Что такое выравниватель? Полное руководство по правильным машинам

Выравниватель, также известный как правильная машина или роликовый правильный станок , — это промышленная машина, предназначенная для выравнивания металлических рулонов, листов и пластин путем устранения внутренних напряжений, коробления и неровностей поверхности. Машина работает, пропуская металл через ряд смещенных роликов, которые применяют контролируемые изгибающие усилия, постоянно деформируя материал для достижения плоской поверхности без напряжений. Правильные машины являются важным оборудованием на металлообрабатывающих предприятиях, в сервисных центрах и производственных предприятиях, где плоский металл имеет решающее значение для последующих операций, таких как штамповка, лазерная резка или сварка.

Как работают правильные машины

Процесс выравнивания основан на принципе пластической деформации. Когда металл проходит через правильную машину, он сталкивается с несколькими роликами, расположенными в шахматном порядке: чередующиеся верхние и нижние ролики создают серию обратных изгибов. Каждый изгиб превышает предел текучести материала, вызывая необратимую деформацию, которая нейтрализует внутренние напряжения.

Конфигурация роликов

Типичный прецизионный правильный станок содержит от 9 до 21 роликов , хотя у моделей для тяжелых условий эксплуатации может быть больше. Входные ролики применяют агрессивный изгиб с большими зазорами, в то время как выходные ролики используют постепенно меньшие зазоры для обеспечения более точной коррекции. Такое постепенное снижение интенсивности изгиба обеспечивает выход материала с минимальным остаточным напряжением и максимальной плоскостностью.

Механизмы регулировки

Современные правильные машины оснащены гидравлическими или электрическими системами регулировки, которые контролируют глубину проникновения катков. Операторы могут изменять настройки в зависимости от толщины, твердости и исходной плоскостности материала. Усовершенствованные модели включают в себя автоматические системы измерения, которые измеряют поступающий материал и регулируют положение роликов в режиме реального времени, обеспечивая допуски по плоскостности ±0,5 мм на метр или лучше .

Типы правильных машин

Роликовые правильные машины

Валковые правильные станки являются наиболее распространенным типом, подходящим для обработки рулонов и листов из Толщина от 0,3 мм до 25 мм . Они обрабатывают различные материалы, включая холоднокатаную сталь, нержавеющую сталь, алюминий и медные сплавы. Производственные линии часто включают в себя роликовые правильные станки с оборудованием для продольной резки, резки по длине или заготовок.

Носилки-правильники

Правильные машины с носилками захватывают материал с обоих концов и создают продольное натяжение, как правило. удлинение 1-3% , для устранения волнистости и набора катушек. Этот процесс особенно хорошо работает для тонких материалов толщиной менее 3 мм, где выравнивание роликами может привести к образованию пятен на поверхности. Правильные машины для растягивания превосходно справляются с устранением дефектов краевой волны и центральной деформации, характерных для холоднокатаных рулонов.

Выравниватели пластин

Предназначен для толстых пластин из от 6 мм до 200 мм В правильных станках используется меньшее количество роликов, но большего диаметра и более высокие изгибающие усилия. Эти машины обрабатывают листы конструкционной стали, судостроительные материалы и тяжелые заготовки, где точная плоскостность имеет решающее значение для сварочных и сборочных операций.

Ключевые компоненты и особенности конструкции

Каркасная конструкция должна выдерживать выравнивающие силы, которые могут превышать 1000 тонн в тяжелых условиях эксплуатации. Производители обычно используют сварные стальные рамы с прецизионно обработанными корпусами подшипников для обеспечения выравнивания роликов под нагрузкой. Жесткость рамы напрямую влияет на точность выравнивания, поскольку прогиб приводит к изменению глубины проникновения роликов по ширине материала.

Промышленное применение

Автомобильное производство

Заводам по штамповке автомобилей требуются исключительно плоские стальные заготовки, чтобы предотвратить образование складок, разрывов и ошибок размеров во время операций формовки. Правильные машины обрабатывают стали высокой прочности до Предел прочности на разрыв 1500 МПа для панелей кузова, конструктивных элементов и деталей шасси. Этап правки обычно происходит после резки и перед вырубкой или штамповкой.

Приборная промышленность

Производители холодильников, стиральных машин и климатического оборудования используют для наружных панелей и внутренних компонентов выровненные листы стали и нержавеющей стали. Требования к плоскостности варьируются от от ±1 мм до ±3 мм на метр в зависимости от применения, для косметических поверхностей, требующих более жестких допусков.

Металлосервисные центры

Сервисные центры перерабатывают рулоны сталелитейных заводов в плоские листы для отправки производителям. Типичный сервисный центр может использовать несколько правильных станков, работающих с различными диапазонами толщин и типами материалов, обрабатывая 50-200 тонн в сутки в зависимости от мощности оборудования и требований заказчика.

Лазерная резка и изготовление

Системы лазерной резки требуют чрезвычайно плоского материала для поддержания постоянного фокусного расстояния и качества резки. Неровные листы вызывают изменения фокуса, которые приводят к сужению краев и ошибкам размеров. Производители, обрабатывающие материал для лазерной резки, указывают допуски плоскостности ±0,5 мм или лучше для обеспечения оптимальной производительности резки.

Параметры процесса выравнивания

Достижение оптимальных результатов правки требует тщательного контроля нескольких параметров, которые взаимодействуют, определяя конечное качество плоскостности:

• Входное проникновение: Определяет начальную степень изгиба, обычно устанавливается на 150-200% толщины материала для первой пары роликов
• Выходное проникновение: Контролирует окончательное выпрямление, обычно 20-50% толщины материала для последней пары роликов
• Скорость линии: Производительность варьируется от 10-120 метров в минуту в зависимости от характеристик материала и требуемой плоскостности
• Давление резервного ролика: Предотвращает отклонение рабочих валков и обеспечивает равномерное проникновение по ширине материала.
• Температурные соображения: Температура материала влияет на предел текучести; холодный материал требует более высоких усилий, чем материал при 50-100°C.

Операторы разрабатывают рецепты правки для различных комбинаций материалов, сохраняя параметры в системе управления для быстрого изменения настроек. Правильно обслуживаемый правильный станок с оптимизированными настройками позволяет добиться повторяемости в пределах ±0,2 мм для идентичных партий материала.

Распространенные дефекты, исправляемые выравниванием

Набор катушек

Под набором катушек подразумевается кривизна, сохраняющаяся после намотки в катушку. Внешняя обмотка катушки испытывает растягивающее напряжение, а внутренняя - сжимающее, что создает постоянную кривизну при размотке. Правильные машины применяют попеременные изгибы, превышающие предел текучести, навсегда выпрямляя материал и устраняя эту память.

Краевая волна и центральная пряжка

Эти дефекты возникают, когда во время операций прокатки кромки удлиняются больше, чем центр (волна на краю) или центр удлиняется больше, чем края (центральный прогиб). Дифференциальное удлинение создает сжимающие напряжения, которые проявляются в виде волнистости. Выравнивание перераспределяет эти напряжения посредством контролируемой пластической деформации, выравнивая лист.

Камбер и Лук

Развал (боковая кривизна) и дуга (продольная кривизна) возникают в результате неравномерных условий качения или скорости охлаждения. Хотя при сильном изгибе может потребоваться дополнительное оборудование для выпрямления, средний лук обычно хорошо реагирует на выравнивание. Машины с индивидуальной гидравлической регулировкой на каждой стороне могут компенсировать развал за счет применения перепада давления.

Арбалет и твист

Дефекты арбалета (поперечная кривизна) и скручивания исправить труднее. Сверхмощные правильные станки с близко расположенными роликами могут эффективно справиться с арбалетом, в то время как скручивание часто требует специального оборудования или может указывать на проблемы в предварительной обработке, которые следует устранять на месте.

Вопросы обслуживания и производительности

Правильное техническое обслуживание обеспечивает стабильное качество правки и продлевает срок службы оборудования. Критически важные мероприятия по техническому обслуживанию включают в себя:

1. Проверка ролика: Рабочие ролики следует проверять каждый раз. 3-6 месяцев на износ, питтинг и поверхностные повреждения. Незначительные дефекты поверхности передаются на обрабатываемый материал в виде пятен или царапин.
2. Роликовое шлифование: Когда поверхностный износ или повреждение становятся значительными, ролики требуют шлифовки для восстановления правильной геометрии. Большинство роликов можно переточить. 3-5 раз до того, как замена станет необходимой.
3. Обслуживание подшипников: Роликоподшипники требуют регулярной смазки и контроля температуры и вибрации. Выход из строя подшипника приводит к нарушению соосности роликов и ухудшению результатов выравнивания.
4. Обслуживание гидравлической системы: Регулярная замена масла, замена фильтров и проверка уплотнений предотвращают загрязнение и потери давления, влияющие на стабильность выравнивания.
5. Калибровка: Периодическая проверка положений роликов, датчиков давления и систем измерения гарантирует, что система управления поддерживает точные настройки.

Комплексная программа профилактического обслуживания может продлить срок службы планировщика за пределы 20-30 лет сохраняя при этом исходные характеристики производительности. Предприятия, на которых пренебрегают техническим обслуживанием, обычно страдают от снижения качества плоскостности, повышенного износа роликов и более высоких эксплуатационных расходов из-за незапланированных простоев.

Критерии выбора выравнивающего оборудования

Выбор подходящей правильной машины требует оценки нескольких факторов, влияющих как на первоначальные инвестиции, так и на долгосрочные эксплуатационные расходы:

Характеристики материала

Диапазон толщины, ширина и прочность материала определяют основные требования к машине. Обработка объекта 0,5-6 мм углеродистая сталь требуется другое оборудование, чем одно обращение Пластины из нержавеющей стали 10-50 мм. . Предел текучести материала напрямую влияет на требуемые усилия роликов и резервные опорные системы.

Требования к плоскостности

Приложения, требующие ±0,5 мм плоскостность требуются прецизионные правильные станки с многочисленными близко расположенными роликами и усовершенствованными системами управления. Принимаются менее критичные приложения ±2-3 мм плоскостность можно использовать более простые и экономичные конструкции. Требование плоскостности влияет как на стоимость оборудования, так и на сложность эксплуатации.

Объем производства

Крупнообъемные операции оправдывают инвестиции в автоматизированную обработку рулонов, быстросменную оснастку и возможности высокоскоростной обработки. Обработка объектов менее 500 тонн ежемесячно можно добиться большей экономичности за счет более простого оборудования и процедур ручной настройки.

Требования к интеграции

Правильные машины часто работают на технологических линиях вместе с разматывателями, правильными станками, продольно-резательными станками и ножницами для резки по длине. Правильная машина должна соответствовать возможностям скорости линии и интегрироваться с органами управления оборудованием, расположенным выше и ниже по потоку. Автономные правильные машины для цехов требуют иных функций, чем поточные производственные системы.