Vzhledem k přesnosti a snadnému zpracování se válcování kovových a válcových skořepin používá již několik set let a zůstává vždy aktuální. Moderní zařízení pro válcování kuželů a kompozitů se používají jak v průmyslovém měřítku, tak v domácnosti. V závislosti na typu stroje lze zpracování provádět nezávisle, pokud se naučíte vše o válcování a typech zařízení.

Co je to?

Válcování, koulení – jde o technologickou operaci nebo proces deformace různých plechů. Například cín, měď, ocel a také řada polymerních kompozitních materiálů. Při válcování se pásový materiál průchodem přes speciální rotující válce rovnoměrně ohýbá a získává určitý tvar. Výstupem jsou válcové, kuželovité a jiné kudrnaté výrobky v závislosti na typu a nastavení zařízení.

Při válcování se ve většině případů používá lisování za studena, paralelní ohřev obrobku se zpravidla provádí pouze při velkých objemech nebo zpracování silných listů materiálu.

Vzácněji se termín “válcování” používá v souvislosti s technologickým zpracováním kovových trubek, kdy dochází k deformaci krajního úseku řezu výrobku ke zvětšení nebo zmenšení průměru. Po zpracování jsou trubky, zpočátku stejného průměru, propojeny – jsou těsně zasunuty do druhé. Například při deformaci trubky podél poloměru pro její pevné a těsné upevnění v sedle trubkovnice výměníku tepla. Výpočet takového zpracování se provádí podle vzorce: D’ = D o + Δ + K × S, ve kterém:

  • D’ – indikátory vnitřního průměru obrobku po zpracování;
  • D o – vnitřní průměr krajního řezu před válcováním;
  • Δ je průměrová mezera mezi trubkou a trubkovnicí;
  • S je tloušťka stěny obrobku;
  • K je koeficient typu výměníku tepla, indikátor se pohybuje od 0,1 do 0,2.

Složitost tohoto typu válcování je dána dvěma hlavními technickými charakteristikami.

  1. Rozsah – rozdíl mezi počátečním vnitřním průměrem obrobku a rozměry, na které může být radiálně zvětšen, tedy deformován.
  2. Hloubka – délka samostatného úseku obrobku, na kterém je přípustné vytvářet deformaci.

Pro plnohodnotné válcování listového materiálu je podle požadavků GOST zapotřebí speciální zařízení – válcovací stroje. Typ zpracování, typ hotového výrobku, rychlost válcování, jakož i přesnost a další konstrukční ukazatele výrobků budou záviset na výkonu a technických možnostech zařízení.

Válcování má oproti jiným podobným metodám důležitou výhodu – proces deformace za studena neovlivňuje vlastnosti kovu, materiál si zachovává své původní vlastnosti a není narušena integrita jeho strukturních sloučenin. To je zvláště důležité při obrábění různých nepodobných kovových slitin.

Kde se používá?

Tento typ deformace kovu se používá pro zpracování a výrobu různých produktů. Například při přípravě hotových výrobků k lisování nebo jako primární zpracování. Válcování nepodléhají pouze plechy nebo slitiny, ale také trubky, tyče, profily, polymerní materiály z kaučukových směsí, plasty nebo plasty. Po válcování nebo tváření za studena se struktura materiálu stává hustší a jeho technické vlastnosti se výrazně zlepšují. V závislosti na typu a nastavení stroje se během zpracování získávají produkty ve formě:

READ
Jak skrýt ventilační šachtu v kuchyni?

S pomocí válcovacích zařízení dnes vyrábí širokou škálu produktů pro různé obory a oblasti činnosti:

  • válcové skořepiny;
  • kompozitní panely;
  • široké pásové pily;
  • Kanál pro klimatizace;
  • profilované kovové rohy;
  • dekorativní stavební prvky.

Nutné rolování nejen pro výrobu nových výrobků, ale také pro různé předběžné, doplňkové a následné druhy zpracování kovů a kompozitů – hutnění, mačkání nebo rovnání polotovarů. Na válcovacích zařízeních získává povrch polotovarů rovnoměrný lesk, jsou odstraněny nerovnosti a nerovnosti, materiál má stejnou tloušťku po celé rovině. Vzhledem k tomu, že polotovary mohou mít různé tvary a konfigurace, je pro vytvoření potřebného designu list podáván jedním ze tří směrů.

  1. příčný – při válcování dlouhých prvků trubkových výrobků s otevřeným koncem.
  2. Podélný – pro zpracování krátkých prvků a polotovarů otevřených trubek.
  3. Helical – pro výrobu výrobků, které nevyžadují následné svařování spoje.

Díky rozvoji moderních technologií, Technika válcování se používá v podnicích i doma pomocí miniaturních kompaktních ručních strojů a speciálních nástrojů. V tomto případě lze zařízení vyrobit nezávisle vlastníma rukama. Ve výrobních dílnách na válcování materiálů se používá profesionální velkorozměrová zařízení s elektrickým nebo hydraulickým pohonem.

Takové univerzální stroje umožňují vysoce kvalitní zpracování plošných materiálů velkých rozměrů – délky až 12 metrů a tloušťky až 10 milimetrů.

Přehled typů

Válcování se používá ke zpracování mnoha druhů materiálů, které se liší tvarem a strukturou. Specializovaná zařízení se proto mohou výrazně lišit v typu konstrukce, účelu a technických možností. Moderní válcovací stroje, jak pro profesionální průmyslové, tak pro domácí použití, jsou rozděleny do čtyř hlavních typů v závislosti na pohonném zařízení.

Ruční nastavení

Ruční stroje se používají především pouze v domácnosti pro domácí účely, v kusové výrobě nebo zpracování materiálu. Takové jednotky se snadno ovládají, pro práci s nimi nejsou potřeba žádné speciální znalosti a hlavně jsou autonomní a nepotřebují další napájení. Díky svým kompaktním rozměrům, vysoké spolehlivosti a odolnosti je zařízení velmi oblíbené mezi domácími řemeslníky a v malých dílnách v podnicích.

Základním pólem ručních válcovacích strojů je nízká cena s vysokou kvalitou zpracování. Instalaci můžete sestavit vlastníma rukama a udržet náklady na minimu. Hlavní nevýhodou ručního zařízení je, že neumožňuje zpracovávat materiály o tloušťce větší než 2 mm.. Důležitou nevýhodou je potřeba vynaložit značnou fyzickou sílu – poloha pohyblivého pracovního hřídele se nastavuje ručně, proces válcování, tedy přívod materiálu, se také provádí ručně.

Elektrické zařízení

U elektrických strojů je materiál napájen silovým elektromotorem a na jeho výkonu budou záviset schopnosti zařízení – rychlost práce, druhy zpracovávaných materiálů, rozměry samotného válcovacího zařízení. Elektrické rolovací stroje zjednodušují práci, ale kvůli nutnosti připojení k síti je omezena jejich mobilita. Obvykle, takové zařízení je trvale instalováno v prostorných dílnách, velkých výrobních zařízeních podniků. Elektrické stroje umožňují zpracování plošného materiálu o tloušťce 4-6 mm.

READ
Jak vyrobit biopalivo pro krb vlastníma rukama?

Mezi nedostatky jsou také zaznamenány značné náklady na elektřinu – pro snížení výrobních nákladů můžete použít zařízení s nízkým výkonem do 20 kW. Malý elektrický stroj se s úkolem tak rychle nevyrovná, ale ušetří elektřinu a sníží náklady na výrobky. Elektrické válcovací stroje s vysokým výkonem se obvykle používají pouze ve velkých průmyslových podnicích zaměřených na hromadnou výrobu nebo zpracování velkorozměrových obrobků.

Hydraulické stroje

Hydraulicky poháněné válcovací zařízení je nejvýkonnější svého druhu, zpracovává materiály až do tloušťky 10 mm. Hydraulické stroje patří do těžké třídy, výkonem a schopnostmi několikanásobně převyšují ruční a elektromechanické instalace. Hydraulicky poháněná zařízení se používají především ve velkých výrobních podnicích – energetických, strojírenských nebo lodních závodech.

Téměř všechny moderní hydraulické stroje jsou vybaveny řízením počítačového programu – CNC. Jednotky mají oproti jiným typům složitější konstrukci, která zahrnuje velké množství pracovních prvků.

Zařízení s hydraulickým pohonem má navíc velké rozměry, stroje jsou instalovány pouze trvale v prostorných místnostech. Ale na druhou stranu umožňují rychle a efektivně válcovat velké objemy výrobků při zachování vysoké přesnosti zpracování.

Nástroje a přípravky

Hlavní pracovní jednotkou každého odvalovacího zařízení je litý rám vyrobený z odolných kovových slitin nebo litiny. Na lůžku, jehož rozměry závisí na typu zařízení, je namontováno speciální deformační zařízení sestávající z několika podélných válců. Dva pracovní válce jsou pevně upevněny (jsou stacionární) a třetí nebo čtvrtý prvek zajišťuje otáčení obrobku během provozu. U některých strojů lze pohyblivé role pohybovat i vertikálně, což umožňuje zpracovávat širší škálu produktů a zpracovávat více druhů materiálů.

Horní role je na lůžku namontována tak, že takže v případě potřeby může být rychle odstraněn nebo překonfigurován pro výrobu produktů s různými sekcemi. Jeho nastavení se provádí speciálním nástrojem – jedním šroubem nebo mechanismem ráčnového typu a v automatických válcovacích strojích se tato akce provádí programově. Úpravou se rozumí změna technologických charakteristik zařízení – zvětšení nebo zmenšení mezery mezi válci. Použití speciálních válců s pracovními drážkami na povrchu umožňuje zpracovávat a ohýbat nejen plechový materiál, ale i kovové tyče nebo drát.

Ruční stroje jsou zpravidla vybaveny třemi válci, protože větší počet prvků komplikuje proces zpracování. Pokud je instalován čtvrtý válec, fyzická síla již nebude stačit k ohnutí řady materiálů. Počet válců na elektromechanickém válcovacím stroji je od 3 do 4, vše závisí na jejich velikosti a výkonu motoru. Všechny profesionální hydraulické jednotky jsou vybaveny čtyřmi pracovními hřídeli.

Pro práci s válcovacím zařízením nejsou potřeba žádné další nástroje, pouze u některých strojů mohou být k seřízení válců potřeba klíče určité velikosti.

Vlastnosti technologie

Bez ohledu na typ rolovacího zařízení, k zaoblování materiálu nebo obrobku dochází v důsledku třetího pohyblivého pracovního válce. Tvar budoucího výrobku, jeho poloměr bude záviset na jeho poloze a mezeře mezi ním a dvěma vodícími prvky – čím větší je vzdálenost mezi válci, tím větší je poloměr obrobku. Pokud jsou válce na stroji instalovány paralelně k sobě, získávají obrobky válcový tvar.

READ
Jak dezinfikovat vanu od plísní?

Při umístění třetí hřídele pod určitým úhlem bude tvar výrobků kuželovitý. Čtvrtý válec zajišťuje předběžné ohýbání plošného materiálu, u většiny moderních strojů je vybaven přídavným pneumatickým pohonem. V případě potřeby jsou stroje vybaveny rolemi s leštěným, pogumovaným nebo extra tvrdým povrchem.

O tom, co je válcování, se podívejte na další video.

Válečky pro ohýbání plechu se v zásadě používají k tomu, aby tvary obrobků byly: kulaté, válcové, oválné, kónické, polycentrické.

Válcovací stroje se používají pro práci s válcovaným kovem, používají je k provádění řízené podélné nebo příčné deformace pro výrobu široké škály výrobků. Používají se především jako válečky na plechy, ale mohou zpracovávat i téměř všechny profilové obrobky s plochým tvarem povrchu.

Válcový stroj je podle typu a účelu schopen ohýbat obrobky různých rozměrů a široké škály tlouštěk výchozího materiálu. Zakružovačky plechu proto mohou mít konstrukci od nejjednodušší ruční ohýbačky plechu se dvěma hřídeli, až po složitou CNC zakružovačku, která pojme až devět pracovních hřídelí.

Rozsah aplikace

Válečky pro ohýbání plechu se v zásadě používají k tomu, aby obrobky měly následující typy tvarů:

  • kolo,
  • válcový,
  • ovál,
  • kuželovitý,
  • polycentrický.

Například malá ohýbačka rolí dokáže vyrobit téměř všechny prvky z pozinkovaného plechu:

  • komíny,
  • vzduchové kanály,
  • ventilační systémy,
  • okapy.

Omezení rozsahu použití plechových válečků určují pouze jejich technické parametry:

  • rozměry a poměr průměrů hlavního a pomocného hřídele, které přímo ovlivňují minimální a maximální poloměr ohybu;
  • délka pracovních hřídelí, která určuje maximální šířku zpracovávaného plechu;
  • typ hřídelového pohonu, na kterém závisí tloušťka budoucího výrobku.

Technologické možnosti ohýbacích strojů určují také jejich konstrukční vlastnosti. Například výroba kónických a polycentrických výrobků přímo závisí na schopnosti měnit umístění pracovních hřídelů vůči sobě navzájem.

Typy válcovacích strojů

Hlavní klasifikace ohýbacích strojů na plechy je určena v souladu s jejich technologickými možnostmi, které přímo závisí na počtu pracovních hřídelí a jejich technických parametrech. Můžeme tak rozlišit tři nejrozšířenější typy ohýbaček plechu na trhu kovoobráběcích zařízení, které jsou založeny na válcích:

  • dvouválcový,
  • tříválcový,
  • čtyřválcový.

Válcové mlýny se také rozlišují podle typu pohonu:

  • mechanické válečky s ručním pohonem,
  • elektromechanické válce,
  • hydraulické válce.

Dvojité válečky

Dvojité válečky

Dvouválcové válečky pro výrobu jednoduchých válcových tvarů výrobků se začaly používat poměrně nedávno, a to především díky konstrukčním vlastnostem a technologickým inovacím použitým při jejich výrobě.

READ
Co je vyřezávaný beton?

Dvouválcové ohýbačky plechu se skládají z odolného rámu a dvou pracovních hřídelí umístěných paralelně k sobě přísně svisle. Horní je z leštěné oceli a má menší průměr. Spodní hřídel, typicky dvojnásobného průměru, sestává z ocelového jádra potaženého relativně měkkým povlakem z pryže nebo polyuretanu odolného proti opotřebení.

Během provozu spodní hřídel, schopný pohybu ve svislé rovině, tlačí plech obrobku proti horní hřídeli určitou silou a otáčí jej, čímž mu dává tvar ohybu. Ukazuje se, že minimální poloměr je určen průměrem horního válce a maximální poloměr ohybu je určen upínací silou spodní hřídele.

Nastavení takového stroje zahrnuje mechanické nastavení přítlačné síly hřídelí, čímž je možné nastavit požadovanou velikost poloměru válcového tvaru hotového výrobku.

Dvouválcové válce mají řadu významných výhod, jako jsou:

  • jednoduchost designu;
  • materiál obrobku není během provozu poškozen;
  • schopnost ohýbat listový materiál, který má na svém povrchu ražení, rytí nebo perforaci, bez zbytečné deformace;
  • schopnost zpracovávat měkké až tvrdé plošné materiály;
  • nepřítomnost nezakřivených rovných částí na okrajích hotového výrobku.

Úspěšná kombinace jednoduchosti a vyrobitelnosti umožnila vyrábět univerzální CNC stroje založené na dvouválcové konstrukci. To zase umožnilo plně automatizovat proces seřizování a centrování komprese pracovních hřídelí. Moderní technologie v kombinaci se softwarem na CNC dvouválcových ohýbačkách tak umožnily sériově vyrábět širokou škálu složitých kuželových a polycentrických tvarů hotových výrobků.

Jak funguje dvouválcová ohýbačka plechů, můžete vidět v tomto videu:

Tříválcové válečky

Princip činnosti tříválcových válců

Tříválcové válce jsou nejrozšířenější ze všech modelů na trhu zařízení pro ohýbání plechu. Navíc se zase dělí na:

  • symetrický,
  • asymetrické.

Ruční tříválcové válce mají zpravidla jednoduchou a lehkou konstrukci, která pracuje v symetrickém vzoru. Proto se často používají pro výrobu ventilačních prvků nebo vpustí přímo na místě instalace.

Tříválcové elektromechanické válečky

Tříválcová ohýbačka válců pracuje na principu válcování obrobku kolem horního válce. Je to hlavní pracovní hřídel a její průměr určuje minimální poloměr ohybu. Nastavení a maximální průměr poloměru válcového výrobku se provádí nastavením výšky horní hřídele vzhledem ke spodním válečkům. Ty jsou umístěny staticky v symetrickém vzoru, to znamená, že jsou upevněny ve stejných vzdálenostech vzhledem k hlavnímu hřídeli.

Tříválcové elektromechanické válce fungují stejně, jen s tím rozdílem, že jejich konstrukce je masivnější a na rozdíl od ručního zařízení je schopna zpracovat plech s pevností v tahu nad 50 kg/mm2, což umožňuje výrobu průmyslových -výrobky v měřítku.

Ruční tříválcové válce se používají pro zpracování měděných a hliníkových plechů, ale i pozinkovaných plechů nebo tenkovrstvých materiálů s maximální mez pevnosti do 50 kg/mm2.

Se všemi svými výhodami má konstrukce jak sériových, tak podomácku vyrobených modelů tříválcových ohýbacích strojů jednu významnou nevýhodu – při válcování zůstávají na hranách obrobku rovné úseky, i když nepříliš velké. Pokud to lze na relativně malých strojích vyrovnat umístěním dalšího pásu plechu v místě přetržení, pak na velkých ohýbačkách plechu musíte obrobek zaválcovat.

READ
Jak udělat zelený trávník?

Částečně za účelem minimalizace stávající nevýhody a také za účelem rozšíření sortimentu začali používat asymetrické rozložení spodních bočních válečků. Existují jednodušší konstrukce tříválcových ohýbacích strojů s jednou přestavitelnou spodní hřídelí a poměrně složité konstrukce se dvěma pohyblivými spodními hřídeli. Konstrukčním znakem tohoto schématu je, že spodní hřídel se může pohybovat vzhledem k hlavní pracovní hřídeli pod určitým úhlem k vertikální a horizontální rovině. Toto schéma nastavení umožňuje v důsledku nerovnoměrného nastavení spodní hřídele získat díly s kuželovitým tvarem.

Stojí za zmínku, že většinou řemeslníci nezávisle vyrábějí ruční válcovací stroj pomocí symetrického designu se třemi hřídeli. Jak funguje a jak funguje domácí tříválcová ohýbačka plechů se můžete podívat na následujícím videu:

Čtyřválcové válečky

Princip činnosti čtyřválcových válců

Čtyřválcové zakružovačky mají ve své konstrukci spodní přídavnou hřídel, která nejen zjednodušuje ohýbací procesy a umožňuje výrobu celého sortimentu výrobků, ale zároveň nemá nevýhody tříválcového předchůdce.

V zásadě se čtyřválcové hydraulické válce používají pro průmyslové zpracování válcovaného kovu o tloušťce 1,5 mm až 75 mm a bez ohledu na tloušťku plechu je možné vyrábět jak jednoduché válcové a oválné tvary, tak složité polycentrické výrobky.

Všechny moderní čtyřválcové zakružovačky jsou vybaveny číslicovým řízením, takže veškeré pracovní procesy, ale i seřizování a nastavování jsou plně automatizovány, což prakticky odstraňuje jejich výrobní nevýhody.

Provoz čtyřválcového válcovacího stroje můžete sledovat otevřením videa:

Oblíbení výrobci

Německo-italský koncern DEGstm, který má v Rusku plnohodnotné inženýrské centrum DEG Composite, vyrábí snad celý sortiment stávajících válcovacích zařízení. Produkty, které nabízejí, jsou zastoupeny následujícími technologickými řadami:

  • dvouválcové hydraulické ohýbačky řady MG F, které jsou schopné zpracovávat plošný materiál o pracovní délce od 530 do 2050 mm a tloušťce 2-4 mm s minimálním poloměrem 40 až 90 mm;
  • tříválcové hydraulické ohýbačky řady MG G, resp. pracující s parametry válcování plechu o rozměrech od 1250 do 3100 mm, tloušťce od 3 do 130 mm a průměru ohybu od 120 do 940 mm.
  • čtyřválcové hydraulické ohýbačky řady MG M, schopné zpracovávat plechy o rozměrech pracovní délky od 550 do 3100 mm, tloušťky od 1,5 do 75 mm a minimálního ohýbacího průměru od 70 do 680 mm.

Stroj od Prinzing GmbH

Konkurují také německé společnosti Prinzing GmbH, která nabízí celou řadu strojů pro válcování plechů.

Několik ruských výrobců je zastoupeno:

  • Voroněžská společnost “Enkor”, která nabízí tříválcové ohýbačky s ručním a elektromechanickým pohonem za konkurenceschopné ceny;

Moskevská strojírenská společnost “METAL MASTER”, která také vyrábí jednoduché tříválcové ohýbačky s ručním a elektromechanickým pohonem.