Профилегибочная машина для профилирования швеллера: процесс, типы и критерии покупки

Что за Профилегибочная машина для производства стоек Производит

Профилегибочная машина для профилирования швеллеров для стоек представляет собой систему непрерывной обработки металла, которая преобразует рулонную плоскую сталь в профиль швеллера для стоек — компонент каркаса с открытым сечением и прорезями, используемый при электромонтажных, механических и сантехнических работах. Готовый профиль, обычно называемый такими торговыми названиями, как Unistrut, Superstrut или просто обрамляющий канал, имеет характерную загнутую внутрь кромку с обеих сторон открытой поверхности и непрерывную прорезь вдоль центра открытой поверхности, в которую можно установить направляющие гайки для регулировки фитинга без инструментов.

Процесс профилирования особенно хорошо подходит для изготовления швеллера стойки, поскольку профиль — симметричное, постоянное поперечное сечение с изгибами кромок малого радиуса — геометрически идеально подходит для постепенного формования роликами. После того как инструменты установлены и линия запущена, производительность становится непрерывной и стабильной, при этом отходы материала почти полностью ограничиваются торцевыми обрезками и ломом от смены рулонов. Типичная производственная линия, использующая оцинкованную сталь толщиной 1,5 мм, может производить готовый швеллер стойки со скоростью 15–40 метров в минуту в зависимости от длины резки и конфигурации линии.

Как работает процесс профилирования швеллера стойки

Профилирование — это непрерывный процесс гибки, при котором плоская металлическая полоса проходит через ряд парных роликовых станций, каждая из которых постепенно сгибает полосу ближе к окончательному профилю поперечного сечения. Ни одна станция не выполняет полный изгиб — профиль постепенно развивается по всей роликовой системе, при этом каждая станция добавляет небольшое угловое приращение, чтобы избежать концентрации напряжений материала и упругого возврата, которые могли бы возникнуть, если бы изгибы формировались меньшим количеством и более крупными шагами.

Для стандартного профиля швеллера стойки последовательность формирования соответствует следующему общему порядку:

1. Разматывание и выпрямление: Стальной рулон загружается на моторизованный или ручной разматыватель. Полоса проходит через правильное устройство (обычно через ряд смещенных роликов) для устранения кривизны рулона (набора рулонов) перед началом формования. Остаточный набор рулонов, попадающий в роликовый механизм, приводит к несоответствию размеров готового профиля.
2. Предварительная перфорация (где применимо): Многие линии каналов для стоек включают станцию предварительного прессования перед формовочными роликами. На этом этапе, прежде чем материалу придадут U-образную форму, в плоскую полосу пробиваются сплошная прорезь на открытой поверхности и монтажные отверстия на задней стороне канала. Предварительная перфорация плоской полосы значительно проще, чем штамповка формованного профиля, и позволяет получить более чистые края отверстий.
3. Прогрессивная формовка валков: Полоса проходит через ряд роликовых станций — обычно от 12 до 20 проходов для стандартного профиля канала стойки — при этом каждая станция постепенно формирует боковые стенки вверх, а кромка возвращается внутрь. Необходимое количество проходов зависит от толщины материала, марки стали и герметичности указанного радиуса кромки.
4. Размер и коррекция развала: Валки окончательной калибровки на конце роликового механизма точно настраивают размеры профиля и исправляют любой боковой изгиб (развал), возникший во время формовки. Эта станция имеет решающее значение для поддержания допусков по прямолинейности, которые позволяют правильно собрать готовый канал с совместимыми фитингами.
5. Отрезка по длине: Летающая отрезная матрица, движущаяся со скоростью линии, чтобы избежать остановки полосы, разрезает непрерывный формованный профиль на заданную длину. Стандартная длина реза для канала стойки составляет 3 метра и 6 метров, хотя отрезной блок можно запрограммировать на любую длину в пределах его диапазона хода.
6. Выход и укладка: Готовые куски поступают на выходной стол и собираются вручную или автоматическим укладчиком для связывания и упаковки.

Стандартные профили каналов стоек и требования к инструментам

Профилегибочная машина с одним каналом стойки обычно может быть оснащена инструментом для производства нескольких вариантов профиля, но каждое изменение профиля требует либо смены инструмента, либо специального набора роликов. Основные варианты профиля, на которые рассчитано большинство машин, включают:

Инструменты для каждого профиля изготавливаются из закаленной стали (обычно GCr15 или эквивалентной подшипниковой стали, закаленной до HRC 58–62), чтобы выдерживать постоянные контактные нагрузки при крупносерийном производстве. Срок службы инструмента на хорошо обслуживаемой линии, работающей с оцинкованной мягкой сталью, обычно превышает 10 миллионов погонных метров, прежде чем смещение допусков размеров потребует перешлифовки или замены. Абразивные материалы, такие как нержавеющая сталь или заготовка с покрытием Galvalume, сокращают срок службы инструмента на 30–50 % по сравнению со стандартной горячеоцинкованной сталью.

Совместимость материалов: марки стали и покрытия поверхности

Машины для профилирования профилей со стойками сконструированы в основном для рулонов мягкой стали, но диапазон совместимых исходных материалов расширился по мере диверсификации спецификаций конечного рынка. К наиболее часто обрабатываемым материалам относятся:

• Горячеоцинкованная сталь (HDG): Стандартный входной материал для канала стойки общего назначения. Вес цинкового покрытия обычно составляет Z275 (всего 275 г/м² с обеих сторон) согласно EN 10346 или его эквиваленту. Слой цинка достаточно мягок и не приводит к значительному ускорению износа инструмента в нормальных производственных условиях.
• Предварительно оцинкованная (электрооцинкованная) сталь: Более тонкое цинковое покрытие, чем HDG, нанесенное электролитически. Обычно используется для внутреннего применения, где требования к устойчивости к коррозии умеренные. Немного более гладкая поверхность, чем у HDG, что способствует стабильности размеров при формовке с жесткими допусками.
• Холоднокатаная сталь без покрытия (CRCA): Используется для швеллера, поверхность которого после формования подвергается окраске, порошковому покрытию или горячему цинкованию после изготовления. Требуется применение ингибитора ржавчины между формованием и нанесением покрытия для предотвращения окисления поверхности во время хранения.
• Нержавеющая сталь (304/316): Требуется для пищевой, фармацевтической, морской и химической промышленности. Нержавеющая сталь имеет значительно более высокие показатели деформационного упрочнения, чем мягкая сталь. Это означает, что для достижения того же угла изгиба без образования трещин требуется больше проходов роликов, а скорость формовки должна быть снижена на 20–40% по сравнению с линиями из мягкой стали. Профилирование нержавеющей стали также требует инструментов с более высокой твердостью поверхности и более частыми проверками размеров.
• Алюминий (6063-T5/6061-T6): Используется для чувствительных к весу или анодированных изделий. Для формовки алюминиевых рулонов требуется измененная геометрия инструментов из-за различных характеристик упругости материала, а мягкость алюминия делает его восприимчивым к образованию следов на поверхности от контакта с роликами - требования к чистоте поверхности инструмента более требовательны, чем для стали.

Конфигурации станка: интегрированная штамповка против отдельного штамповочного пресса

Требования к пробивке канала стойки — сплошной лицевой паз и задние монтажные отверстия — могут быть интегрированы в линию профилирования или выполнены с помощью отдельного пробивного пресса, расположенного выше по потоку. Каждый подход имеет производственные последствия, которые следует понять, прежде чем выбирать оборудование.

Конфигурация встроенной предварительной перфорации

Пробивной пресс встроен непосредственно перед формовочным валком и пробивает плоскую полосу на линейной скорости. Это наиболее распространенная конфигурация для производства специальных швеллеров стоек в больших объемах, поскольку она исключает отдельный этап обработки, уменьшает запасы незавершенных работ и гарантирует согласованность положений отверстий относительно геометрии формируемого профиля. Пробивной пресс обычно представляет собой блок с сервоприводом, управляемый тем же ПЛК, что и линия профилирования, при этом время пробивки синхронизируется со скоростью линии. Производительность линейной перфорации для стандартных пазов каналов стойки обычно составляет 60–120 ударов в минуту. , что достаточно для поддержания непрерывной штамповки на скорости штамповки до 30 м/мин при стандартном шаге пазов 25 мм.

Постформная перфорация

Альтернативный подход заключается в штамповке сформированного профиля после станции обрезки с использованием отдельного пресса с набором штампов для конкретного профиля. Это позволяет линии профилирования работать без перфорационной станции в качестве узкого места, а также позволяет полностью отказаться от штамповки для вариантов каналов без прорезей. Компромисс заключается в том, что штамповка формованного профиля механически более сложна, чем штамповка плоской полосы - матрица должна располагаться точно внутри сформированного сечения канала - и контроль за заусенцами на внутренней стороне сформированного профиля труднее достичь, чем на плоской полосе.

Комбинированные линии для вывода нескольких профилей

На предприятиях с более высокой производительностью можно одновременно использовать две или более линии каналов стоек, каждая из которых предназначена для определенного профиля и спецификации материала, вместо того, чтобы менять инструменты на одной линии для переключения профилей. Такой подход максимизирует время безотказной работы и устраняет потери при перенастройке за счет более высоких капитальных затрат. Для производителей, поставляющих продукцию в несколько сегментов рынка — строительство, электротехнику, монтажные системы из возобновляемых источников энергии — выделенные линии на профиль становятся экономически оправданными при годовой производительности примерно 5000 тонн на профиль.

Ключевые технические характеристики, которые необходимо оценить при покупке машины

При оценке поставщиков машин для профилирования швеллеров для стоек следующие технические параметры определяют, правильно ли выбрана машина для предполагаемых производственных требований:

• Диапазон толщины материала: Убедитесь, что номинальная производительность машины по формованию охватывает весь диапазон требуемых толщин входного материала — обычно от 1,2 до 3,0 мм для стандартного канала стойки. Станки, рассчитанные на верхний предел толщины, часто имеют меньший срок службы инструмента и постоянство размеров; Выбор машины с производительностью, немного превышающей максимальную предполагаемую толщину, обеспечивает полезный запас производительности.
• Скорость формирования: Номинальная скорость линии в метрах в минуту при полной производственной нагрузке, а не в условиях холостого хода или испытаний с легким материалом. Запросите производственные данные по предполагаемой спецификации материала — номинальные значения скорости для нержавеющей стали или толстолистовой мягкой стали будут ниже, чем общие цифры, обычно указываемые для стандартного оцинкованного проката.
• Количество формовочных станций: Больше станций обычно означает лучшую стабильность размеров и меньшее остаточное напряжение в готовом профиле за счет большей длины машины. Для стандартного канала стойки 41 × 41 мм из мягкой стали толщиной 1,5–2,0 мм типичным достаточным диапазоном является 14–18 формовочных станций. Менее 12 станций для этого профиля позволяют предположить, что машине может быть трудно постоянно поддерживать допуски по радиусу кромки и прямолинейности.
• Метод обрезки: Летучие ножницы (гидравлические или механические) являются стандартными для большинства линий со стойками и обеспечивают чистый рез на полной скорости линии. Холодная резка пилой обеспечивает более качественную обработку торца без заусенцев, но требует непродолжительной остановки лески для каждого разреза, что ограничивает выходную скорость при резке короткой длины. Для стандартной длины 3 м и 6 м подходящей спецификацией являются летучие ножницы.
• ПЛК и система управления: Современная система управления ПЛК с сервоприводом должна обеспечивать программирование длины, управление скоростью, синхронизацию пуансона и диагностику неисправностей с помощью единого ИЧМ. Убедитесь, что система управления поддерживает сохранение рецептов для нескольких комбинаций профилей и длин — это значительно сокращает время переналадки при переключении между вариантами продукта.
• Инструментальный материал и характеристики твердости: GCr15 (эквивалент 100Cr6 по ISO), закаленный до HRC 58–62, является стандартной приемлемой спецификацией. Некоторые поставщики предлагают инструментальную сталь D2 по более высокой цене — D2 обеспечивает лучшую износостойкость для абразивных материалов, включая нержавеющую сталь и заготовку с покрытием Galvalume, и оправдывает дополнительные затраты, если эти материалы составляют значительную часть запланированного производства.
• Выходной допуск на размер: Запросите сертифицированные данные допусков для конкретного профиля и запланированной комбинации материалов. Для стандартного канала стойки 41 × 41 мм приемлемые производственные допуски обычно составляют ±0,3 мм по общей ширине и высоте, ±0,2 мм по глубине возврата кромки и прямолинейности в пределах 1 мм на 2 м длины. К поставщикам, которые не могут предоставить эти данные о фактическом производстве, а не о проектных спецификациях, следует относиться с осторожностью.

Требования к компоновке линии и занимаемой площади завода

Полная линия профилирования швеллерных стоек требует значительно больше площади на заводе, чем сама формовочная машина. При планировании установки необходимо учитывать весь путь движения материала от склада рулонов до отгрузки готовой продукции.

Типичная линия средней производительности, производящая стандартный швеллер длиной 6 м, требует следующих минимальных расстояний в свету:

• Разматыватель к первой формовочной станции: 3–5 метров для блока выпрямления и петли вывода катушки.
• Длина формирующей линии: 8–14 метров для самого роликового поезда, в зависимости от количества станций.
• Таблица выбега: Минимум 7–8 метров за пределами отрезки для готовых отрезков длиной 6 м, чтобы отрезанная деталь могла покинуть отрезную матрицу до начала следующего цикла резки.
• Общая длина строки: 20–28 метров впритык — это реалистичная плановая цифра для стандартной линии швеллера стойки, обеспечивающей выходную длину 6 м.
• Минимальная ширина отсека: Расстояние 4–5 метров от центральной линии линии с каждой стороны для доступа для обслуживания, оборудования для перемещения рулонов и доступа оператора во время установки и эксплуатации.

Для хранения рулонов рядом с линией требуется доступ к мостовому крану или вилочному погрузчику, способному обрабатывать рулоны весом обычно в диапазоне 3–8 тонн. Нагрузочная способность пола должна быть подтверждена с учетом нагрузок на разматыватель и хранилище рулонов, которые представляют собой самые высокие концентрации точечных нагрузок в установке.

Стандарты качества и вопросы сертификации

Швеллер стойки, изготовленный на профилегибочном оборудовании для строительного и электромонтажного рынков, подчиняется стандартам размеров и материалов, которые различаются в зависимости от региона. Производители, поставляющие продукцию на эти рынки, должны подтвердить, что их продукция по профилированию соответствует применимому стандарту на продукцию, а не только целевым внутренним размерам.

Основные стандарты, регулирующие спецификации продукции для стоек, включают в себя:

• НЕМА ФБ 11 (США): Стандартные спецификации для металлических кабельных лотков и фитингов стоек, опубликованные Национальной ассоциацией производителей электрооборудования. Таблицы нагрузок и требования к размерам для рынка Северной Америки взяты из этого стандарта.
• БС ЕН 10162 (Европа): Профили стальные холоднокатаные — допуски по форме и размерам. Требования к размерным допускам для холодногнутых стоек, поставляемых на европейские строительные рынки, соответствуют этому стандарту.
• КАК 3569/КАК 1085 (Австралия): Соответствующие австралийские стандарты на стальные конструкции и системы поддержки тросов, которые регулируют характеристики каналов стоек на рынках Австралии и Новой Зеландии.
• Стороннее нагрузочное тестирование: Многие продукты со швеллерами, отвечающие техническим требованиям, продаваемые в инфраструктуре, центрах обработки данных и промышленных проектах, требуют проведения независимых лабораторных испытаний под нагрузкой для проверки данных прогиба и разрушающей нагрузки, опубликованных в технических паспортах продуктов. Это тестирование проводится на образцах готовой продукции, а не на формовочной машине, но постоянство размеров машины напрямую влияет на воспроизводимость результатов испытаний для разных производственных партий.

Приобретение профилегибочной машины у поставщика с документально подтвержденным опытом производства в соответствии со стандартами целевого рынка снижает риск несоответствия размеров или механических характеристик во время первоначальной аттестации производства. Запросите справочные контакты клиентов в том же сегменте рынка и, если возможно, посетите действующую установку, прежде чем окончательно определить спецификацию оборудования.