Hình 1. Trong một chu kỳ cán trong một hệ thống cung cấp cuộn thẳng đứng, cạnh đầu “cuộn tròn” ở phía trước các trục uốn. Sau đó, cạnh sau mới cắt được đẩy vào cạnh đầu, đóng đinh và hàn để tạo thành vỏ cuộn .
Mọi người trong lĩnh vực chế tạo kim loại có lẽ đã quen thuộc với máy ép lăn, cho dù đó là kẹp ban đầu, kẹp đôi ba cuộn, hình học tịnh tiến ba cuộn hay nhiều loại bốn cuộn. Mỗi loại đều có những hạn chế và ưu điểm của nó, nhưng chúng cũng có một đặc điểm chung: chúng cuộn các tờ và tờ ở vị trí nằm ngang.
Một phương pháp ít quen thuộc hơn là cuộn theo chiều dọc. Giống như các phương pháp khác, cuộn theo chiều dọc có những hạn chế và ưu điểm riêng. Những ưu điểm này hầu như luôn giải quyết được ít nhất một trong hai thách thức. Một là ảnh hưởng của trọng lực lên phôi trong quá trình cán, và khác là hiệu quả xử lý vật liệu thấp. Cải thiện cả hai có thể cải thiện quy trình làm việc và cuối cùng là tăng khả năng cạnh tranh của các nhà sản xuất.
Công nghệ cán đứng không phải là mới. Nguồn gốc của nó bắt nguồn từ một số hệ thống tùy chỉnh được xây dựng vào những năm 1970. Đến những năm 1990, một số nhà chế tạo máy đã cung cấp máy cán đứng như một dòng sản phẩm thông thường. Công nghệ này đã được nhiều ngành công nghiệp áp dụng, đặc biệt là trong lĩnh vực sản xuất bồn.
Các thùng và thùng chứa phổ biến thường được sản xuất theo chiều dọc bao gồm các thùng và thùng chứa cho ngành thực phẩm và đồ uống, sữa, rượu, bia và dược phẩm;bể chứa dầu API;và bể hàn cho nông nghiệp hoặc chứa nước. Cán dọc làm giảm đáng kể việc xử lý vật liệu;thường tạo ra các đường cong chất lượng cao hơn;và cung cấp hiệu quả hơn cho các giai đoạn sản xuất tiếp theo là lắp ráp, căn chỉnh và hàn.
Một lợi thế khác phát huy tác dụng khi khả năng lưu trữ vật liệu bị hạn chế. Việc lưu trữ các tấm hoặc tấm theo chiều dọc cần ít feet vuông hơn nhiều so với các tấm hoặc tấm được lưu trữ trên một bề mặt phẳng.
Hãy xem xét một cửa hàng lăn vỏ (hoặc “đường đi”) của các bồn chứa có đường kính lớn trên các con lăn nằm ngang. Sau khi lăn, người vận hành hàn điểm, hạ các khung bên xuống và trượt khỏi vỏ đã lăn. Vì lớp vỏ mỏng sẽ uốn cong dưới trọng lượng của chính nó , vỏ cần được hỗ trợ bằng chất làm cứng hoặc chất ổn định hoặc cần được xoay sang vị trí thẳng đứng.
Một khối lượng xử lý lớn như vậy—tờ nạp từ vị trí nằm ngang thành các cuộn ngang, sau đó được lấy ra và nghiêng để xếp chồng lên nhau sau khi cuộn—có thể tạo ra nhiều thách thức trong sản xuất. Với cuộn dọc, cửa hàng loại bỏ tất cả quá trình xử lý trung gian. Tờ hoặc các tấm được nạp và cuộn theo chiều dọc, dán keo, sau đó nâng theo chiều dọc cho hoạt động tiếp theo. Khi cuộn theo chiều dọc, vỏ bể không chống lại trọng lực và do đó không bị chùng xuống dưới trọng lượng của chính nó.
Một số cuộn dọc xảy ra trên các máy bốn cuộn, đặc biệt đối với các bể có đường kính nhỏ hơn (thường có đường kính nhỏ hơn 8 feet) sẽ được đưa xuống hạ lưu và làm việc theo hướng thẳng đứng. Hệ thống bốn cuộn cho phép cuộn lại để loại bỏ các mặt phẳng không cong ( nơi các cuộn bám vào đĩa), điều này rõ ràng hơn trên vỏ có đường kính nhỏ.
Hầu hết các lon được cuộn theo chiều dọc bằng máy hình học ba cuộn, hai ống kẹp, sử dụng phôi kim loại tấm hoặc nạp trực tiếp từ cuộn dây (một phương pháp đang trở nên phổ biến hơn). Trong các thiết lập này, người vận hành sử dụng thước đo bán kính hoặc khuôn mẫu để đo bán kính của vỏ bọc. Họ điều chỉnh các con lăn uốn khi tiếp xúc với cạnh đầu của cuộn dây, sau đó điều chỉnh lại khi cuộn dây tiếp tục nạp. Khi cuộn dây tiếp tục được đưa vào bên trong cuộn dây quấn chặt, độ đàn hồi của vật liệu tăng lên, và người vận hành di chuyển các con lăn để gây ra nhiều uốn cong hơn để bù lại.
Lò xo thay đổi tùy thuộc vào đặc tính vật liệu và loại cuộn dây. Đường kính trong (ID) của cuộn dây rất quan trọng. Tất cả những thứ khác đều bằng nhau, một cuộn dây 20 inch. So với cùng một cuộn dây được quấn đến 26 inch, ID được quấn chặt hơn và thể hiện sức bật lớn hơn.ID.
Hình 2. Cuộn dọc đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều công trình lắp đặt tại hiện trường xe tăng. Khi sử dụng cần trục, quá trình này thường bắt đầu với hành trình trên cùng và tiến dần về phía hành trình dưới cùng. Lưu ý mối hàn dọc duy nhất ở hành trình trên cùng.
Tuy nhiên, xin lưu ý rằng cán dọc nồi rất khác với cán tấm dày khi cán ngang. Đối với cán ngang, người vận hành cố gắng đảm bảo rằng các cạnh của dải được khớp chính xác ở cuối chu kỳ cán. Cán tấm dày cho chặt đường kính không dễ dàng làm lại.
Khi tạo thành vỏ bể bằng các cuộn dọc cuộn, người vận hành không thể để các cạnh gặp nhau ở cuối chu kỳ cán vì tất nhiên, tấm xuất phát trực tiếp từ cuộn. Trong quá trình cán, tấm có cạnh đầu, nhưng không có cạnh mép sau cho đến khi nó được cắt khỏi cuộn dây. Trong trường hợp của các hệ thống này, cuộn dây được cuộn thành một vòng tròn đầy đủ trước khi thực sự uốn các cuộn và sau đó được cắt sau khi hoàn thành (xem Hình 1). Sau đó, mép sau mới được cắt là được đẩy tới mép trước, cố định và sau đó được hàn để tạo thành vỏ cuộn.
Uốn sơ bộ và cán lại trong hầu hết các đơn vị được cấp cuộn đều không hiệu quả, có nghĩa là các cạnh đầu và cuối của chúng có các phần rơi thường bị loại bỏ (tương tự như các phần phẳng không uốn trong cán không được cấp cuộn). Điều đó nói rằng, nhiều nhà khai thác xem phế liệu như một cái giá nhỏ phải trả cho tất cả hiệu quả xử lý vật liệu mà cuộn dọc mang lại cho họ.
Mặc dù vậy, một số nhà khai thác muốn tận dụng tối đa vật liệu họ có, vì vậy họ chọn sử dụng hệ thống san phẳng cuộn tích hợp. Hệ thống này tương tự như máy nắn bốn cuộn trên dây chuyền xử lý cuộn, chỉ cần lật qua. Các cấu hình phổ biến bao gồm bảy- và máy ép tóc cao mười hai sử dụng một số kết hợp các cuộn chạy không tải, duỗi thẳng và uốn. Máy ép tóc không chỉ giảm thiểu phần rơi vãi phế liệu trên mỗi vỏ mà còn tăng tính linh hoạt của hệ thống;nghĩa là, hệ thống có thể sản xuất không chỉ các chi tiết cán mỏng, mà cả các phôi phẳng, dẹt.
Công nghệ san phẳng không thể sao chép kết quả của các hệ thống cân bằng mở rộng được sử dụng trong các trung tâm dịch vụ, nhưng nó có thể tạo ra vật liệu đủ phẳng để cắt bằng laser hoặc plasma. Điều này có nghĩa là các nhà sản xuất có thể sử dụng cuộn dây cho các hoạt động cắt phẳng và cán dọc.
Hãy tưởng tượng một người vận hành lăn vỏ cho phần bể chứa nhận được đơn đặt hàng cho một lô phôi cho bàn cắt plasma. Sau khi anh ta cuộn vỏ và gửi nó xuôi dòng, anh ta định cấu hình hệ thống để máy san phẳng không đưa trực tiếp vào phương thẳng đứng cuộn.Thay vào đó, máy san phẳng cung cấp vật liệu phẳng có thể cắt theo chiều dài mong muốn, tạo ra một khoảng trống phẳng để cắt plasma.
Sau khi cắt một lô khoảng trống, người vận hành sẽ cấu hình lại hệ thống để tiếp tục cán vỏ xe tăng. Và bởi vì anh ta lăn vật liệu phẳng nên sự biến đổi của vật liệu (bao gồm cả các mức độ đàn hồi khác nhau) không phải là vấn đề.
Trong hầu hết các lĩnh vực chế tạo công nghiệp và kết cấu, các nhà sản xuất nhằm mục đích tăng khối lượng chế tạo tại xưởng để đơn giản hóa và đơn giản hóa việc chế tạo và lắp đặt tại hiện trường. Tuy nhiên, đối với việc sản xuất các bồn chứa lớn và các cấu trúc lớn tương tự, quy tắc này không được áp dụng, chủ yếu là do những thách thức xử lý vật liệu đáng kinh ngạc mà những công việc như vậy đưa ra.
Vận hành tại nơi làm việc, cuộn dọc dạng cuộn giúp đơn giản hóa việc xử lý vật liệu và đơn giản hóa toàn bộ quy trình sản xuất bồn chứa (xem Hình 2). Việc vận chuyển một cuộn kim loại đến nơi làm việc sẽ dễ dàng hơn nhiều so với việc tung ra một loạt các phần lớn trong xưởng. Ngoài ra, , cán tại chỗ có nghĩa là ngay cả những bồn chứa có đường kính lớn nhất cũng có thể được sản xuất chỉ với một mối hàn thẳng đứng.
Đưa máy san đến hiện trường cho phép linh hoạt hơn trong các hoạt động tại hiện trường. Đây là lựa chọn phổ biến cho việc sản xuất xe tăng tại chỗ, trong đó chức năng bổ sung cho phép các nhà sản xuất xây dựng sàn hoặc đáy xe tăng tại chỗ từ cuộn thẳng, loại bỏ việc vận chuyển giữa các cửa hàng và trang web việc làm.
Hình 3. Một số cuộn dọc được tích hợp với hệ thống sản xuất bồn tại chỗ. Kích nâng đường cuộn trước đó lên trên mà không cần cần cẩu.
Một số hoạt động tại hiện trường tích hợp các cuộn dọc vào một hệ thống lớn hơn—bao gồm các bộ phận cắt và hàn được sử dụng với các kích nâng độc đáo—loại bỏ nhu cầu cần cẩu tại chỗ (xem Hình 3).
Toàn bộ bể được xây dựng từ trên xuống, nhưng quy trình bắt đầu từ dưới lên. Đây là cách nó hoạt động: Cuộn dây hoặc tấm được luồn qua các cuộn thẳng đứng chỉ cách vị trí thành bể trong trường vài inch. Sau đó, bức tường được cấp liệu thành các hướng dẫn mang tấm khi nó được nạp xung quanh toàn bộ chu vi của bể. Các cuộn dọc được dừng lại, các đầu được cắt và các đường nối dọc riêng lẻ được định vị và hàn. Sau đó, bộ phận làm cứng được hàn vào vỏ. Tiếp theo , kích nâng vỏ đã cuộn lên. Lặp lại quy trình cho vỏ tiếp theo bên dưới.
Các mối hàn theo chu vi được thực hiện giữa hai phần cuộn, và các mảnh trên cùng của thùng sau đó được lắp ráp tại chỗ – trong khi cấu trúc vẫn nằm sát mặt đất và chỉ có hai lớp vỏ trên cùng được tạo ra. Sau khi mái nhà hoàn thành, kích nâng toàn bộ cấu trúc lên chuẩn bị cho quả đạn tiếp theo, và quy trình tiếp tục – tất cả đều không cần cần cẩu.
Khi hoạt động đạt đến mức thấp nhất, các tấm dày hơn sẽ phát huy tác dụng. Một số nhà sản xuất bể tại chỗ sử dụng các tấm dày từ 3/8 đến 1 inch và trong một số trường hợp thậm chí còn nặng hơn. Tất nhiên, các tấm không ở dạng cuộn và có thể chỉ dài như vậy, vì vậy các phần dưới này sẽ có nhiều mối hàn dọc kết nối các phần tấm cuộn. Trong mọi trường hợp, với các máy dọc tại chỗ, các tấm có thể được dỡ xuống trong một lần và cuộn lại tại chỗ để sử dụng trực tiếp trong xây dựng bể chứa.
Hệ thống xây dựng bể chứa này là hình ảnh thu nhỏ của hiệu quả xử lý vật liệu đạt được (ít nhất là một phần) bằng cách cuộn dọc. Tất nhiên, như với bất kỳ công nghệ nào, cuộn dọc không khả dụng cho tất cả các ứng dụng. Tính phù hợp của nó phụ thuộc vào hiệu quả xử lý mà nó tạo ra.
Hãy xem xét một nhà sản xuất lắp đặt trục đứng không có cuộn dây để thực hiện nhiều công việc khác nhau, hầu hết trong số đó là các vỏ có đường kính nhỏ yêu cầu uốn trước (uốn các cạnh đầu và cuối của phôi để giảm thiểu độ phẳng không được uốn). về mặt lý thuyết là có thể thực hiện được trên các cuộn dọc, nhưng uốn trước theo hướng thẳng đứng thì cồng kềnh hơn nhiều. Trong hầu hết các trường hợp, cán dọc không hiệu quả đối với một số lượng lớn công việc yêu cầu uốn trước.
Ngoài các vấn đề xử lý vật liệu, các nhà sản xuất đã tích hợp các cuộn dọc để tránh chống lại trọng lực (một lần nữa để tránh xô lệch các thùng lớn không được hỗ trợ). Tuy nhiên, nếu một hoạt động chỉ liên quan đến việc lăn một tấm ván đủ mạnh để giữ nguyên hình dạng của nó trong suốt quá trình lăn, thì hãy lăn bảng theo chiều dọc không có nhiều ý nghĩa.
Ngoài ra, công việc không đối xứng (hình bầu dục và các hình dạng bất thường khác) thường được tạo hình tốt nhất trên các cuộn nằm ngang, với giá đỡ phía trên nếu muốn. Trong những trường hợp này, giá đỡ không chỉ làm được nhiều việc hơn là chỉ ngăn ngừa độ võng do trọng lực gây ra;chúng hướng dẫn công việc thông qua các chu kỳ cán và giúp duy trì hình dạng không đối xứng của phôi. Thách thức khi vận hành công việc như vậy theo hướng dọc có thể phủ nhận bất kỳ lợi ích nào của việc cuộn dọc.
Ý tưởng tương tự cũng áp dụng cho lăn hình nón. Lăn hình nón dựa vào ma sát giữa các con lăn và lượng áp suất khác nhau từ đầu này sang đầu kia của con lăn. Di chuyển hình nón theo chiều dọc, lực hấp dẫn thậm chí còn phức tạp hơn. Có thể có những tình huống độc đáo, nhưng đối với tất cả ý định và mục đích, cuộn hình nón theo chiều dọc là không thực tế.
Việc sử dụng máy hình học tịnh tiến ba cuộn theo chiều dọc nói chung cũng không thực tế. Ở những máy này, hai cuộn dưới cùng di chuyển sang trái và phải theo cả hai hướng;cuộn trên cùng có thể được điều chỉnh lên và xuống. Những điều chỉnh này cho phép các máy này uốn cong hình học phức tạp và cuộn vật liệu có độ dày khác nhau. Trong hầu hết các trường hợp, những lợi ích này không được tăng cường bằng cách cuộn dọc.
Khi chọn máy cán tấm, điều quan trọng là phải nghiên cứu và xem xét mục đích sử dụng sản xuất của máy một cách cẩn thận và kỹ lưỡng. Máy cán dọc có chức năng hạn chế hơn so với máy cán ngang truyền thống, nhưng trong ứng dụng phù hợp sẽ mang lại những lợi thế chính.
So với máy uốn tấm ngang, máy uốn tấm đứng thường có nhiều đặc điểm thiết kế, vận hành và cấu tạo cơ bản hơn. Ngoài ra, các cuộn thường quá khổ để ứng dụng kết hợp mão (và hiệu ứng làm tròn hoặc đồng hồ cát xảy ra trong phôi khi mão không đúng cách được điều chỉnh cho công việc hiện tại). Khi được sử dụng kết hợp với các bộ trang trí, chúng tạo thành một vật liệu mỏng cho toàn bộ bể chứa của cửa hàng, thường có đường kính không quá 21 feet 6 inch. Có thể sản xuất các bể chứa được lắp đặt tại hiện trường với các lớp trên cùng có đường kính lớn hơn nhiều chỉ với một mối hàn dọc thay vì ba tấm trở lên.
Một lần nữa, ưu điểm lớn nhất của phương pháp cán dọc là bể hoặc thùng chứa cần được xây dựng theo hướng thẳng đứng do tác động của trọng lực lên các vật liệu mỏng hơn (ví dụ: lên đến 1/4 hoặc 5/16 inch). Sản xuất theo chiều ngang sẽ buộc việc sử dụng các vòng gia cố hoặc ổn định để duy trì hình dạng tròn của phần cán.
Ưu điểm thực sự của cuộn dọc là hiệu quả xử lý vật liệu. Vỏ bọc cần được thao tác càng ít lần thì càng ít khả năng bị hư hỏng và phải làm lại. Hãy xem xét nhu cầu cao đối với bồn chứa bằng thép không gỉ trong ngành dược phẩm, ngành hiện đang bận rộn hơn bao giờ hết .Việc xử lý thô bạo có thể dẫn đến các vấn đề về thẩm mỹ hoặc tệ hơn là lớp thụ động hóa bị phá vỡ và tạo ra sản phẩm bị nhiễm bẩn. Các cuộn dọc hoạt động song song với các hệ thống cắt, hàn và hoàn thiện để giảm khả năng xử lý và cơ hội nhiễm bẩn. Khi điều này xảy ra, các nhà sản xuất sẽ gặt hái những lợi ích.
FABRICATOR là tạp chí công nghiệp chế tạo và tạo hình kim loại hàng đầu của Bắc Mỹ. Tạp chí cung cấp tin tức, bài báo kỹ thuật và lịch sử trường hợp giúp các nhà sản xuất thực hiện công việc của họ hiệu quả hơn. FABRICATOR đã phục vụ ngành này từ năm 1970.
Thời gian đăng: 16-Jun-2022