Rijst. 1. Tijdens de walscyclus van het verticale rollenaanvoersysteem “buigt” de voorrand voor de buigrollen. De vers gesneden achterrand wordt vervolgens over de voorrand geschoven, gepositioneerd en gelast om de opgerolde schaal te vormen.
Iedereen die in de metaalverwerkende industrie werkt, is waarschijnlijk bekend met walserijen, of het nu gaat om pre-nip-molens, dubbel-nip-drie-walsmolens, drie-wals geometrische translatiemolens of vier-walsmolens. Elk van hen heeft zijn beperkingen en voordelen, maar ze hebben één ding gemeen: ze rollen platen en platen in een horizontale positie.
Een minder bekende methode omvat het scrollen in verticale richting. Net als andere methoden heeft verticaal scrollen zijn beperkingen en voordelen. Deze sterke punten lossen bijna altijd minstens één van de twee problemen op. Een daarvan is het effect van de zwaartekracht op het werkstuk tijdens het walsproces, en de andere is de inefficiëntie van de materiaalverwerking. Verbeteringen kunnen zowel de workflow verbeteren als uiteindelijk de concurrentiepositie van de fabrikant vergroten.
Verticale walstechnologie is niet nieuw. De wortels zijn terug te voeren op verschillende aangepaste systemen die in de jaren zeventig zijn gemaakt. In de jaren negentig boden sommige machinebouwers verticale walserijen als standaardproductlijn aan. Deze technologie is door verschillende industrieën overgenomen, vooral op het gebied van tankbouw.
Veel voorkomende tanks en containers die vaak verticaal worden geproduceerd, zijn onder meer tanks en containers die worden gebruikt in de voedingsmiddelen-, zuivel-, wijn-, brouwerij- en farmaceutische industrie; API-olieopslagtanks; gelaste watertanks voor landbouw of wateropslag. Verticale rollen verminderen de materiaalhantering aanzienlijk, bieden vaak een betere buigkwaliteit en kunnen efficiënter de volgende stap van assemblage, uitlijning en lassen afhandelen.
Een ander voordeel wordt getoond wanneer de opslagcapaciteit van het materiaal beperkt is. Verticale opslag van platen of platen vergt minder ruimte dan het opslaan van platen of platen op een vlakke ondergrond.
Denk aan een werkplaats waar tanklichamen (of “lagen”) met een grote diameter op horizontale rollen worden gerold. Na het rollen voeren operators puntlassen uit, laten ze de zijframes zakken en schuiven ze de opgerolde schaal uit. Omdat de dunne schaal onder zijn eigen gewicht doorbuigt, moet deze worden versterkt met verstijvers of stabilisatoren of naar een verticale positie worden gedraaid.
Zo'n groot aantal bewerkingen – planken van horizontale naar horizontale rollen invoeren om ze er na het rollen weer af te halen en ze te kantelen om te stapelen – kan allerlei productieproblemen veroorzaken. Dankzij verticaal scrollen elimineert de winkel alle tussenliggende verwerkingen. Vellen of planken worden verticaal aangevoerd en opgerold, vastgezet en vervolgens verticaal opgetild voor de volgende bewerking. Bij het hijsen is de tankromp niet bestand tegen de zwaartekracht, waardoor deze niet doorbuigt onder zijn eigen gewicht.
Bij machines met vier rollen vindt enig verticaal rollen plaats, vooral voor kleinere tanks (doorgaans minder dan 2,5 meter in diameter) die stroomafwaarts worden verscheept en verticaal worden verwerkt. Het 4-rollensysteem maakt herrollen mogelijk om ongebogen platte delen (waar de rollen de plaat vastgrijpen) te elimineren, wat beter zichtbaar is bij kernen met een kleine diameter.
In de meeste gevallen wordt het verticaal rollen van tanks uitgevoerd op machines met drie rollen met dubbele klemgeometrie, gevoed vanaf metalen platen of rechtstreeks vanaf rollen (deze methode wordt steeds gebruikelijker). Bij deze opstellingen gebruikt de operator een straalmeter of sjabloon om de straal van het hek te meten. Ze passen de buigrollen aan wanneer ze de voorrand van het web raken, en vervolgens opnieuw terwijl het web doorgaat. Terwijl de spoel het strak opgewikkelde binnenste blijft binnendringen, neemt de terugvering van het materiaal toe en verplaatst de operator de spoel om meer buiging te veroorzaken ter compensatie.
De elasticiteit is afhankelijk van de eigenschappen van het materiaal en het type spoel. De binnendiameter (ID) van de spoel is belangrijk. Als het overige gelijk blijft, is de spoel 20 inch. De ID is strakker gewikkeld en heeft meer veerkracht dan dezelfde spoel tot 26 inch. IDENTIFICATIE.
Figuur 2. Verticaal scrollen is een integraal onderdeel geworden van veel tankveldinstallaties. Bij het gebruik van een kraan begint het proces meestal op de bovenste verdieping en werkt het vervolgens naar beneden. Let op de enige verticale naad op de bovenste laag.
Houd er echter rekening mee dat het rollen in verticale troggen heel anders is dan het rollen van dikke platen op horizontale rollen. In het laatste geval werken de operators hard om ervoor te zorgen dat de randen van de plaat aan het einde van de walscyclus precies op elkaar aansluiten. Dikke platen die tot smalle diameters zijn gerold, zijn minder herwerkbaar.
Bij het vormen van blikschalen met verticale rollen die op de rol worden aangevoerd, kan de operator de randen aan het einde van de rolcyclus niet bij elkaar brengen, omdat het vel uiteraard rechtstreeks van de rol komt. Tijdens het walsproces heeft de plaat een voorrand, maar zal deze pas na het afsnijden van de rol een achterrand hebben. Bij deze systemen wordt de rol tot een volledige cirkel gerold voordat de rol daadwerkelijk wordt gebogen, en vervolgens na voltooiing afgesneden (zie figuur 1). De vers gesneden achterrand wordt vervolgens over de voorrand geschoven, gepositioneerd en vervolgens gelast om een opgerolde schaal te vormen.
Het voorbuigen en herrollen bij de meeste machines met rolaanvoer is inefficiënt, wat betekent dat ze vaak breuken hebben aan de voor- en achterranden (vergelijkbaar met ongebogen platte vlakken bij rollen zonder rolaanvoer). Deze onderdelen worden meestal gerecycled. Veel bedrijven zien schroot echter als een kleine prijs voor de efficiëntie van de materiaalverwerking die verticale rollen hen bieden.
Sommige bedrijven willen echter het maximale uit het materiaal halen dat ze hebben en kiezen daarom voor ingebouwde rollevellersystemen. Ze zijn vergelijkbaar met de richtmachines met vier rollen op rollenverwerkingslijnen, alleen ondersteboven gedraaid. Veel voorkomende configuraties zijn onder meer richtmachines met 7 en 12 rollen die een combinatie van opwikkel-, richt- en buigrollen gebruiken. De richtmachine minimaliseert niet alleen de uitval van elke defecte huls, maar vergroot ook de flexibiliteit van het systeem, dwz het systeem kan niet alleen gewalste onderdelen produceren, maar ook platen.
De nivelleringstechniek kan niet de resultaten reproduceren van de nivelleringssystemen die gewoonlijk in servicecentra worden gebruikt, maar kan wel materiaal produceren dat vlak genoeg is om met een laser of plasma te worden gesneden. Dit betekent dat fabrikanten rollen kunnen gebruiken voor zowel verticaal walsen als slitten.
Stel je voor dat een operator die een behuizing voor een deel van een blik rolt, de opdracht krijgt om ruw metaal naar een plasmasnijtafel te sturen. Nadat hij de kisten had opgerold en stroomafwaarts had gestuurd, stelde hij het systeem zo in dat de richtmachines niet rechtstreeks in de verticale zwaden terechtkwamen. In plaats daarvan voert de leveller een vlak materiaal aan dat op lengte kan worden gesneden, waardoor een plasmasnijplaat ontstaat.
Na het snijden van een partij plano's, configureert de operator het systeem opnieuw om het rollen van de hoezen te hervatten. En omdat het horizontaal materiaal rolt, is materiaalvariabiliteit (inclusief verschillende niveaus van elasticiteit) geen probleem.
Op de meeste gebieden van de industriële en structurele productie willen fabrikanten het aantal fabrieksvloeren vergroten om de fabricage en montage ter plaatse te vereenvoudigen. Deze regel is echter niet van toepassing als het gaat om de vervaardiging van grote opslagtanks en soortgelijke grote constructies, vooral omdat dergelijk werk ongelooflijke moeilijkheden met zich meebrengt bij het hanteren van materialen.
Het ter plaatse gebruikte rolaanvoer verticale zwad vereenvoudigt de materiaalhantering en optimaliseert het gehele tankfabricageproces (zie afb. 2). Het is veel gemakkelijker om rollen metaal naar de werkplek te transporteren dan een reeks enorme profielen in de werkplaats te rollen. Bovendien betekent walsen op locatie dat zelfs tanks met de grootste diameter kunnen worden geproduceerd met slechts één verticale las.
Het hebben van een on-site equalizer biedt meer flexibiliteit voor activiteiten op locatie. Het is een gebruikelijke keuze voor tankfabricage op locatie, waarbij de extra functionaliteit fabrikanten in staat stelt om rechtgetrokken rollen te gebruiken om ter plaatse tankdekken of tankbodems te fabriceren, waardoor transport tussen de werkplaats en de bouwplaats wordt geëlimineerd.
Rijst. 3. Enkele verticale rollen geïntegreerd in het tankproductiesysteem ter plaatse. De krik tilt het eerder opgerolde parcours omhoog zonder gebruik van een kraan.
Bij sommige werkzaamheden op locatie worden verticale zwaden geïntegreerd in een groter systeem, inclusief snij- en lasunits in combinatie met unieke vijzels, waardoor er geen kranen op locatie nodig zijn (zie figuur 3).
Het hele reservoir wordt van boven tot onder opgebouwd, maar het proces begint helemaal opnieuw. Zo werkt het: De rol of het vel wordt door verticale rollen gevoerd, slechts enkele centimeters van de plaats waar de tankwand zou moeten zijn. De wand wordt vervolgens in geleiders gevoerd die de plaat dragen terwijl deze langs de gehele omtrek van de tank loopt. De verticale rol wordt gestopt, de uiteinden worden afgesneden, gestoken en een enkele verticale naad wordt gelast. Vervolgens worden de elementen van de ribben aan de schaal gelast. Vervolgens tilt de krik de opgerolde schaal omhoog. Herhaal het proces voor de volgende cake hieronder.
Tussen de twee gewalste delen werden omtrekslassen gemaakt en vervolgens werd het tankdak ter plaatse vervaardigd. Hoewel de constructie dicht bij de grond bleef, werden alleen de bovenste twee schalen vervaardigd. Zodra het dak klaar is, tillen vijzels de hele constructie op ter voorbereiding op de volgende schaal, en het proces gaat verder – allemaal zonder kraan.
Wanneer de operatie het laagste niveau bereikt, komen platen in beeld. Sommige fabrikanten van veldtanks gebruiken platen die 3/8 tot 1 inch dik zijn, en in sommige gevallen zelfs zwaarder. Uiteraard worden de platen niet op rollen geleverd en zijn ze beperkt in lengte. Daarom zullen deze onderste secties meerdere verticale lassen hebben die de secties van de gewalste plaat met elkaar verbinden. In ieder geval kunnen de platen met behulp van verticale machines op locatie in één keer worden gelost en ter plekke worden gewalst voor direct gebruik in de tankbouw.
Dit tankbouwsysteem is een voorbeeld van de efficiëntie van materiaalbehandeling die (althans gedeeltelijk) wordt bereikt door verticaal rollen. Natuurlijk is verticaal scrollen, net als elke andere methode, niet voor elke toepassing geschikt. De toepasbaarheid ervan hangt af van de verwerkingsefficiëntie die het creëert.
Stel dat een fabrikant een verticaal zwad zonder invoer installeert voor een verscheidenheid aan toepassingen, waarvan de meeste behuizingen met een kleine diameter zijn die vooraf moeten worden gebogen (buigen van de voor- en achterranden van het werkstuk om ongebogen vlakke oppervlakken te minimaliseren). Deze werken zijn theoretisch mogelijk op verticale rollen, maar het voorbuigen in verticale richting is veel moeilijker. In de meeste gevallen is het verticaal walsen van grote hoeveelheden, waarbij voorbuigen nodig is, inefficiënt.
Naast problemen met de materiaalbehandeling hebben fabrikanten verticaal scrollen geïntegreerd om de zwaartekracht te vermijden (opnieuw om het buigen van grote, niet-ondersteunde schalen te voorkomen). Als het echter alleen gaat om het walsen van een plaat die sterk genoeg is om gedurende het hele walsproces zijn vorm te behouden, heeft het geen zin om die plaat verticaal te walsen.
Ook kunnen asymmetrische banen (ovalen en andere ongebruikelijke vormen) meestal het beste worden gevormd op horizontale zwaden, indien gewenst met ondersteuning van bovenaf. In deze gevallen voorkomen de steunen niet alleen het doorzakken als gevolg van de zwaartekracht, maar geleiden ze het werkstuk tijdens de walscyclus en helpen ze de asymmetrische vorm van het werkstuk te behouden. De complexiteit van het verticaal manipuleren van dergelijk werk kan alle voordelen van verticaal scrollen teniet doen.
Hetzelfde idee is van toepassing op het rollen van kegels. Roterende kegels zijn afhankelijk van wrijving tussen rollen en drukverschil van het ene uiteinde van de rol naar het andere. Rol de kegel verticaal en de zwaartekracht zal de complexiteit vergroten. Er kunnen uitzonderingen zijn, maar in alle opzichten is een verticaal scrollende kegel onpraktisch.
Ook het gebruik van een drierollenmachine met translatiegeometrie in verticale positie is doorgaans onpraktisch. Bij deze machines bewegen de twee onderste rollen in beide richtingen heen en weer, terwijl de bovenste rol op en neer verstelbaar is. Dankzij deze aanpassingen kunnen de machines complexe geometrieën buigen en materiaal van verschillende diktes walsen. In de meeste gevallen worden deze voordelen niet vergroot door verticaal scrollen.
Bij de keuze van plaatrollen is het belangrijk om zorgvuldig en grondig onderzoek te doen en rekening te houden met het beoogde productiegebruik van de machine. Verticale zwaden hebben een beperktere functionaliteit dan traditionele horizontale zwaden, maar bieden belangrijke voordelen als het gaat om de juiste toepassing.
Verticale plaatwalsmachines hebben over het algemeen meer fundamentele ontwerp-, prestatie- en ontwerpkenmerken dan horizontale plaatwalsmachines. Bovendien zijn de rollen vaak te groot voor de toepassing, waardoor het niet meer nodig is om de kroon op te nemen (en het ton- of zandlopereffect dat in het werkstuk optreedt als de kroon niet goed is afgesteld voor de klus die wordt gedaan). Wanneer ze worden gebruikt in combinatie met afwikkelaars, vormen ze dun materiaal voor hele werkplaatstanks, doorgaans met een diameter tot 21'6″. De bovenste laag van een ter plaatse geïnstalleerde tank met een veel grotere diameter kan slechts één verticale las bevatten in plaats van drie of meer platen.
Nogmaals, het grootste voordeel van verticaal rollen is in situaties waarin de tank of het vat rechtop moet worden gebouwd vanwege het effect van de zwaartekracht op dunnere materialen (bijvoorbeeld tot 1/4 "of 5/16"). Voor horizontale productie is het gebruik van verstevigingsringen of stabilisatieringen nodig om de ronde vorm van de gewalste delen te fixeren.
Het echte voordeel van verticale rollen ligt in de efficiëntie van de materiaalbehandeling. Hoe minder manipulatie u met het lichaam hoeft uit te voeren, hoe kleiner de kans dat het wordt beschadigd en herwerkt. Denk aan de grote vraag naar roestvrijstalen tanks in de farmaceutische industrie, die drukker is dan ooit. Ruwe behandeling kan leiden tot cosmetische problemen of erger nog, beschadiging van de passivatielaag en productverontreiniging. Verticale rollen werken samen met snij-, las- en afwerkingssystemen om de kans op manipulatie en besmetting te verkleinen. Wanneer dit gebeurt, kunnen producenten hiervan profiteren.
FABRICATOR is het toonaangevende tijdschrift voor de productie en vorming van staal in Noord-Amerika. Het magazine publiceert nieuws, technische artikelen en succesverhalen waarmee fabrikanten hun werk efficiënter kunnen doen. FABRICATOR is al sinds 1970 actief in de sector.
Volledige digitale toegang tot The FABRICATOR is nu beschikbaar, waardoor u eenvoudig toegang krijgt tot waardevolle industriële bronnen.
Volledige digitale toegang tot The Tube & Pipe Journal is nu beschikbaar, waardoor u eenvoudig toegang krijgt tot waardevolle bronnen uit de sector.
Volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español is nu beschikbaar, waardoor u eenvoudig toegang krijgt tot waardevolle bronnen uit de sector.
Jordan Yost, oprichter en eigenaar van Precision Tube Laser in Las Vegas, komt bij ons praten over zijn...
Posttijd: 07 mei 2023