Дефекты вальцовки: овальность, пружинение и смещение

Вальцы могут иметь достаточную номинальную мощность и всё же выдавать цилиндр с чрезмерной овальностью, пружинением, несовпадающими кромками, длинными плоскими участками или неравномерной кривизной.

Большинство дефектов гибки листа на вальцах возникает из-за сочетания материала, подготовки заготовки, предварительной подгибки, настройки валков, состояния станка, обращения с листом и измерений. Сначала диагностируйте симптом, прежде чем увеличивать давление. Фиксируйте марку и толщину материала, положения валков, последовательность проходов, измеренные диаметры и то, что изменилось; иначе каждая корректировка превращается в очередную неконтролируемую пробу.

Быстрая диагностическая таблица

1. Овальность и некруглые цилиндры

Овальность означает, что круглое поперечное сечение некруглое; готовая деталь не является «сплюснутым сфероидом». На чертежах может ограничиваться абсолютный разброс диаметра, Dmax – Dmin, или использоваться процент, например (Dmax – Dmin) / Dnom x 100. Используйте определение и метод измерения, указанные в чертеже или применимом стандарте.

Например, Dmax = 1002 mm и Dmin = 998 mm дают разброс 4 mm. Пройдёт ли это, зависит от заданного предела, температуры измерения, осевого сечения и от того, открыт ли шов, прихвачен или полностью сварен.

Рисунок 1. Некруглая гнутая обечайка. Измеряйте диаметр в заданных положениях по циферблату и более чем в одном осевом сечении.

Почему возникает овальность

• Положения левого и правого валков, давление или опора не согласованы.
• Лист имеет переменную толщину, предел текучести, плоскостность или остаточное напряжение по ширине.
• Последний проход не распределил кривизну равномерно перед разгрузкой.
• Цилиндр не имел опоры во время разгрузки и изменил форму под собственным весом.
• Износ валков, загрязнение, прогиб или плохая параллельность изменяют линию гибки.
• Последовательность сварки и вводимое тепло создают вторичную деформацию после гибки.

Как исправить овальность

Отметьте места наибольшего и наименьшего диаметра, проверьте измерительный инструмент и отделите ошибку гибки от деформации при сварке или обращении. Проверьте заготовку, параллельность валков, обратную связь по положению слева/справа и опоры. Корректируйте постепенно несколькими измеряемыми проходами; сильное локальное обжатие без контролируемого плана может переместить дефект, а не устранить его.

2. Пружинение после разгрузки

Во время гибки лист подвергается упругой и пластической деформации. Когда внешняя сила снимается, часть упругой деформации восстанавливается, поэтому радиус увеличивается, а цилиндр раскрывается.

Рисунок 2. Обечайка раскрывается после снятия давления валков, поэтому диаметр после разгрузки больше формы под нагрузкой.

Рисунок 3. Последовательность пружинения от нагружения и упругопластической деформации до упругого восстановления и большего конечного радиуса.

Более высокий предел текучести, большое отношение радиуса к толщине, переменное состояние материала и недостаточная пластическая деформация обычно увеличивают сложность корректировки. Направление и величину необходимо определять на том же материале и геометрии; универсальный процент перегиба ненадёжен.

Как контролировать пружинение

• Используйте прослеживаемую первую деталь и записывайте измерения под нагрузкой и после разгрузки в одних и тех же отмеченных позициях.
• Применяйте небольшие корректировки перегиба, разгружайте и повторно измеряйте; не переходите сразу к большому значению компенсации.
• Используйте многопроходную гибку там, где материал и станок выигрывают от постепенной деформации.
• Храните марку материала, толщину, партию/плавку и настройки валков вместе с сохранённой программой или картой настройки.
• Используйте точную обратную связь по положению валков и повторяемые измерения для воспроизведения проверенной корректировки.

3. Несовпадение, увод листа и неровные концы

Несовпадение возникает, когда лист не сохраняет заданную траекторию, оставляя неровные концы, перекошенную ось, конусность или шов, который не сходится правильно.

Рисунок 4. Несовпадение может начаться со смещённой заготовки, увода листа, непараллельных валков, неравного давления или плохой кромки заготовки.

• Убедитесь, что заготовка прямоугольная, плоская и размечена надёжной осевой линией и базой по кромке.
• Выровняйте заготовку по базе станка до её входа в зону зажима.
• Проверьте параллельность валков и индикацию положения слева/справа в соответствии с утверждённой процедурой технического обслуживания.
• Поддерживайте длинный или тяжёлый лист, чтобы гравитация и движение крана не уводили его в сторону.
• Если лист начинает уводить, безопасно остановитесь и исправьте настройку небольшими шагами. Не тянитесь в движущийся лист и не ждите до последнего прохода.
• Сравните одинаковые настройки с обеих сторон; если требуемое смещение постоянно меняется, исследуйте заготовку и станок, а не пытайтесь догнать его большими корректировками.

4. Вмятины, царапины и следы давления на поверхности

Вмятины и царапины обычно связаны с загрязнениями, повреждёнными поверхностями валков, чрезмерным локальным давлением, заусенцами, окалиной или неровным листом.

Рисунок 5. Локальные следы давления на гнутой обечайке. Их повторяющийся шаг может помочь определить валок или место загрязнения, которые их создали.

• Очистите и осмотрите лист, поверхности валков, опоры и грузоподъёмное оборудование перед гибкой.
• Удалите заусенцы, твёрдую окалину и сварочные брызги утверждённым методом подготовки.
• Сопоставьте повторяющиеся следы с окружностью валка или контактом опоры, чтобы найти источник.
• Установите достаточное давление для контролируемого формования, но не используйте избыточную нагрузку для компенсации плохого сцепления или выравнивания.
• Для нержавеющей стали, алюминия, полированного или покрытого листа согласуйте чистоту валков и совместимый метод защиты, который не будет скользить, оставлять отпечатки, загрязнять или попадать в зону зажима.
• Проверьте положения слева/справа и нагрузку опор, если следы появляются только с одной стороны.

5. Плоские концы и неравномерная кривизна

Плоский конец остаётся, когда кромка шва не может достичь зоны гибки между точками касания валков или недостаточно предварительно подогнута. Это проблема геометрии и процесса, а не просто недостаток усилия. Сравните оба плоских конца, радиус предварительной подгибки, расстояние между нижними валками и утверждённую последовательность переворота или одной настройки.

Используйте руководство по вальцам 3-валковые против 4-валковых чтобы сравнить, как каждая компоновка удерживает и предварительно подгибает лист.

Последовательность устранения неисправностей по принципу «отказ-закрыто»

Не увеличивайте давление валков, пока не проверены материал, заготовка, измерения, выравнивание и мощность. Изменение давления может скрыть первый симптом, добавив повреждение поверхности, перегрузку или другую геометрическую ошибку.

Записывайте достаточно данных для повторения исправления

• Модель станка, конфигурация валков, контроллер/программа и положения слева/справа.
• Стандарт материала, марка, партия/плавка, предел текучести если известен, толщина и ширина.
• Целевой внутренний/наружный диаметр, состояние шва, допустимая овальность и предел плоского конца.
• Метод предварительной подгибки, последовательность проходов, скорость, метод поддержки и условие разгрузки.
• Dmax/Dmin, положения по циферблату, осевые сечения и измерения под нагрузкой/после разгрузки.
• Внесённое изменение, результат, принятая настройка и одобрение оператора/инспектора.

Отбирайте работы с малым радиусом с помощью руководства по минимальному диаметру гибки.

Сравните базовую геометрию на страницах W11 3-валковые вальцы для гибки листа, W11S универсальные вальцы для гибки листа и W12 4-валковые вальцы для гибки листа .

Просмотрите полный ассортимент вальцов для гибки листа и профилегибочных станков когда ограничение процесса указывает на другую конфигурацию.

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли овальность вызвана вальцами?

Нет. Остаточное напряжение материала, поддержка при разгрузке, прихватка, окончательная сварка и последующее обращение могут изменить круглость. Измеряйте на контролируемых этапах, чтобы изолировать причину.

Насколько нужно перегибать для пружинения?

Универсального процента нет. Начните с контролируемого теста на том же материале и геометрии, затем используйте небольшие измеряемые корректировки и сохраните принятые настройки.

Может ли более высокое давление исправить увод листа?

Обычно нет. Увод листа обычно является проблемой выравнивания, заготовки, поддержки или настройки слева/справа. Большее давление может увеличить повреждение, не исправив траекторию.

Почему следы давления повторяются с регулярным шагом?

Повторяющийся шаг может соответствовать окружности валка, повреждённой области валка, опорному колесу или застрявшему загрязнению. Отметьте лист и осмотрите соответствующую контактную поверхность.

Когда следует остановить производство из-за дефекта?

Остановитесь, когда отказывает устройство безопасности, лист движется непредсказуемо, станок показывает аномальный шум/нагрев/вибрацию, появляется трещина или утечка, или дефект не может быть исправлен в рамках утверждённого процесса.

Для диагностики конкретной модели, свяжитесь с BEIGEMA с фотографиями, чертежами, данными о материале, настройками и измерениями.