Эти станки чаще всего применяются для вальцовки в условиях домашнего использования. Их нельзя использовать для производства крупных партий изделий, однако они просты в эксплуатации и обладают высокой надежностью.
Вальцевание: особенности технологии
Что такое вальцевание? Вальцевание — это довольно распространенная процедура обработки металла, используемая для придания заданных размеров и форм как листовому металлическому материалу, так и трубам. Эти методы обработки имеют свои уникальные особенности, которые влияют на сам процесс и, в конечном итоге, на стоимость готового изделия.
В чем заключается суть технологии вальцевания? Вальцеванию могут поддаваться как сплавы, так и чистый листовой металл, прутки и многие другие материалы. Эта операция может выполняться не только в промышленных условиях, но и в быту. Для этого потребуется специальное оборудование и стремление к реализации задуманного.
Темы, затронутые в данной статье:
- Основы процесса вальцевания металла
- Области применения изделий, подвергнутых вальцеванию
- Технологический процесс завальцовки
- Особенности технологии завальцовки
Основы вальцевания металла
Вальцевание — это общее название для технологических процессов, связанных с пластическим деформированием как металлов, так и некоторых других материалов, включая композиционные. Заготовки, проходящие обработку, взаимодействуют с определенным количеством вращающихся валков, при этом они равномерно сгибаются и/или обретают заданную форму, такую как конус, цилиндр или плоская пластина.
В большинстве случаев вальцевание металлических заготовок осуществляется без предварительного нагрева, что называется холодным пластическим деформированием. Тем не менее, в случаях обработки листового металла больших ширин, массового производства изделий и т. д. может потребоваться одновременное применение высоких температур.
Данный метод широко применяется в технологической обработке трубного металлопроката, поскольку он позволяет изменять диаметр краев труб, создавая плотные соединения, при которых сегменты вставляются друг в друга. Например, вальцовка используется для надежной фиксации элементов решетки теплообменника, которые подверглись радиальной деформации.
Сложность вальцовки может варьироваться в зависимости от следующих факторов:
- разница между исходным и требуемым диаметром в процессе развальцовки;
- глубина обработки, то есть длина участка трубы, который должен подвергнуться пластической деформации.
В промышленности вальцевание металла выполняется на специализированном оборудовании, которое обеспечивает соответствие требованиям межгосударственных стандартов, известных как ГОСТы. Основные характеристики, возможности и мощность станков являются ключевыми факторами, влияющими на тип обработки, вид готовых изделий, точность, скорость выполнения вальцовки и конструкционные характеристики производимых деталей.
Широкое использование вальцевания труб и листового материала в различных секторах промышленности объясняется множеством преимуществ этой технологии по сравнению с другими методами обработки металлов. Ключевым моментом является то, что при холодном деформировании физико-химические свойства материала остаются неизменными — он сохраняет изначальные характеристики. Кроме того, этот метод не наносит ущерба кристаллической решетке металла, что особенно критично при вальцевании разнородных металлических сплавов.
Что такое вальцовка?
Вальцовка — это специализированный инструмент, используемый для ремонта теплообменников. Это продолговатая трубка, на конце которой находятся встроенные ролики, с одной стороны — муфта, а с другой — веретено. Он предназначен для увеличения диаметра труб. Существует множество типов и моделей вальцовок, каждая из которых предназначена для работы с различными диаметрами труб.
Для замены труб в теплообменниках вальцовка необходима. Старые трубы вынимаются из трубной решетки (они могут высверливаться, выколачиваться или вырезаться). После этого новые трубы вставляются обратно в трубную решетку. Для надежной и герметичной посадки необходимо увеличить диаметр новых труб, что и осуществляется с помощью вальцовки.
Если вы хотите узнать больше о том, как подобрать вальцовку для ремонта теплообменника, вы можете обратиться к НАШЕЙ СТАТЬЕ.
Как проходит процесс развальцовки труб теплообменника?
Трубка вставляется в трубную решетку, и на начальном этапе она свободно перемещается в отверстии решетки. Чтобы зафиксировать трубку в нужном положении, вальцовка вставляется внутрь трубы, и ведущая работа начинается с усилием и надавливанием, прокручивая вальцовку вокруг своей оси. В результате диаметр трубки увеличивается, и она плотно становится в отверстии трубной решетки.
Развальцовку труб теплообменника можно осуществлять вручную при помощи вальцовки и воротка, однако это потребует значительных временных затрат. Такой подход оправдан, если нужно заменить лишь 1-5 труб. Если объем работы больше, рекомендуется использовать автоматизированные машины: дрель или специализированные вальцовочные машины.
При большом объеме работ рекомендуется приобретать электрические или пневматические вальцовочные машины, оснащенные системой контроля крутящего момента.
Пневматическая реверсивная вальцовочная машина ПТ-800
Пневматическая реверсивная вальцовочная машина ПВ-1200А-12
Преимущества вальцовки
Вальцовка является очень популярным методом обработки, и это объясняется тем, что:
- Процесс требует минимальных энергетических затрат, что позволяет использовать оборудование с низким потреблением энергии.
- Большая часть операций проходит без нагрева, что защищает материал от термического воздействия.
- Вращающиеся валки минимально деформируют поверхность изделия, что исключает необходимость дополнительной шлифовки и других доработок.
- При соблюдении технологий вальцевания внутренняя структура металла остается неизменной, в итоге изделие сохраняет заранее заданные характеристики.
- Для вальцовки используется оборудование, простое в настройке и обслуживании, что делает процесс доступным для выполнения без серьезного обучения.
Работа с нержавеющими сталями
Обработка низкоуглеродистых сталей не представляет трудностей, так как такой металл обладает высокой пластичностью и легко поддается деформации.
Напротив, высоколегированные стали, включая нержавеющие, требуют более тщательного подхода. Но несмотря на это, операции с этими материалами широко распространены благодаря их востребованности и долговечности.
Основные особенности вальцевания нержавеющих сталей:
- При производстве используют аустенитные сплавы, такие как AISI 304, AISI 316 и AISI 321.
- Более хрупкие марки, подверженные образованию внутренних дефектов, следует предварительно нагревать до 800 градусов для снижения риска трещинообразования.
- После температурной обработки поверхности металла могут приобретать окалинообразные оттенки, что требует последующей полировки.
- Контроль температурного режима крайне важен, так как перегрев может привести к изменению свойств стали, а недостаточный нагрев — к образованию трещин и микроразрывов.
- Для стабилизации внешнего вида и защиты изделия от износа рекомендуется применять специальные водные эмульсии на основе полиэфиров.
Конструкции, произведенные с использованием данной технологии, такие как дымоходы и воздуховоды, не имеют внутренних напряжений. Это позволяет им выдерживать вибрационные нагрузки и обеспечивает длительный срок службы.
Виды станков для вальцовки
Вальцевание давно используется для обработки различных металлов. Сегодняшние технологии в большинстве своем позволяют выполнять множество задач. Все доступные модели отличаются типом привода, техническими возможностями, мощностью и другими уникальными характеристиками. Для выбора наиболее подходящего оборудования стоит заранее ознакомиться с существующими вариантами.
Ручные станки
Ручные устройства в основном используются для обработки металлических конструкций в домашних условиях. Однако на таких станках невозможно выполнять большое количество операций. Эти агрегаты просты в использовании и надежны. Главным преимуществом ручных станков является то, что они не требуют специальных навыков или значительного опыта: новые владельцы могут начать работу с ними сразу после приобретения. Эти станки являются автономными и не нуждаются в регулярном обслуживании, что позволяет обеспечить долгий срок службы при соблюдении всех правил безопасности.
Многие любители домашней обработки выбирают именно ручные агрегаты, имея в виду их доступность по цене и стабильные качественные результаты.
Однако у этих станков есть и свои недостатки:
- невозможность обрабатывать материалы толщиной более 2 мм;
- ограниченные функциональные возможности;
- небольшой выбор инструментов.
Это оптимальный вариант для начинающих домашних мастеров, которым не требуется выполнять массовую обработку металлов.
Электрические агрегаты
Электрические станки могут считаться более мощными и технологичными по сравнению с ручными. Обычно они оборудованы силовыми электромоторами, которые и приводят их в действие.
При выборе электрического станка важно обратить внимание на его мощность — этот элемент ключевой для определения производительности устройства.
Основное преимущество электрических вальцовочных станков заключается в том, что они значительно упрощают рабочий процесс. Но стоит помнить, что подобные агрегаты требуют постоянного подключения к сети, что делает их маломобильными. Обычно такое оборудование устанавливается в просторных производственных помещениях, и использовать его в домашних условиях затруднительно, из-за больших размеров и повышенных требований к электрическому питанию.
Из недостатков электрических моделей можно выделить лишь высокое потребление электроэнергии. Для снижения затрат можно выбрать устройства с меньшей мощностью, например, до 20 кВт. Такие агрегаты, хоть и не отличаются высокой скоростью работы, могут существенно экономить бюджет.
Гидравлический станок
Когда речь идет об обработке металлических конструкций на производственных масштабах, сложно найти аналог более эффективного средства, чем гидравлический станок. Эти устройства представляют собой мощные агрегаты, предназначенные для обработки пластины.
Гидравлические вальцовочные машины относятся к тяжелой категории оборудования и по мощностным характеристикам и общей скорости обработки значительно превосходят ручные и электрические аналоги.
Современные гидравлические станки, как правило, оснащены ЧПУ. Фаховец может устанавливать любые параметры и задачи в соответствии с заданной технологией, и станок справляется с поставленной задачей с высокой точностью.
Главное преимущество этих агрегатов заключается в их способности производить даже самые сложные конструкции.
Особенности вальцовочных станков
В каждом вальцовочном устройстве процесс закругления заготовки осуществляется при помощи подвижного рабочего валка. Именно его положение и зазор между рабочими элементами определяют форму создаваемой конструкции.
Например, если валки расположены параллельно друг к другу, это позволяет получить цилиндрическое металлическое изделие.
Для формирования конусообразной конструкции валки должны быть выставлены под определенным углом. Специалист имеет возможность комплектовать станок по своему усмотрению, так как валки комплектуются отдельно и доступны для покупки.
Обычно в комплекте с оборудованием идут валки с различными покрытиями: полированной, прорезиненной или особой прочной поверхностью.
Важно помнить, что конечный результат работы в значительной мере зависит от индивидуальных характеристик конкретного станка. Поэтому во время выбора оборудования следует учитывать свои потребности и вкусовые предпочтения, а также максимальные допустимые толщины обрабатываемых листов, так как у каждого станка существуют свои ограничения.
Особенности технологии завальцовки
Для производства металлических изделий, таких как шиферные гвозди, применяется метод жесткой завальцовки. Шляпка таких гвоздей изготавливается из тонких листов оцинкованной стали, а в ходе вальцевания из этого материала формируются детали в виде колпачков. Их нижняя поверхность принимает форму волнообразных изгибов и неровностей кровельного материала, что обеспечивает плотное соединение и герметичность крепления.
Посредством пластической деформации краев трубного металлопроката небольшого диаметра изготавливаются неразъемные заглушки. Завальцовка также часто используется для ремонта трубок теплообменников различных бытовых приборов, таких как кондиционеры или холодильники. При обжимке и завальцовке краев заготовок формируется глухой торец, что может быть достигнуто как уменьшением диаметра трубки, так и загибкой кромки внутрь, что делается как на станках, так и вручную.
Технология вальцевания также применяется для создания тормозных трубок, поскольку она позволяет образовывать плотные герметичные соединения. Наилучшей пластичностью обладают детали из латуни, алюминия, меди и низкоуглеродистой стали. Для успешной реализации операции необходимо соблюдать несколько важных условий:
- Кромку трубы, подлежащую вальцовке, следует предварительно нагревать, чтобы сделать металл более податливым. Это минимизирует риск образования трещин и неравномерной усадки во время пластического деформирования.
- Необходимо быстро начинать операцию развальцовки торца металлической трубы на специализированном оборудовании. Процесс следует выполнять на высоких скоростях, пока металл не остынет, постепенно снижая скорость вращения валков, чтобы избежать разрывов.
Возможность завальцовки труб с толщиной стенки 1,5-2 мм в домашних условиях можно осуществить не на ручном станке, а при помощи обыкновенного молотка. Важно действовать аккуратно, чтобы предотвратить растрескивание и нежелательную деформацию заготовки. Если же необходимо завальцевать края труб для подачи воды под высоким давлением, без специализированного оборудования и инструментария не обойтись.
На гидравлических станках обрабатывают металлические муфты, которые устанавливаются на шланги с пресс-ниппелями. Процесс выполняется с использованием специальной матрицы: заготовка размещается так, чтобы место обжима находилось между губками устройства. Затем активируется компрессор, который создает необходимое давление для осуществления вальцевания металла.
Существуют несколько широко применяемых технологий завальцовки:
- Сплошная завальцовка. Контурная обработка кромки изделия предотвращает радиальные разрывы, возникающие из-за смещения материала. Перед началом обработки необходимо изготовить V-образные канавки по всему диаметру трубки; угол и глубина канавок должны соответствовать характеристикам подшипника рабочего валка. Обжимку выполняют с помощью кольцевых пуансонов.
- Вальцовка шариковыми подшипниками. Для этой технологии также требуется предварительная обработка заготовки с созданием V-образных канавок, в которые помещаются металлические шарики. Пластическая деформация сжимаемой части изделия достигается благодаря обкатке под воздействием соответствующего крутящего момента и нагрузки. Подшипники при этом вальцовываются внутрь детали. Эта технология часто используется в процессе производства авиационных двигателей.
Часто задаваемые вопросы о вальцевании металла
Что такое развальцовка?
На том же оборудовании можно выполнять раздельную операцию, известную как развальцовка или развальцовка. Суть данной технологии заключается в расширении и уплотнении торцов труб и подобных деталей с отверстиями. Она применяется для закрепления отдельных элементов в отверстиях фланцев и утолщения стенок трубок теплообменников и других агрегатов.
Какова технология вальцовки?
Алгоритм процесса можно объяснить довольно просто. На станке располагаются горизонтально вращающиеся цилиндры — валы. Лист металла или другого материала пропускается между ними, где под воздействием давления цилиндров он деформируется и сворачивается. В случае необходимости процедуру можно повторить столько раз, сколько требуется. Для вальцевания трубы используются специальные трубогибочные станки.
Как выполнять вальцовку труб?
На трубогибочном станке можно проводить две функции вальцовки труб. Во-первых, осуществляется деформация заготовки — труба изгибается под необходимыми углами. Во-вторых, выполняются действия по изменению диаметра трубы для создания герметичных соединений между отдельными сегментами.
Вальцевание металла: что это, его особенности и характеристики
Пожалуйста, оцените статью.
