уровне отходов. Тем более, что со временем эта технология приобрела значительные технологические изменения и усовершенствования.

Итак, чем же многовалковые прецизионные правильные устройства (ППУ) отличаются от устройств предварительной правки (УПП)? Как я уже упоминал в предыдущих материалах, основное отличие – наличие опорных валов у прецизионных машин. Таким образом, мы получаем возможность контролировать прижим вала по всей его длине. Посмотрите, пожалуйста, на схематичное изображение:

Как видите, группы опорных валов (помечены желтым цветом) поддерживают правильные валы по всей длине и глубина раскрытия/сведения может регулироваться. Таким образом, мы получаем возможность управлять прижимом определенной области листа не только в продольном, но и в поперечном сечении. Это дает широкие возможности для исправления поперечного коробления. Кроме того, многовалковые ППУ гораздо более эффективны в борьбе с продольными деформациями. Ведь опорные валы дают возможность использовать правильные валы меньшего диаметра, что в свою очередь позволяет увеличить частоту и количество знакопеременных изгибов (изгибов вверх-вниз). Проще говоря, кругом одни плюсы. Для большей наглядности давайте рассмотрим несколько случаев.

Продольная волнистость с двух сторон

Схема позиционирования опорных валов для данного случая

Продольная волнистость с одной стороны

Схема позиционирования опорных валов для данного случая

Схема позиционирования опорных валов для данного случая

Схема позиционирования опорных валов для данного случая

Обратите внимание! Изображения дефектов несколько гипертрофированы. Я это сделал специально, для большей наглядности. Знайте, если у вас действительно такие рулоны и листы, то у вас большие проблемы. Скорее всего, вам понадобятся решения смешанного типа, о которых я напишу в другой раз.

Но, как вы понимаете, одними поперечными регулировками всех проблем не решить. Настоящая профессиональная правка – это комбинация поперечного позиционирования опорных валов и продольного наклона подвижной группы правильных валов.

Получается что-то в этом роде:

Привожу вам эту 3D схему, чтобы вы понимали какие сложные процессы проходят в блоке прецизионной правки. Да, все действительно непросто. Отсюда и существенная стоимость ППУ.

Дело в том, что рассмотренный выше вариант – самый простой. Здесь, как видите, опорные валы непосредственно контактируют с правильными валами. Это приводит к тому, что с течением времени воздействие опорных валов на правильные валы становится заметным на обрабатываемом материале.

Особенно этот дефект (траектория отмечена красным), по понятным причинам, проявляется на мягких металлах (цветные металлы, алюминий и т.д.).

Для решения этой проблемы придумали простой выход – установить между опорными и правильными валами дополнительные валы. Их называют «промежуточными» или «контр-валами» (помечены синим цветом).

Именно такая схема расположения валов наиболее универсальна и распространена в настоящее время для правки чистого (без смазки, окалины и т.д.) тонкого металла. При этом принимается во внимание количество правильных валов (серый цвет) и количество рядов. То есть, на изображении выше мы видим 7-валковую, 6-рядную машину. Правда, обычно правильных валов у ППУ больше – 11, 13, 15. 29. Радиус валков также варьируется от 40 до 100мм в зависимости от задач.

Существуют, конечно, и другие конструкции прецизионных правильных машин для тонкого металла. До этого момента мы рассматривали так называемую «наклонную» или «треугольную» технологическую схему правки. Это значит, что один из рядов (чаще верхний) ставится в наклонное положение по отношению к другому.

Максимальный изгиб материала приходится на первые валы (обычно на 3й) и постепенно уменьшается к моменту выхода из блока правки. Такая схема позволяет успешно справляться с исходной волнистостью и коробоватостью и оставить при этом незначительные остаточные напряжения. В сочетании с контр-валами это весьма удачное решение для тонкого мягкого металла.

Существует также «трапециевидная» технологическая схема правки. Такие ППУ более эффективны и могут применяться в более сложных случаях и для металлов большей прочности. Также они сгодятся для правки твердых металлов в пределах толщин 0,25 – 0,4мм.

Наибольшая деформация в данном случае передается средними валами, причем они в средней зоне расположены параллельно друг другу.

Таким образом, под действием правильных валов полоса испытывает многократные одинаковые по величине деформации, что дает возможность обеспечить более эффективную правку материалов с большей «памятью» формы. Валы на входе располагаются под углом а1 для обеспечения корректной подачи материала. На участке выхода валы также смещаются на угол а2 для обеспечения выхода материала и своеобразного «расслабления» – снятия лишних напряжений.

Ну и, наконец, существует схема правки валами с переменным шагом. Используется этот метод еще реже.

Исправляемый материал (4) размещается между двумя рядами правильных валов (3) и (5), имеющих разные диаметры и располагающиеся также в шахматном порядке. Вращение правильным валам придают приводные опорные валы (2). Прижим осуществляется при помощи специальных нажимных винтов (1).

Благодаря разным диаметром правильных валов величина изгиба максимальна посередине и уменьшаются по мере продвижения к крайним валам.

В принципе, по типу воздействия данный вариант очень напоминает «трапециевидный», но за счет большой совокупной мощности опорных валов с нажимными винтами мы получаем соответствующую эффективность.

Станки этого типа применяются для правки тонких широких полос сталей повышенной прочности.

В принципе, для начала это все. Мы определились с основными видами прецизионных многовалковых правильных машин, а также разобрали основные технологические схемы правки тонкого металла. Большая часть еще впереди. Продолжение следует.

При подготовке информации я использовал: 1. А.З.Слоним, А.Л.Сонин “Правка листового и сортового металла” 1980г; 2. Е.Н.Мошнин “Гибка и правка на ротационных машинах” 1967г.

Характеристика заготовительного оборудования

Заготовительное оборудование. Оборудование для правки.

Правка осуществляется путем создания местной пластической деформации и, как правило, производится в холодном состоянии. В зависимости от профиля правка металла производится на листоправильных вальцах, углоправильных вальцах и на кулачковых прессах.

Для подготовки листового металла, из которого состоит разрабатываемая металлоконструкция, выбираем девятивалковую истоправильную машину 9х360х2800 (таблица 1).

Правка достигается в результате изгиба и растяжения путем многократного пропускания листов между верхним и нижним рядами валков.

Рисунок 1 – Внешний вид девятивалковой листоправильной машины

Таблица 1 – Технические характеристики девятивалковой листоправильной машины 9х360х2800

Размеры выправляемого листа, мм:

Мощность электродвигателей привода, кВт:

подъема-опускания верхних валков

Предел текучести металла, кгс/мм 2

подъема направляющих валков

Число правильных валков

Габаритные размеры, мм:

Диаметр правильных валков, мм

Шаг правильных валков, мм

Скорость правки, м/с

Вертикальный ход верхних правильных валков от плоскости касания валков, мм:

Листоправильная машина п3010

Правка необходима для выправления проката до его обработки и заготовок после вырезки и производится путём пластического изгиба или растяжением и, как правило, производится в холодном состоянии.

Таблица 2 – Технические характеристики листоправильной машины П3010

Размер выпрямляемого листа, мм:

Скорость правки, м/с

Мощность электродвигателя, кВт

Подъем и опускание верхних валков, мм

Подъем направляющих валков, мм

Габаритные размеры, мм

Оборудование для резки металла

Машина термической резки металла «Комета М-К»

Портальная машина для термической газокислородной резки представляет собой портал, перемещающийся по рельсовому пути. На портале установлены суппорты. В суппортах закрепляется один резак для вырезки деталей со скосом кромок. Резаковые суппорты имеют автоматическое устройство, обеспечивающее поддержание заданного расстояния между резаком и поверхностью металла и дистанционное зажигание резаков. Управление перемещением портала и суппортов осуществляется автоматически по контуру чертежа. Машина имеет индивидуальные приводы продольного хода портала и поперечного хода суппортов. Управление машиной – с пульта, установленного на портале. Для удобства обслуживания у пульта имеется площадка с креслом для оператора. Основные технические данные машины приведены в таблице

Таблица 1 – Основные технические данные машины «Комета М – К»

Ширина обрабатываемого листа, мм

Длина обрабатываемого листа, мм

от 4000 до 24000

Размер колеи направляющих рельсового пути, мм

Наибольшая толщина разрезаемого листа при газокислородной резке одним резаком с кромки листа, мм

Наибольшая толщина разрезаемого листа при газокислородной резке двумя резаками, с кромки листа, мм

При резке более четырех резаков, с кромки листа, мм

Наименьшая толщина разрезаемого листа при газокислородной резке, мм

Рекомендуемая толщина пробивки, мм

Возможная толщина пробивки, мм

CNC 4000, три координаты

Скорость отработки контура, мм/мин

Точность позиционирования, мм

Длина машины, мм

Ширина машины, мм

Высота машины, мм

Электропитание от сети трехфазного переменного тока, четырех проводная линия, напряжение питания машины

Номинальная продолжительность включения, %

Давление рабочих газов перед машиной кислород, кг/см максимальное горючий газ, кг/см

Расход кислорода на 1 м реза стали толщиной 20 мм, м 3

Расход горючего газа на 1 м реза стали толщиной 20 мм, м 5

Гибочная машина для листового металла

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Стойки
Первым делом нам нужно найти кусок круглой трубы, ее понадобится разрезать на две части одинаковой длины. Трубы нужны для стоек, привариваем их вертикально к основе в виде железной пластины.

По стойкам у автора движутся две гайки, внутренний диаметр которых он расточил так, что они скользят по трубам с минимальным зазором. Если таких гаек нет, можно разрезать куски труб вдоль у уменьшить их диаметр до нужного, ну или же наоборот, увеличить диаметр.

Шаг второй. «Нож»
Между двумя гайками привариваются железные пластины, в итоге получается движущаяся на стойках платформа. К той платформе нужно приварить «нож», который будет давить на листовой металл, и будет гнуть его.

«Нож» вырезаем из железной, а лучше из стальной пластины, затачиваем конец изделия под клин и привариваем к платформе.

Шаг третий. Вал
Подготовим резьбовой стержень, его конец нужно обточить на токарном станке. На конец вала устанавливаем железную пластину с отверстием и фиксируем пластину, приварив к оставшемуся обточенному концу вала гайку. В итоге пластина, закрепленная на валу, приваривается к движущейся платформе.

Вверху стоек также привариваем пластину с просверленным отверстием и приваренной гайкой. Вот и все, теперь машина почти готова, собран силовой узел.

Шаг пятый. Финал
В завершении нам понадобится отрезать кусок уголка для упора, именно благодаря уголку листовой металл и будет сгибаться под прямым углом. Привариваем уголок к основе.

Вот и все, красим все детали, чтобы железо не ржавело и станок можно испытывать. Перед испытаниями тщательно смазываем резьбовой стержень густой смазкой, он должен быть смазан всегда, тогда вал прослужит дольше и станок будет легче работать.

Автор с легкостью гнет железные пластины толщиной порядка 2-3 мм, машина справляется с задачей. Для сгибания более толстых пластин можно укрепить машину и использовать резьбовой вал со специальной «силовой» резьбой.

На этом проект можно считать успешно завершенным, надеюсь, вам самоделка понравилась, и вы нашли для себя полезные мысли. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить подобное. Не забывайте делиться с нами своими идеями и самоделками!

Правка листового и профильного материала

Точность и качество разметки и обработки деталей корпуса, а также последующей сборки и сварки корпусных конструкций в значительной мере зависят от степени ровности поверхности листового и профильного материала.

Стальные листы в результате неравномерного охлаждения после прокатки на металлургическом заводе могут иметь местные выпучины или волнистость. Неровности могут возникнуть также в результате механических воздействий и по другим причинам. Поэтому листовой и профильный материал, имеющий недопустимую волнистость поверхности и отклонения от прямолинейности, до обработки подвергают правке. При необходимости правят также детали корпуса, получившие недопустимую волнистость поверхности или криволинейность в процессе обработки.

В местах искривления часть волокон в поперечном сечении листа укорочена по сравнению с другими волокнами. Для выправления листов необходимо уравнять длины волокон, что может быть достигнуто либо за счет укорочения растянутых волокон, либо за счет удлинения сжатых. Правка материала основана на растягивании сжатых волокон.

Наиболее распространенным способом правки листов является правка в холодном состоянии на специальных правильных вальцах. При правке лист пропускают между двумя рядами вращающихся валков (рис. 11.1). Расстояние между верхним и нижним рядами валков принимается несколько меньше толщины выправляемого листа, поэтому в процессе правки лист многократно изгибается; при изгибе сжатые волокна растягиваются. Обычно бухтины располагаются неравномерно по поверхности листа. Поэтому, чтобы создать сосредоточенное давление на сжатые волокна листа, применяют стальные прокладки шириной 100—150 мм, толщина которых выбирается соответственно величине выпучины (бухтины). Под воздействием усилий, возникающих в местах расположения прокладок, сжатые волокна растягиваются.

Для правки листов применяют правильные вальцы с числом валков от пяти до двадцати одного. Листы толщиной более 5 мм обычно правят на пяти-, девятивалковых вальцах, листы толщиной 3—5 мм — на одиннадцати- и тринадцативалковых вальцах. Для правки листов толщиной менее 3 мм применяют вальцы с числом валков до двадцати одного. Увеличение количества валков с уменьшением толщины выправляемых листов вызвано тем, что тонкие листы обладают повышенными упругими свойствами (пружинением) и требуют большого количества изгибов при правке.

Листоправильные вальцы (рис. 11.2) устроены следующим образом. В неподвижной станине укреплен нижний ряд валков.

Рис. 11.2. Пятивалковые правильные вальцы.

Верхний ряд валков вместе с поперечной рамой при помощи ползунов в направляющих, установленных в боковых колоннах станины, перемещается вверх и вниз с помощью ручного привода или от вспомогательного электродвигателя. Перемещение верхних валков в вертикальной плоскости необходимо для регулирования давления на лист и зазора между валками при правке листов различной толщины. Вращение валкам передается от электродвигателя. У некоторых вальцов верхние валки вращаются только благодаря трению, возникающему между листом и валками во время правки (прокатки).

В дальнейшем предполагается снабдить листоправильные вальцы специальной аппаратурой для автоматической настройки валков и контроля точности правки.

Правят профильный прокат в большинстве случаев на горизонтально-гибочных прессах, роликовых машинах или гидравлических прессах.

Горизонтально-гибочные прессы для правки профилей имеют ползун, к которому присоединяется толкач. Ползун вместе с толкачом могут совершать возвратно-поступательное движение. Против толкача располагаются два упора, расстояние между которыми может изменяться. Упоры могут перемещаться и в продольном направлений. Профильная полоса, подлежащая правке, упирается в упоры (ролики) пресса. Правка осуществляется нажатием на профиль движущимся толкачом (рис. 11.3).

1 — профильная полоса; 2 — толкач; 3 — упоры пресса.

Принцип действия роликовых машин аналогичен принципу действия правильных вальцов. Эти машины имеют фасонные ролики, соответствующие сечению профиля. При прохождении профиля через ролики реборды последних придают профилю прямолинейную форму. Правильные ролики сменные, что позволяет править профили различного сечения.

Рассмотренные методы правки перегибами имеют ряд существенных недостатков. Не всегда удается достичь требуемой точности правки; время правки листов с одинаковыми размерами и из одинакового материала зависит от первоначального искривления и длины листа; на вальцах с определенными характеристиками можно править листы с относительно узким диапазоном толщин, вследствие чего на заводах устанавливают двое-трое вальцов с разными характеристиками. Качество правки профильного проката зависит также от квалификации правщика, а процесс правки на прессах требует больших затрат труда и пока не поддается автоматизации.

Заслуживает внимания процесс правки методом растяжения на специальных растяжных машинах, который лишен указанных выше недостатков. При этом производительность повышается в 3—4 раза и увеличивается диапазон толщин выправляемых листов на одной машине. В рассматриваемом случае лист или профиль зажимают в специальных зажимах. После этого зажимы с помощью гидравлических домкратов раздвигаются и растягивают выправляемую деталь. К сожалению, по ряду обстоятельств растяжные машины не получили пока распространения на судостроительных заводах, хотя и являются весьма перспективными, особенно в условиях комплексно-механизированного корпусообрабатывающего производства.