Arròs. 1. Durant el cicle de laminació del sistema d'alimentació de rotlles verticals, la vora d'entrada "es doblega" davant dels rotlles de plegat. A continuació, la vora posterior acabada de tallar es fa lliscar per sobre de la vora anterior, es col·loca i es solda per formar la closca enrotllada.
Qualsevol persona que treballi a la indústria de la fabricació de metalls és probable que estigui familiaritzat amb els molins de laminació, ja siguin molins de pre-cort, molins de tres rotlles de doble pinça, molins de translació geomètrica de tres rotlles o molins de quatre rotlles. Cadascun d'ells té les seves limitacions i avantatges, però tenen una cosa en comú: enrotllen làmines i plaques en posició horitzontal.
Un mètode menys conegut implica el desplaçament en direcció vertical. Com altres mètodes, el desplaçament vertical té les seves limitacions i avantatges. Aquests punts forts gairebé sempre resolen almenys un dels dos problemes. Un d'ells és l'efecte de la gravetat sobre la peça durant el procés de laminació, i l'altre és la ineficiència del processament del material. Les millores poden millorar el flux de treball i, finalment, augmentar la competitivitat del fabricant.
La tecnologia de rodament vertical no és nova. Les seves arrels es remunten a diversos sistemes personalitzats creats a la dècada de 1970. A la dècada de 1990, alguns constructors de màquines oferien molins de laminació verticals com a línia de productes estàndard. Aquesta tecnologia ha estat adoptada per diverses indústries, especialment en el camp de la construcció de tancs.
Els dipòsits i contenidors comuns que sovint es produeixen verticalment inclouen els que s'utilitzen a les indústries alimentàries, lactis, vi, cervesera i farmacèutica; Dipòsits d'emmagatzematge d'oli API; dipòsits d'aigua soldats per a l'agricultura o emmagatzematge d'aigua. Els rotlles verticals redueixen significativament la manipulació del material, sovint proporcionen una millor qualitat de flexió i gestionen de manera més eficient el següent pas de muntatge, alineació i soldadura.
Un altre avantatge es mostra quan la capacitat d'emmagatzematge del material és limitada. L'emmagatzematge vertical de lloses o lloses requereix menys espai que emmagatzemar lloses o lloses en una superfície plana.
Penseu en una botiga en què els cossos de tancs de gran diàmetre (o "capes") s'enrotllen sobre rotlles horitzontals. Després de rodar, els operadors realitzen soldadures per punts, baixen els marcs laterals i estenen la carcassa enrotllada. Atès que la closca fina s'enfonsa pel seu propi pes, s'ha de reforçar amb reforços o estabilitzadors o girar-la en posició vertical.
Un volum tan elevat d'operacions: alimentar taulons de rotlles horitzontals a horitzontals només per treure'ls després d'enrotllar-los i inclinar-los per apilar-los, pot crear tot tipus de problemes de producció. Gràcies al desplaçament vertical, la botiga elimina tots els processaments intermedis. Els fulls o taulers s'alimenten verticalment i s'enrotllen, s'asseguren, i després s'aixequen verticalment per a la següent operació. Quan s'aixeca, el casc del tanc no resisteix la gravetat, de manera que no es doblega pel seu propi pes.
Una mica de laminació vertical es produeix en màquines de quatre rotlles, especialment per als tancs més petits (normalment de menys de 8 peus de diàmetre) que s'enviaran aigües avall i es processaran verticalment. El sistema de 4 rotlles permet tornar a enrotllar per eliminar els plans no doblegats (on els rotlles agafen la làmina), cosa que es nota més en nuclis de petit diàmetre.
En la majoria dels casos, l'enrotllament vertical dels dipòsits es realitza en màquines de tres rodets amb geometria de doble subjecció, alimentades a partir de plaques metàl·liques o directament des de bobines (aquest mètode és cada cop més habitual). En aquestes configuracions, l'operador utilitza un indicador de radi o una plantilla per mesurar el radi de la tanca. Ajusten els corrons de flexió quan toquen la vora davantera de la web i, després, de nou a mesura que la web continua alimentant-se. A mesura que la bobina continua entrant al seu interior ben enrotllat, el retorn elàstic del material augmenta i l'operador mou la bobina per provocar més flexió per compensar.
L'elasticitat depèn de les propietats del material i del tipus de bobina. El diàmetre interior (ID) de la bobina és important. En igualtat de coses, la bobina és de 20 polzades. L'ID està enrotllat més ajustat i té més rebot que la mateixa bobina enrotllada fins a 26 polzades. IDENTIFICADOR.
Figura 2. El desplaçament vertical s'ha convertit en una part integral de moltes instal·lacions de camp de tancs. Quan s'utilitza una grua, el procés normalment comença a la planta superior i baixa. Observeu l'única costura vertical de la capa superior.
Tingueu en compte, però, que l'enrotllament en abeuradors verticals és molt diferent de l'enrotllament de plaques gruixudes en rotlles horitzontals. En aquest últim cas, els operaris treballen diligentment per assegurar-se que les vores de la làmina coincideixen exactament al final del cicle de laminació. Les làmines gruixudes enrotllades a diàmetres estrets són menys reelaborables.
Quan es formen closques de llaunes amb rotlles verticals alimentats per rotlle, l'operador no pot unir les vores al final del cicle de laminació perquè, per descomptat, la làmina prové directament del rotlle. Durant el procés d'enrotllament, la làmina té una vora anterior, però no tindrà una vora posterior fins que no es talli del rotlle. En el cas d'aquests sistemes, el rotlle s'enrotlla en un cercle complet abans que el rotlle es doblegui realment, i després es talla després de la finalització (vegeu la figura 1). A continuació, la vora posterior acabada de tallar es fa lliscar per sobre de la vora anterior, es col·loca i després es solda per formar una closca enrotllada.
El preplegat i la tornada a enrotllar a la majoria de màquines alimentades amb bobines són ineficients, el que significa que sovint tenen trencaments a les vores d'entrada i posterior (semblant als plans sense doblegar en el laminat sense bobina). Aquestes peces solen ser reciclades. Tanmateix, moltes empreses veuen la ferralla com un petit preu a pagar per tota l'eficiència de manipulació de materials que els proporcionen els corrons verticals.
No obstant això, algunes empreses volen treure el màxim profit del material que tenen, de manera que opten pels sistemes d'anivellament amb rodets integrats. Són similars als allisadors de quatre rotllets de les línies de manipulació de rotlles, només girats cap per avall. Les configuracions habituals inclouen les allisadores de 7 i 12 rotlles que utilitzen una combinació de rodets d'enrotllament, redreçador i doblegat. La redreçadora no només minimitza l'abandonament de cada màniga defectuosa, sinó que també augmenta la flexibilitat del sistema, és a dir, el sistema pot produir no només peces enrotllades, sinó també lloses.
La tècnica d'anivellament no pot reproduir els resultats dels sistemes d'anivellament utilitzats habitualment als centres de servei, però pot produir material prou pla per tal de ser tallat amb làser o plasma. Això significa que els fabricants poden utilitzar bobines tant per a laminació vertical com per tallar.
Imagineu que un operador que enrotlla una carcassa per a una secció d'una llauna rep una ordre d'enviar metall rugós a una taula de tall per plasma. Després d'enrotllar els estoigs i enviar-los aigües avall, va configurar el sistema de manera que les màquines redreçadores no s'alimentessin directament a les filades verticals. En canvi, l'anivellador alimenta un material pla que es pot tallar a la llargada, creant una llosa de tall de plasma.
Després de tallar un lot de peces en blanc, l'operador reconfigura el sistema per reprendre l'enrotllament de les mànigues. I com que enrotlla material horitzontal, la variabilitat del material (inclosos diferents nivells d'elasticitat) no és un problema.
A la majoria de les àrees de fabricació industrial i estructural, els fabricants busquen augmentar el nombre de plantes de fàbrica per simplificar la fabricació i el muntatge in situ. No obstant això, aquesta regla no s'aplica quan es tracta de la fabricació de grans dipòsits d'emmagatzematge i grans estructures similars, principalment perquè aquest treball comporta dificultats increïbles en la manipulació de materials.
La franja vertical alimentada per bobina utilitzada al lloc simplifica la manipulació del material i optimitza tot el procés de fabricació del dipòsit (vegeu la fig. 2). És molt més fàcil transportar rotlles de metall al lloc de treball que enrotllar una sèrie de perfils enormes al taller. A més, el laminat in situ significa que fins i tot els dipòsits de major diàmetre es poden produir amb només una soldadura vertical.
Tenir un equalitzador in situ proporciona més flexibilitat per a les operacions del lloc. És una opció habitual per a la fabricació de tancs in situ, on la funcionalitat afegida permet als fabricants utilitzar bobines rectes per fabricar cobertes de tancs o fons de tancs in situ, eliminant el transport entre la botiga i el lloc de construcció.
Arròs. 3. Alguns rotlles verticals integrats al sistema de producció de dipòsits in situ. El gat aixeca la pista prèviament enrotllada sense utilitzar una grua.
Algunes operacions in situ integren franges verticals en un sistema més gran, incloses unitats de tall i soldadura combinades amb gats únics, eliminant la necessitat de grues in situ (vegeu la figura 3).
Tot el dipòsit es construeix de dalt a baix, però el procés comença des de zero. Així és com funciona: el rotlle o el full s'alimenta a través de corrons verticals a només unes polzades d'on hauria d'estar la paret del dipòsit. A continuació, la paret s'alimenta en guies que porten la làmina mentre passa per tota la circumferència del dipòsit. S'atura el rotllo vertical, es tallen els extrems, es punxen i es solda una sola costura vertical. A continuació, els elements de les costelles es solden a la closca. A continuació, el gat aixeca la closca enrotllada. Repetiu el procés per al següent pastís a continuació.
Es van fer soldadures circumferencials entre les dues seccions enrotllades i, a continuació, es va fabricar el sostre del dipòsit in situ, tot i que l'estructura es va mantenir a prop del terra, només es van fabricar les dues petxines superiors. Un cop completat el sostre, els gats aixequen tota l'estructura en preparació per a la següent carcassa i el procés continua, tot sense grua.
Quan l'operació arriba al seu nivell més baix, entren en joc les lloses. Alguns fabricants de tancs de camp utilitzen plaques de 3/8 a 1 polzada de gruix i, en alguns casos, fins i tot més pesades. Per descomptat, les làmines no es subministren en rotllos i tenen una longitud limitada, de manera que aquestes seccions inferiors tindran diverses soldadures verticals que connecten les seccions de la làmina enrotllada. En qualsevol cas, utilitzant màquines verticals in situ, les lloses 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 és un exemple de l'eficiència de manipulació de materials aconseguida (almenys en part) mitjançant el rodatge vertical. Per descomptat, com qualsevol altre mètode, el desplaçament vertical no és adequat per a totes les aplicacions. La seva aplicabilitat depèn de l'eficiència de processament que creï.
Suposem que un fabricant instal·la una franja vertical sense alimentació per a una varietat d'aplicacions, la majoria de les quals són carcasses de petit diàmetre que requereixen una flexió prèvia (doblar les vores davanteres i posteriors de la peça de treball per minimitzar les superfícies planes sense doblegar). Aquests treballs són teòricament possibles en rotlles verticals, però la preflexió en direcció vertical és molt més difícil. En la majoria dels casos, el rodatge vertical de grans quantitats, que requereix preflexió, és ineficient.
A més dels problemes de manipulació de materials, els fabricants han integrat el desplaçament vertical per evitar la gravetat (de nou, per evitar flexionar grans closques sense suport). Tanmateix, si l'operació només implica enrotllar una làmina prou forta com per conservar la seva forma durant tot el procés d'enrotllament, no té sentit enrotllar aquesta làmina verticalment.
A més, els treballs asimètrics (ovals i altres formes inusuals) solen formar-se millor en bandes horitzontals, amb suport superior si es desitja. En aquests casos, els suports no només eviten la caiguda per la gravetat, sinó que guien la peça durant el cicle de laminació i ajuden a mantenir la forma asimètrica de la peça. La complexitat de manipular aquest treball verticalment pot negar tots els avantatges del desplaçament vertical.
La mateixa idea s'aplica a l'enrotllament del con. Els cons giratoris es basen en la fricció entre els rodets i el diferencial de pressió d'un extrem a l'altre del rodet. Feu rodar el con verticalment i la gravetat afegirà complexitat. Pot haver-hi excepcions, però a tots els efectes, un con de desplaçament vertical no és pràctic.
L'ús d'una màquina de tres rodets amb geometria translacional en posició vertical també sol ser poc pràctic. En aquestes màquines, els dos rotlles inferiors es mouen d'un costat a l'altre en qualsevol direcció, mentre que el rotlle superior es pot ajustar cap amunt i cap avall. Aquests ajustos permeten a les màquines doblegar geometries complexes i enrotllar material de diversos gruixos. En la majoria dels casos, aquests avantatges no s'incrementen amb el desplaçament vertical.
A l'hora d'escollir els rotlles de làmina, és important dur a terme una investigació acurada i exhaustiva i tenir en compte l'ús de producció previst de la màquina. Les franges verticals tenen una funcionalitat més limitada que les franges horitzontals tradicionals, però ofereixen avantatges clau quan es tracta d'una aplicació adequada.
Les màquines de laminació de plaques verticals generalment tenen característiques de disseny, rendiment i disseny més fonamentals que les màquines de laminació de plaques horitzontals. A més, els rotlles sovint són massa grans per a l'aplicació, eliminant la necessitat d'incloure la corona (i l'efecte canó o rellotge de sorra que es produeix a la peça de treball quan la corona no està correctament ajustada per al treball que s'està realitzant). Quan s'utilitzen juntament amb desbobinadors, formen material prim per a tancs de taller sencers, normalment de fins a 21'6 "de diàmetre. La capa superior d'un tanc instal·lat al camp de diàmetre molt més gran pot tenir només una soldadura vertical en lloc de tres o més plaques.
Un cop més, el major avantatge del rodatge vertical és en situacions en què el dipòsit o el vaixell s'han de construir en posició vertical a causa de l'efecte de la gravetat sobre materials més prims (fins a 1/4 "o 5/16" per exemple). La producció horitzontal requerirà l'ús d'anells de reforç o anells estabilitzadors per fixar la forma rodona de les peces enrotllades.
El veritable avantatge dels corrons verticals rau en l'eficiència de la manipulació del material. Com menys manipulació hagueu de fer amb el cos, menys probabilitats hi ha 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 està més ocupada que mai. La manipulació brusca pot provocar problemes cosmètics o, pitjor encara, danys a la capa de passivació i contaminació del producte. Els rotlles verticals funcionen conjuntament amb els sistemes de tall, soldadura i acabat per reduir la possibilitat de manipulació i contaminació. Quan això passa, els productors se'n poden beneficiar.
FABRICATOR és la revista líder de fabricació i conformació d'acer d'Amèrica del Nord. La revista publica notícies, articles tècnics i casos d'èxit que permeten als fabricants fer la seva feina de manera més eficient. FABRICATOR ha estat en la indústria des de 1970.
Ja està disponible l'accés digital complet a The FABRICATOR, que ofereix un accés fàcil a recursos valuosos de la indústria.
Ja està disponible l'accés digital complet a The Tube & Pipe Journal, que ofereix un accés fàcil a recursos valuosos de la indústria.
Ja està disponible l'accés complet a l'edició digital de The Fabricator en Español, que ofereix un fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
Jordan Yost, fundador i propietari de Precision Tube Laser a Las Vegas, s'uneix a nosaltres per parlar del seu...
Hora de publicació: maig-07-2023