Довольно долго откладывал написание этого материала, потому что тема правки очень непростая. Именно в вопросе подбора подходящего ровнителя, на мой взгляд, встречается наибольшая степень недопонимания между поставщиком и заказчиком. Чаще всего я встречаюсь с обсуждениями встраиваемого правильного оборудования. Это когда ровнитель является частью линии резки или линии профилирования металла. Так или иначе, заказчик хочет, как можно более универсальное, эффективное и «всеядное» устройство, поставщик же нередко лукавит, скрывая массу не очевидных нюансов, которые не позволяют назвать большинство встроенных в рулонные линии устройств ровнителями в полном смысле этого слова.

Так вот, эти самые «недоровнители» предлагаю именовать устройства предварительной правки или УПП для краткости. Здесь я нисколько не хочу умалить достоинства и полезности устройств данного типа. Просто я хочу четко определить их назначение и дать понять, что устройствами для исправления дефектного металла их считать не стоит. Общая отличительная черта УПП – отсутствие опорных валов. Обратите внимание! Это очень важный момент!

Это схема встраиваемого шестивалкового УПП производства компании Forstner Maschinenbau GmbH. Как видите ни сверху, ни снизу никаких дополнительных опорных и промежуточных валов (контр-валов) не наблюдается.  Такое строение значительно упрощает как конструкцию машины, так и процесс выпрямления металла. Все, на что мы можем здесь рассчитывать, по большей части – исправление продольной кривизны отрезаемых листов. Продольная кривизна, так или иначе, проявляется вследствие рулонного хранения металла.

Конечно, все зависит от режимов производства рулонного материала. Но практика показывает, что любой рулон «дарит» листу такого рода память – где-то в большей, где-то в меньшей степени. Специфика такой «рулонной» продольной кривизны в том, что, как правило, деформационные воздействия воспринимают внешние слои материала (верхний слой расширяется, нижний сжимается). Условный средний слой, по которому проходит нейтральная линия или ось (вспомните, я упоминал уже о ней в материалах по гибке) практически не затрагивается. Это позволяет говорить о том, что перед нами так называемая упругая деформация, то есть самая нестрашная. Следовательно, она может быть исправлена в обычном режиме – с использованием УПП.

Для того чтобы определить такой дефект, посмотрите на отрезанный лист сверху. Несмотря на продольное коробление, сверху он должен оставаться прямоугольным. Ниже смотрите изображение идеально продольно искривленного листа.

Так вот – такую кривизну УПП и призваны исправлять. Это стандартное явление, возникающее при стандартных условиях. Будьте уверены, в диапазоне толщин, указанном в характеристиках линии, эта деформация будет успешно исправлена. Но это, как я уже отметил – идеальная ситуация. На практике, рулонный металл на каждом шагу преподносит сюрпризы. Но об этом чуть позже.

УПП располагаются вначале линии рулонной обработки, между приемными валами или блоком центрирования материала и режущей группой (слиттер, гильотина). Таким образом, весь процесс предварительной правки происходит до разделительных операций. Это позволяет, прежде всего, упростить подачу материала к правильным валам. Важным моментом здесь является наличие валов подачи и вывода металла и создаваемое за счет небольшой разницы вращательных моментов дополнительное натяжение.

Важным моментом является и взаимное расположение верхних и нижних правильных валов. Для тонкого металла предусматривается наклонное расположение верхних валов относительно нижних. Причем максимальный угол наклона на входе металла, минимальный – на выходе.

Последний верхний вал по ходу движения металла (3в) обычно располагается в высшей точке. Величина зазора между последними верхним (3в) и нижним (3н) валами, как правило, равняется толщине обрабатываемого металла.

Максимально возможная глубина (z_w) перекрытия первого верхнего вала (1в) и первого нижнего (1н) вычисляется по формуле:

Где R_w – радиус правильного вала, s – толщина металла, t_w – половина расстояния между правильными валами.

Таким образом, мы получаем поступательный знакопеременный изгиб металла с постепенным увеличением радиуса гибки от первого вала к последнему.

Конечно, важно не переборщить с глубиной перекрытия первой пары валов. Ясно, что чем больше у нас текучесть материала, тем меньше будет перекрытие. Важно найти эти самые значения для каждого типа металла, для каждой партии.

Очевидно, что можно привязать формулу z_w к пределу прочности правильных валов, чтобы в упрощенном виде вывести корректировочный коэффициент для разных типов металла по пределу прочности.

Так, при полученном значении z_w = 20,59мм (при R_w = 35мм, s = 1мм, t_w = 50мм) для правильных валов из инструментальной стали с пределом прочности 1000 Н/мм² и выправляемого материала из стали с пределом прочности 400 Н/мм² можем высчитать корректировочный коэффициент k_z = 1000/400 = 2.5 и определить начальную максимальную глубину перекрытия, как 20,59/2,5 = 8,2 мм. Но это максимум – учтите!

Что же будет, если мы зададим чрезмерную величину перекрытия в УПП? В местах крепления валов (по краям листа) мы получим чрезмерное усилие и, как следствие, растяжение металла. Середина же, как самое слабое звено (помните, у нас там нет никаких опор), не выдержит натиска распирающих усилий от воздействия металла и прогнется вверх и вниз соответственно.

В итоге на выходе мы получим лист примерно такой формы.

Кстати, прошу любить и жаловать – один из самых отвратительных дефектов рулонного металла – краевая волнистость. Объясняется все просто – вы задали чрезмерную деформацию по краям и теперь края стали длиннее, чем середина листа. В случае если у вас под рукой только УПП (без опорных валов в центре) – с серединой сделать вы ничего не сможете и такой лист можно смело выбрасывать.

Ту же самую краевую волну вы получите, если материал будет слишком толстым. То же самое – валы прогнутся, сдавят края и все.

Именно такое однажды произошло у одного моего заказчика, который на линии резки до 1 мм, на УПП с шестью валами правки, диаметром 70мм пытался выправить сталь 1,2 – 1,5 мм толщиной. Получалось так: выставляет он маленькое значение – никакого эффекта, выставляет больше – волна. Его главный аргумент базировался на том, что линия режет 1,5 мм при меньшем количестве продольных ножей. Но ведь от изменения количества ножей УПП не становится мощнее. И ничего тут не поделаешь.

Также проблемы возникают, когда пытаются править металл меньшей ширины на близких к максимальным значениях. В этом случае, как вы понимаете, волна образуется с одной стороны, что ничем не лучше рассмотренного ранее случая.

Поэтому прошу вас всегда тщательно продумывать техническое задание, продумывать все технологические процессы, заглядывать в будущее. Особенно, когда дело касается правки листа.

Итак, резюмирую. Устройства предварительной правки (УПП) простые, эффективные и, тем не менее, необходимые машины. Как правило, они встраиваются в состав линии обработки рулонного металла. Диапазон толщин для таких устройств 0,4 – 4мм. Большое значение имеет диаметр правильных валов и расстояние между ними. Верхние валы УПП располагаются в рабочем состоянии под углом к нижним, иначе тонкий металл воздействий не воспримет. Работают УПП с нормальным (не дефектным) металлом и призваны нивелировать остаточную упругую деформацию – выпуклое продольное  коробление, которое является следствием хранения металла в рулоне.

На этом пока все. Дальше мы поговорим о правильных машинах, призванных бороться с настоящими дефектами листового металла, об их отличиях от УПП и об их различиях в принципе.

При подготовке информации я использовал:   1. Metal Forming Handbook /Schuler (c) Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998г;   2. А.З.Слоним, А.Л.Сонин “Правка листового и сортового металла” 1980г; Е.Н.Мошнин “Гибка и правка на ротационных машинах” 1967г.

печать/PDF/e-mail