Figura 1. Durante un ciclo di laminazione in un sistema verticale alimentato da bobina, il bordo d'attacco si "arriccia" davanti ai rulli di piegatura. Il bordo d'uscita appena tagliato viene quindi spinto verso il bordo d'attacco, inchiodato e saldato per formare il guscio arrotolato .
Tutti nel campo della fabbricazione dei metalli hanno probabilmente familiarità con le presse a rullo, sia che si tratti del morsetto iniziale, del doppio morsetto a tre rulli, della geometria di traslazione a tre rulli o della varietà a quattro rulli. Ognuno ha i suoi limiti e vantaggi, ma anche hanno una caratteristica in comune: arrotolano fogli e fogli in posizione orizzontale.
Un metodo meno familiare prevede lo scorrimento verticale. Come altri metodi, lo scorrimento verticale ha i propri limiti e vantaggi. Questi vantaggi risolvono quasi sempre almeno una delle due sfide. Uno è l'influenza della gravità sul pezzo durante il processo di laminazione e il l'altro è la scarsa efficienza della movimentazione dei materiali. Il miglioramento di entrambi può migliorare il flusso di lavoro e, in ultima analisi, aumentare la competitività dei produttori.
La tecnologia di laminazione verticale non è nuova. Le sue radici risalgono a una manciata di sistemi personalizzati costruiti negli anni '70. Negli anni '90, alcuni costruttori di macchine offrivano laminatoi verticali come una normale linea di prodotti. La tecnologia è stata adottata da vari settori, specialmente in il campo della produzione di serbatoi.
Serbatoi e contenitori comuni che vengono tipicamente prodotti verticalmente includono serbatoi e contenitori per l'industria alimentare e delle bevande, lattiero-casearia, vinicola, della birra e farmaceutica;API serbatoi di stoccaggio del petrolio;e serbatoi saldati per l'agricoltura o lo stoccaggio dell'acqua. Il rotolamento verticale riduce notevolmente la movimentazione del materiale;generalmente produce curve di qualità superiore;e alimenta in modo più efficiente le successive fasi di produzione di assemblaggio, allineamento e saldatura.
Un altro vantaggio entra in gioco dove la capacità di stoccaggio del materiale è limitata. Lo stoccaggio verticale di pannelli o fogli richiede molti meno piedi quadrati rispetto a pannelli o fogli conservati su una superficie piana.
Considera un'officina che fa rotolare i gusci (o "percorsi") di serbatoi di grande diametro su rulli orizzontali. Dopo il rotolamento, l'operatore salda a punti, abbassa i telai laterali e fa scivolare via il guscio arrotolato. Poiché il guscio sottile si piega sotto il proprio peso , il guscio deve essere supportato con rinforzi o stabilizzatori, oppure deve essere ruotato in posizione verticale.
Una quantità così elevata di movimentazione, ovvero l'inserimento di fogli da una posizione orizzontale in rotoli orizzontali, che vengono quindi estratti e inclinati per essere impilati dopo l'arrotolamento, può creare una serie di sfide di produzione. Con lo scorrimento verticale, il magazzino elimina tutte le lavorazioni intermedie. Fogli o i fogli vengono alimentati e arrotolati verticalmente, incollati e quindi sollevati verticalmente per l'operazione successiva. Durante il rotolamento verticale, il guscio del serbatoio non resiste alla gravità e quindi non si piega sotto il proprio peso.
Alcune rullature verticali si verificano su macchine a quattro rulli, in particolare per serbatoi di diametro inferiore (di solito meno di 8 piedi di diametro) che verranno inviati a valle e lavorati in direzione verticale. dove i rulli afferrano il piatto), che è più pronunciato su gusci di piccolo diametro.
La maggior parte delle lattine viene laminata verticalmente utilizzando macchine a geometria a tre rulli e due pinze, utilizzando sbozzati di lamiera o alimentando direttamente da bobina (un approccio che sta diventando sempre più comune). In queste configurazioni, l'operatore utilizza un misuratore di raggio o una sagoma per misurare il raggio dell'involucro. Regolano i rulli di piegatura quando il bordo anteriore della bobina è in contatto, quindi lo regolano di nuovo mentre la bobina continua ad alimentarsi. Mentre la bobina continua ad essere alimentata nel suo interno strettamente avvolto, il ritorno elastico del materiale aumenta, e l'operatore sposta i rulli per provocare una maggiore flessione per compensare.
Il ritorno elastico varia in base alle proprietà del materiale e al tipo di bobina. Il diametro interno (ID) della bobina è importante. A parità di altre condizioni, una bobina da 20 pollici. Rispetto alla stessa bobina avvolta a 26 pollici, l'ID è avvolto più stretto e mostra maggiore rimbalzo.ID.
Figura 2. Lo scorrimento verticale è diventato parte integrante di molte installazioni in campo di serbatoi. Usando una gru, il processo di solito inizia con il corso superiore e procede verso il corso inferiore. Notare l'unica saldatura verticale sul corso superiore.
Si noti, tuttavia, che la laminazione verticale del piatto è molto diversa dalla laminazione di lamiere spesse sulla laminazione orizzontale. Per quest'ultima, l'operatore si sforza di garantire che i bordi della striscia siano esattamente combacianti alla fine del ciclo di laminazione. Lamiere spesse laminate in modo stretto i diametri non sono facilmente rielaborabili.
Quando si forma il mantello del serbatoio con rulli verticali da bobina, l'operatore non può far incontrare i bordi alla fine del ciclo di laminazione perché, ovviamente, la lamiera proviene direttamente dalla bobina. Durante la laminazione, la lamiera ha un bordo anteriore, ma non un bordo d'uscita fino a quando non viene tagliato dalla bobina. Nel caso di questi sistemi, la bobina viene arrotolata in un cerchio completo prima di piegare effettivamente i rulli e quindi tagliata dopo il completamento (vedere la Figura 1). Successivamente, il bordo d'uscita appena tagliato viene spinto sul bordo d'attacco, fissato e quindi saldato per formare il guscio arrotolato.
La pre-piegatura e la rilaminazione nella maggior parte delle unità alimentate da bobina sono inefficienti, il che significa che i loro bordi di entrata e uscita hanno sezioni di caduta che vengono spesso scartate (simili alle sezioni piatte non piegate nella laminazione senza alimentazione da bobina). Detto questo, molti operatori vedere lo scarto come un piccolo prezzo da pagare per tutte le efficienze di movimentazione dei materiali che i rulli verticali forniscono loro.
Anche così, alcuni operatori vogliono sfruttare al massimo il materiale che hanno, quindi optano per un sistema di livellamento a rulli integrato. Questi sono simili ai raddrizzatori a quattro rulli su una linea di lavorazione della bobina, appena capovolti. Le configurazioni comuni includono sette e raddrizzatori a dodici altezze che utilizzano una combinazione di rulli folli, di raddrizzatura e di piegatura. Il raddrizzatore non solo riduce al minimo la sezione di caduta dello scarto per guscio, ma aumenta anche la flessibilità del sistema;ovvero, il sistema può produrre non solo parti laminate, ma anche billette piatte e piatte.
La tecnologia di livellamento non può replicare i risultati dei sistemi di livellamento estesi utilizzati nei centri di servizio, ma può produrre materiale sufficientemente piatto da poter essere tagliato con un laser o un plasma. Ciò significa che i produttori possono utilizzare bobine per operazioni di laminazione verticale e taglio piatto.
Immagina che un operatore che rulla il guscio per una sezione del serbatoio riceva un ordine per un lotto di grezzi per un tavolo da taglio al plasma. Dopo aver rotolato il guscio e averlo inviato a valle, configura il sistema in modo che il livellatore non avanzi direttamente nella verticale rotoli. Invece, il livellatore alimenta materiale piatto che può essere tagliato alla lunghezza desiderata, creando uno sbozzato piatto per il taglio al plasma.
Dopo aver tagliato un lotto di fustellati, l'operatore riconfigura il sistema per riprendere a rotolare i gusci del serbatoio. E poiché rotola materiale piatto, la variabilità del materiale (inclusi i vari gradi di ritorno elastico) non è un problema.
Nella maggior parte delle aree di fabbricazione industriale e strutturale, i produttori mirano ad aumentare il volume della fabbricazione in officina per semplificare e semplificare la fabbricazione e l'installazione sul campo. Tuttavia, per la produzione di grandi serbatoi e strutture simili di grandi dimensioni, questa regola non si applica, principalmente a causa del incredibili sfide di movimentazione dei materiali che tali lavori presentano.
Operando sul luogo di lavoro, i rulli verticali della bobina semplificano la movimentazione del materiale e semplificano l'intero processo di produzione del serbatoio (vedere la figura 2). È molto più semplice trasportare una bobina di metallo in un cantiere piuttosto che stendere una serie di enormi sezioni in un'officina. Inoltre , la laminazione in loco significa che anche i serbatoi di diametro maggiore possono essere fabbricati con una sola saldatura verticale.
Portare la livellatrice sul campo consente una maggiore flessibilità nelle operazioni sul campo. Questa è una scelta comune per la produzione di serbatoi in loco, dove la funzionalità aggiuntiva consente ai produttori di costruire piani o fondi di serbatoi in loco da bobine raddrizzate, eliminando il trasporto tra l'officina e cantiere.
Figura 3. Alcuni rulli verticali sono integrati con sistemi di produzione di serbatoi in loco. Il martinetto solleva verso l'alto il corso precedentemente rullato senza la necessità di una gru.
Alcune operazioni sul campo integrano i rulli verticali in un sistema più ampio, comprese le unità di taglio e saldatura utilizzate con esclusivi martinetti di sollevamento, eliminando la necessità di una gru in loco (vedere la Figura 3).
L'intero serbatoio è costruito dall'alto verso il basso, ma il processo inizia da zero. Ecco come funziona: la bobina o il foglio viene fatto passare attraverso rulli verticali a pochi centimetri dal punto in cui la parete del serbatoio si trova nel campo. Il muro viene quindi alimentato in guide che portano il foglio mentre viene alimentato lungo l'intera circonferenza del serbatoio. I rulli verticali vengono fermati, le estremità vengono tagliate e le singole giunzioni verticali vengono posizionate e saldate. Il gruppo di rinforzo viene quindi saldato al guscio.Successivo , il martinetto solleva il guscio arrotolato. Ripeti la procedura per il guscio successivo.
Sono state effettuate saldature circonferenziali tra le due sezioni laminate, quindi i pezzi della parte superiore del serbatoio sono stati assemblati in posizione - mentre la struttura è rimasta vicino al suolo e sono stati realizzati solo i due gusci più alti. Una volta completato il tetto, i martinetti sollevano l'intera struttura in preparazione per il guscio successivo e il processo continua, il tutto senza la necessità di una gru.
Quando l'operazione raggiunge la linea più bassa, entrano in gioco le lastre più spesse. Alcuni produttori di serbatoi in loco utilizzano lastre spesse da 3/8 a 1 pollice, e in alcuni casi anche più pesanti. Naturalmente, le lastre non sono in bobina e possono solo così lungo, quindi queste sezioni inferiori avranno più saldature verticali che collegano le sezioni di lamiera laminata.
Questo sistema di costruzione di serbatoi incarna l'efficienza di movimentazione dei materiali raggiunta (almeno in parte) dal rotolamento verticale. Ovviamente, come con qualsiasi tecnologia, lo scorrimento verticale non è disponibile per tutte le app. La sua idoneità dipende dall'efficienza di elaborazione che crea.
Si consideri un produttore che installa un rotolo verticale non alimentato da bobina per eseguire una varietà di lavori, la maggior parte dei quali sono gusci di piccolo diametro che richiedono la pre-piegatura (piegatura dei bordi anteriore e posteriore del pezzo in lavorazione per ridurre al minimo il piatto non piegato). Questi lavori sono teoricamente possibili su rulli verticali, ma la pre-piegatura in direzione verticale è molto più ingombrante. Nella maggior parte dei casi, la laminazione verticale è inefficiente per un gran numero di lavori che richiedono la pre-piegatura.
Oltre ai problemi di movimentazione dei materiali, i produttori hanno integrato rulli verticali per evitare di contrastare la gravità (sempre per evitare l'instabilità di grandi involucri non supportati). la tavola verticalmente non ha molto senso.
Inoltre, il lavoro asimmetrico (ovali e altre forme insolite) è generalmente meglio formato su rotoli orizzontali, con supporto sopraelevato se lo si desidera. In questi casi, i supporti non si limitano a prevenire l'abbassamento indotto dalla gravità;guidano il lavoro attraverso i cicli di laminazione e aiutano a mantenere la forma asimmetrica del pezzo. La sfida di eseguire un tale lavoro con un orientamento verticale può annullare qualsiasi vantaggio dello scorrimento verticale.
La stessa idea si applica al rotolamento conico. I coni di rotolamento si basano sull'attrito tra i rulli e sulla quantità variabile di pressione da un'estremità all'altra dei rulli. Facendo scorrere un cono verticalmente, la gravità aggiunge ancora più complessità. Potrebbero esserci situazioni uniche, ma a tutti gli effetti, far rotolare il cono verticalmente non è pratico.
Anche l'uso verticale di macchine con geometria di traslazione a tre rulli non è generalmente pratico. In queste macchine, i due rulli inferiori si muovono a sinistra ea destra in entrambe le direzioni;il rullo superiore può essere regolato su e giù. Queste regolazioni consentono a queste macchine di piegare geometrie complesse e di arrotolare materiali di vari spessori. Nella maggior parte dei casi, questi vantaggi non sono migliorati dallo scorrimento verticale.
Quando si sceglie una macchina laminatrice, è importante ricercare e considerare attentamente e accuratamente l'uso produttivo previsto della macchina. I rulli verticali hanno una funzionalità più limitata rispetto ai rulli orizzontali tradizionali, ma nella giusta applicazione offrono vantaggi fondamentali.
Rispetto alle piegatrici orizzontali, le piegatrici verticali hanno generalmente caratteristiche di progettazione, funzionamento e costruzione più basilari. Inoltre, i rulli sono spesso sovradimensionati per l'applicazione per incorporare le corone (e gli effetti di arrotondamento o clessidra che si verificano nei pezzi quando le corone non sono correttamente adattati per il lavoro da svolgere). Se utilizzati in combinazione con gli svolgitori, formano un materiale sottile per un intero serbatoio di officina, in genere non più di 21 piedi e 6 pollici di diametro. È possibile produrre serbatoi installati sul campo con corsi superiori di diametro molto maggiore con una sola saldatura verticale anziché tre o più pannelli.
Ancora una volta, il più grande vantaggio della laminazione verticale è che il serbatoio o il contenitore deve essere costruito con un orientamento verticale a causa degli effetti della gravità sui materiali più sottili (ad esempio, fino a 1/4 o 5/16 di pollice). La produzione orizzontale costringerà l'uso di anelli di rinforzo o stabilizzazione per mantenere la forma rotonda del laminato.
Il vero vantaggio dei rulli verticali è l'efficienza nella movimentazione dei materiali. Minore è il numero di volte in cui un involucro deve essere manipolato, minore è la probabilità che venga danneggiato e rielaborato. Considera l'elevata domanda di serbatoi in acciaio inossidabile nell'industria farmaceutica, che ora è più impegnata che mai .Una manipolazione brusca può portare a problemi estetici o, peggio, a uno strato di passivazione che si rompe e crea un prodotto contaminato.I rulli verticali lavorano in tandem con i sistemi di taglio, saldatura e finitura per ridurre la manipolazione e le possibilità di contaminazione.Quando ciò accade, i produttori raccolgono i benefici.
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Tempo di pubblicazione: 16-giu-2022