Машины для вальцевания труб являются эффективным и экономичным способом производства труб и трубок из листового или рулонного металла. В этом подробном руководстве описаны типы, компоненты, технические характеристики, области применения, эксплуатация, техническое обслуживание и многое другое.
Обзор трубопрокатных станков
Валковая формовка - это непрерывный процесс гибки листового металла в цилиндрические или трубчатые сечения путем постепенного изгиба заготовки через ряд валковых станций. Трубопрокатные станки состоят из разматывателя, предварительного правильного валка, роликовых штампов, станций постформинга и отрезного пресса, собранных в непрерывную производственную линию.
Лист или рулон подается через прокатные штампы на каждой станции для постепенного изгиба материала в требуемую трубчатую форму. Каждый роликовый штамп делает небольшой изгиб до тех пор, пока не будет сформирован полный профиль. Вальцы могут формировать различные круглые, прямоугольные или фасонные металлические трубы.
К основным преимуществам трубопрокатного производства относятся:
- Высокая скорость производства - до 100 футов в минуту
- Неизменное качество и точность при роликовой штамповке
- Гибкость при формировании различных размеров и толщины материала
- Экономическая эффективность при длительных производственных циклах
Валковая формовка труб идеально подходит для производства цилиндрических труб, труб, полых профилей, панелей и корпусов в средних и больших объемах из таких металлов, как сталь, алюминий и медь.
Таблица 1. Обзор машин для формовки трубных валов
| Параметры | Подробности |
|---|---|
| Принцип | Инкрементная гибка листа/рулона через роликовые штампы |
| Материалы | Сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь, сплавы |
| Акции | Лист, рулон |
| Емкость | Толщина до 3 мм, ширина 1000 мм |
| Производственные показатели | До 100 футов/мин |
| Поперечные сечения | Круглые, прямоугольные, фигурные |
| Основные преимущества | Высокая скорость, гибкость, точность, эффективность |
| Приложения | Трубы, трубки, панели, корпуса |
Типы трубопрокатных станков
Существуют две основные категории оборудования для формовки трубных валков:
Стандартные станки фиксированного размера
- Производство труб и трубок одного диаметра
- Ограниченная гибкость, но более простая конструкция
- Более низкая стоимость при больших объемах производства
Регулируемые или универсальные станки
- Возможность изготовления труб различных диаметров
- Ролики и направляющие, регулируемые для изменения размера
- Компьютеризированное управление для быстрого изменения диаметра
- Более высокая первоначальная стоимость, но большая гибкость
Таблица 2. Типы трубопрокатных станков
| Тип машины | Подробности |
|---|---|
| Фиксированный размер | Для труб одного диаметра <br> Более низкая стоимость, более простая конструкция |
| Регулируемый универсальный | Возможны различные диаметры <br> Регулируемые ролики и направляющие <br> Компьютеризированное изменение размеров |
Составные части трубопрокатных линий
Типичная система вальцевания труб состоит из следующих элементов:
- Разматыватель для удержания и подачи листового или рулонного материала
- Предварительное выпрямление для разравнивания и выравнивания полосы
- Накопитель для буферизации при постоянном напряжении
- Роликовые станции с вальцовочными штампами с наружной и внутренней резьбой
- Направляющие для формовки для поддержания формы при изгибе
- Постформирующая часть для калибровки и определения размеров
- Пресс для отсечки для резки труб по длине
- Выходной конвейер для готовой продукции
Современные регулируемые трубопрокатные линии имеют серводвигательные приводы, ПЛК управления и Сенсорные экраны HMI для управления процессом и быстрой смены диаметров.
Таблица 3. Основные компоненты трубопрокатной линии
| Компонент | Назначение |
|---|---|
| Разматыватель | Удерживает и подает рулонный/листовой материал |
| Предварительное выпрямление | Устранение кривизны катушки |
| Накопитель | Поддерживает постоянное напряжение материала |
| Прокатные станции | Гибочные штампы для постепенного формирования профиля |
| Направляющие для формовки | Поддержка формы при изгибе |
| Постформирующая часть | Калибровка и определение размеров |
| Пресс для отсечки | Обрезка труб по длине |
| Выходной конвейер | Транспортировка готовых труб |
Технические характеристики трубопрокатного станка
Основными характеристиками, которые необходимо учитывать при выборе трубопрокатного оборудования, являются:
Производительность рулонов
- Максимальная ширина полосы - до 1000 мм
- Толщина материала - до 3 мм
- Минимальный/максимальный диаметр - от 50 мм до 300 мм.
Скорость производства
- Диапазон скоростей - от 10 до 100 футов/мин
- Зависит от типа и толщины материала
Приводы и системы управления
- Сервоприводные или редукторные двигатели на каждой станции
- Логические системы управления ПЛК с интерфейсом оператора HMI
- Позволяет программировать различные рецепты формования
Конструкция ролика
- Обычно 2-3 верхних ролика, 2-3 нижних ролика на станцию
- Закаленная инструментальная сталь или алюминиевая бронза
- Быстросменные роликовые кассеты обеспечивают гибкость
Площадь пола
- Длина - обычно от 15 до 30 футов
- Ширина - от 6 до 8 футов для основной секции валковой формовки
Подробные технические характеристики станка следует получить у производителя оборудования. Для труб специальных размеров возможен заказной инжиниринг.
Таблица 4. Типовые технические характеристики трубопрокатных станков
| Параметр | Типовой диапазон |
|---|---|
| Максимальная ширина полосы | До 1000 мм |
| Толщина материала | До 3 мм |
| Диапазон диаметров | от 50 до 300 мм |
| Скорость производства | 10 - 100 футов/мин |
| Приводы | Серводвигатели или двигатели с редуктором |
| Средства управления | ПЛК с программируемым терминалом |
| Роликовые станции | 2-3 верхних, 2-3 нижних ролика |
| Роликовые материалы | Инструментальная сталь или алюминиевая бронза |
| Площадь пола | 15 - 30 футов (Д) x 6-8 футов (Ш) |
Приложения и примеры использования
Роликовая формовка труб позволяет эффективно производить цилиндрические трубы во многих отраслях промышленности и сферах применения:
Производство и изготовление
- Конструкционные трубы для строительства, мебели, транспорта
- Гидравлические и пневматические цилиндры, оси
- Выхлопные трубы и трубки
- Детали медицинского оборудования, например кислородные баллоны
ОВК и сантехника
- Трубы горячего и холодного водоснабжения
- Дренажные, сточные и вентиляционные трубы
- Наборы линий кондиционирования воздуха
- Холодильные трубопроводы
Промышленное оборудование
- Системы технологических трубопроводов
- Системы обработки материалов, такие как конвейеры
- Башни, резервуары, котлы, теплообменники
- Трубопроводы для горнодобывающей и нефтегазовой промышленности
Автомобильная промышленность и транспорт
- Рамы, крыши, бамперы
- Топливные, тормозные и гидравлические трубопроводы
- Колеса, оси, стойки, глушители
Валковая формовка труб позволяет быстро изготовить трубы с индивидуальной геометрией для прототипов или малосерийного производства.
Таблица 5. Области применения и варианты использования трубопрокатного оборудования
| Промышленность | Типовые применения |
|---|---|
| Производство | Конструкционные трубы, цилиндры, выхлопные трубы |
| ОВК и сантехника | Водопроводные трубы, сливы, трубопроводы кондиционеров |
| Промышленное оборудование | Технологические трубы, погрузочно-разгрузочные работы, башни |
| Автомобильная промышленность | Рамы, топливопроводы, оси, колеса |
Выбор поставщика трубопрокатного станка
При выборе поставщика трубопрокатного оборудования необходимо учитывать следующие ключевые факторы:
- Опыт - Ищите авторитетную компанию с проверенным опытом в области валковой формовки.
- Персонализация - Поставщик должен предложить индивидуальное проектирование комплектов валков под размеры труб вашего изделия.
- Качество - При изготовлении роликов производитель должен использовать прецизионную обработку и качественные материалы.
- Средства управления - Современные ПЛК и сервоприводы обеспечивают точность и гибкость рецептуры.
- Обучение - Поставщик должен предложить обучение операторов правильной настройке и обслуживанию машины.
- обслуживание - Обратите внимание на наличие полной сервисной поддержки, включая контракты на техническое обслуживание и поставку запасных частей.
- Расходы - Сравните цены различных поставщиков, но при этом учитывайте опыт, качество и услуги.
- Доставка - Производитель должен обеспечить надежные сроки проектирования/изготовления валковой оснастки и монтажа оборудования.
При выборе поставщика рекомендуется получить рекомендации от прошлых клиентов и посетить производственные мощности производителя.
Таблица 6. Рекомендации по выбору поставщика валковой машины
| Параметр | Рекомендации |
|---|---|
| Опыт | Выбор опытного специалиста по валковой формовке |
| Персонализация | Предложение по проектированию валкового инструмента по индивидуальным заказам |
| Качество | Используются высококачественные компоненты с прецизионной механической обработкой |
| Средства управления | Новейшие системы управления ПЛК и сервоприводы |
| Обучение | Обеспечить обучение операторов |
| обслуживание | Предлагать сервисную поддержку и запасные части |
| Расходы | Сравнивайте цены, но учитывайте и стоимость |
| Доставка | Надежные сроки проектирования, изготовления, поставки |
Монтаж и эксплуатация трубопрокатных станков
Правильная установка и эксплуатация - залог максимальной производительности и качества трубопрокатной системы. Вот некоторые примеры лучших практик:
- Проведение приемо-сдаточных испытаний и контроля при поставке до принятия права собственности
- Позволить техническим специалистам производителя выполнять монтаж и ввод в эксплуатацию оборудования
- Обеспечьте достаточное пространство вокруг оборудования для загрузки рулонов и выгрузки труб
- Выровняйте машину и закрепите ее болтами, чтобы избежать вибрации
- Подключение электропитания, пневматики и органов управления машиной в соответствии с требованиями
- Загрузка оснастки, направляющих и валков в соответствии с рецептурой формования
- Выполнение тестовых испытаний и пробных партий продукции для подтверждения работоспособности
- К работе на валковой линии допускается только персонал, прошедший соответствующее обучение
- Соблюдайте все правила техники безопасности и пользуйтесь защитными средствами во время работы
- Проведение профилактического обслуживания и проверок в соответствии с руководством по эксплуатации для обеспечения максимального времени безотказной работы
- Запланируйте регулярное техническое обслуживание и замену роликов в зависимости от наработки
- Поддерживайте чистоту и не допускайте разлива масла, чтобы избежать опасности скольжения.
Соблюдение инструкции по эксплуатации производителя является важнейшим условием безопасной и оптимальной формовки труб.
Таблица 7. Рекомендации по монтажу и эксплуатации трубопрокатного станка
| Задача | Процедура |
|---|---|
| Приемочные испытания | Тщательный осмотр оборудования при поставке |
| Установка | Разрешить установку специалистам производителя |
| Космос | Обеспечьте достаточное пространство вокруг машины |
| Нивелир | Выровняйте и закрепите машину болтами |
| Соединения | Подключение электрических, пневматических систем, систем управления |
| Инструментальная оснастка | Загрузка правильной оснастки в соответствии с листами наладки |
| Пробные запуски | Тестовый запуск машины и проверка работоспособности |
| Операция | Допускать к работе только обученный персонал |
| Безопасность | Соблюдайте все правила техники безопасности |
| Техническое обслуживание | Выполнение профилактического обслуживания в соответствии с графиком |
| Роллы | Планирование замены роликов в зависимости от наработки |
| Ведение домашнего хозяйства | Поддерживать чистоту и не допускать скольжения |
Техническое обслуживание трубопрокатного оборудования
Для поддержания оптимальной производительности трубопрокатного станка требуется регулярное профилактическое обслуживание. Основные виды технического обслуживания включают:
Ежедневные проверки
- Очистите трубопровод и проверьте на наличие утечек масла
- Подтверждение надлежащего уровня гидравлической жидкости
- Проверка операций по погашению катушки и отрезанию трубы
- Убедитесь в чистоте электрических шкафов и работоспособности вентиляторов
Проверка роликов
- Проверьте ролики на износ с помощью калибровочных колодок или щупов
- Замените изношенные ролики, чтобы предотвратить появление царапин и отметин
- Смажьте подшипники и проверьте их на наличие шума/ослабления
Обслуживание привода
- Смажьте подшипники двигателя и проверьте муфты
- Проверьте натяжение ремня и центровку шкивов
- Проверьте правильность уровня смазки в редукторе
Панель управления
- Очистите корпус и проверьте соединения проводов
- Проверьте состояние батареи ПЛК и модуля ввода/вывода
- Проверка работы экрана и сенсорных функций HMI
Системы безопасности
- Проверка кнопок аварийного отключения и блокировок дверей
- Осмотр защитных и предохранительных устройств
- Убедитесь в том, что световые завесы и тяговые шнуры исправны
Рекомендуется документировать все работы по техническому обслуживанию. Капитальный ремонт должен проводиться ежегодно.
Таблица 8. Рекомендуемые работы по техническому обслуживанию трубопрокатных станков
| Частота | Задачи технического обслуживания |
|---|---|
| Ежедневно | Очистка трубопровода, проверка герметичности, проверка жидкости |
| Еженедельник | Проверка и смазка роликов |
| Ежемесячно | Техническое обслуживание двигателей/приводов |
| Ежеквартально | Проверка панели управления и безопасности |
| Ежегодно | Капитальный ремонт и сервисное обслуживание |
Поиск и устранение неисправностей при прокатке труб
К числу распространенных проблем, которые могут возникнуть при использовании трубопрокатных машин, относятся:
Дефекты формы труб
- Регулировка роликов для обеспечения надлежащего угла изгиба и расстояния между ними
- Проверьте выравнивание и положение направляющих для формовки
- Увеличение калибровки после формования, если стены имеют волнистую форму
Поцарапанная/маркированная поверхность
- Замена изношенных роликов
- Обеспечение надлежащей смазки роликов
- Регулировочные ролики зацепляются слишком плотно
Износ или повреждение роликов
- Немедленно замените поврежденные рулоны
- Во избежание перегрева от трения - используйте смазку
- Обеспечение надлежащей твердости и шероховатости поверхности
Проблемы с натяжением ленты
- Проверьте правильность натяжения тормоза разматывателя
- Убедитесь, что аккумулятор движется плавно
- Увеличение/уменьшение давления на прижимные валики
Проблемы с перфоратором или отсекателем
- Регулировка глубины хода пуансона и правка матрицы
- Замена изношенных/отломанных пуансонов и матриц
- Проверка зазора и остроты лезвия ножниц
Если ошибки не исчезают, обратитесь к руководству по эксплуатации оборудования и производителю. Оперативное устранение неисправностей позволяет максимально увеличить время безотказной работы.
Таблица 9. Рекомендации по устранению неисправностей трубопрокатного станка
| Выпуск | Потенциальные причины |
|---|---|
| Дефекты формы | Неправильные углы наклона валов, направляющие, калибровка |
| Царапанная поверхность | Изношенные или неправильно установленные ролики |
| Повреждение роликов | Перегрев, неправильная твердость |
| Проблемы с напряжением | Тормоз разматывателя, аккумулятор, прижимы |
| Проблемы с перфоратором/отрезным устройством | Изношенная или неправильно настроенная оснастка |
Преимущества и ограничения трубопрокатного формования
Некоторые основные преимущества трубопрокатных станков:
- Высокая производительность - Скорость производства до 100 футов в минуту
- Гибкость - Быстрый переход с одного диаметра на другой
- Последовательность - Точное повторяемое качество формования
- Эффективность - Экономичность при средних и больших объемах
- Simplicity - Компактное оборудование с удобными органами управления
- Экономия материалов - Низкий процент брака по сравнению со сваркой
Следует учитывать ограничения:
- Высокая первоначальная стоимость - Требуются большие инвестиции в оборудование
- Фиксированные диаметры - Частое изменение размеров не является оптимальным
- Более толстые материалы - Ограничение по толщине - около 3 мм
- Короткие отрезки труб - Максимальная длина обычно составляет 20-25 футов
При небольших и средних объемах производства более подходящими могут оказаться альтернативные методы, например, трубогибочные станки. Формы поперечного сечения также ограничены круглыми или простыми профилями.
Таблица 10. Сравнение преимуществ и ограничений трубопрокатного производства
| Преимущества | Ограничения |
|---|---|
| Высокие производственные показатели | Значительная первоначальная стоимость |
| Гибкость в выборе диаметров | Частые изменения размеров не идеальны |
| Постоянное качество | Толщина материала не более 3 мм |
| Экономическая эффективность в объемах "средний+ | Ограничение на короткие длины труб |
Стоимость трубопрокатного станка
Оборудование для прокатки труб представляет собой крупные капиталовложения. Вот некоторые типичные факторы стоимости:
- Фиксированный и регулируемый - Станки фиксированного размера стоят от $75 000. Регулируемые универсальные станки стоят от $150 000.
- Уровень производства - Максимальная скорость производства влияет на стоимость. Системы со скоростью 100 футов в минуту в 2 раза дороже систем со скоростью 50 футов в минуту.
- Длина линии - Увеличение количества роликовых станций и функций увеличивает длину и стоимость.
- Персонализация - Специальные размеры труб или дополнительная автоматизация увеличивают стоимость.
- Репутация бренда - Ведущие производители, такие как Formtek, Samco, Meteor, устанавливают более высокие цены.
- Расположение - Цены варьируются в зависимости от региона в связи с доставкой, импортными пошлинами и т.д.
Многие поставщики также предлагают восстановленное или бывшее в употреблении трубопрокатное оборудование по более низкой цене для бюджетных покупателей. Возможны также варианты лизинга, позволяющие распределить платежи во времени.
Таблица 11. Учет затрат на оборудование для формовки трубных валков
| Фактор | Типичное влияние на цену |
|---|---|
| Фиксированный и регулируемый | Фиксированный: $75k+. Регулируемый: $150k+ |
| Скорость производства | 2-кратная стоимость при 2-кратной максимальной скорости |
| Длина линии | Увеличение количества станций и функций повышает стоимость |
| Персонализация | Специальные размеры или автоматизация - дополнительные расходы |
| Репутация бренда | Ведущие бренды устанавливают более высокие цены |
| Расположение | Расходы на доставку, пошлины и т.д. зависят от региона. |
Производители трубопрокатных станков
К числу ведущих мировых производителей оборудования для формовки трубных валов относятся:
- Formtek - США. Предлагает регулируемые рулонные формовочные линии Maxibend.
- Самко Машинери - Канада. Поставляет регулируемые и нестандартные роликовые формовщики.
- Метеорная роликовая штамповка - Италия. Специализируется на высокоскоростной валковой формовке.
- Шанхайская роликовая формовка - Китай. Бюджетные валковые линии и комплектующие.
- Рулонное формование Юпитер - Индия. Станки для прокатки различных профилей.
- Curto Roll - Испания. Европейские стандарты проектирования и качества.
Конечные пользователи должны оценивать поставщиков с учетом их опыта, возможностей настройки, стоимости и сроков поставки.
Таблица 12. Основные производители оборудования для формовки трубных валов
| Компания | Описание |
|---|---|
| Formtek | США - регулируемые рулонные формовочные линии Maxibend |
| Самко Машинери | Канада - Регулируемая и индивидуальная формовка рулонов |
| Метеорная роликовая штамповка | Италия - Высокоскоростное валковое формовочное оборудование |
| Шанхайская роликовая формовка | Китай - Бюджетные валковые линии и комплектующие |
| Рулонное формование Юпитер | Индия - Станки для изготовления различных конструкционных профилей |
| Curto Roll | Испания - Европейские инженерные стандарты |
Часто задаваемые вопросы по трубопрокатному станку
Вопрос: Трубы каких размеров можно формировать на вальцовочных станках?
О: Типичный диапазон размеров - от 50 мм до 300 мм в диаметре и до 3 мм в толщину. Нестандартные комплекты валков позволяют изготавливать специальные размеры большего или меньшего размера.
Вопрос: Сколько времени требуется для перехода на трубы другого диаметра?
О: На регулируемых универсальных машинах с быстросменными кассетами для рулонов переключение размеров обычно занимает 15-30 минут.
Вопрос: Из каких материалов могут быть изготовлены трубы?
О: Наиболее распространенными материалами являются сталь, нержавеющая сталь, алюминий, медь и их сплавы. Более мягкие металлы и пластмассы также могут быть подвергнуты валковой формовке с помощью специальной оснастки.
Вопрос: Как производится резка профилированных труб по длине?
О: На выходном конце обычно устанавливается отрезной пресс или летучие ножницы для резки непрерывно формируемых труб на заданные отрезки.
Вопрос: Предполагает ли трубопрокатное производство сварку?
Ответ: В самом процессе формовки сварка не требуется. Однако для производства непрерывных спиральношовных труб сварка может быть добавлена в линию.
Вопрос: Как качество труб, изготовленных методом роликовой формовки, отличается от качества сварных труб?
Ответ: При роликовой формовке получается очень равномерная толщина стенки и механические свойства по всей длине с гладкими внутренней и наружной поверхностями. Качество сварных труб зависит от используемого процесса сварки.
Вопрос: Какие факторы влияют на скорость работы вальцовочного станка?
О: Максимальная скорость зависит от толщины материала, предела текучести, диаметра, количества станций прокатки и мощности двигателя. Более тонкие и меньшие диаметры можно формовать быстрее.
Вопрос: Насколько громко работают трубопрокатные станки?
О: Вблизи оборудования уровень шума обычно составляет около 80-85 децибел. Для обеспечения безопасности и комфорта оператора рекомендуется использовать звукоизолирующие кожухи или шумозащитные барьеры.
Вопрос: Требует ли трубопрокатное производство операций вторичной отделки?
Ответ: Минимальная отделка необходима, так как в процессе обработки получаются гладкие поверхности. В зависимости от условий применения может потребоваться снятие заусенцев, обрезка кромок или развальцовка торцов.