. laminatoio per lamiere, nota anche come piegatrice o rullatrice, è un tipo di macchina per la formatura della lamiera che utilizza rulli per piegare e sagomare lamiere. Questa macchina è in grado di produrre varie forme, inclusi componenti cilindrici e conici. Svolge un ruolo cruciale nei processi di piegatura e formatura della lamiera.
Definizione di macchina per la laminazione di lastre
Una calandra è progettata per modellare vari tipi di lamiera in forme arrotondate o coniche. È lo strumento perfetto per la pre-piegatura e la calandratura di lamiere.
Le piegatrici di lamiere sono essenziali per la fabbricazione di componenti arrotondati utilizzati nelle piattaforme petrolifere e del gas, nei supporti dei tunnel, nelle apparecchiature delle caldaie, nei recipienti a pressione, negli scambiatori di calore e molto altro ancora.
All'avanguardia nell'innovazione, BIT è specializzata in macchine piegatrici a 3 o 4 rulli per la calandratura di lamiere, sviluppando attivamente la tecnologia per soddisfare le esigenze future e superare le aspettative dei clienti leader del settore. Le macchine piegatrici alimentano la produzione in diversi settori, tra cui edilizia, trasporti e logistica, produzione di energia, produzione di macchinari e altro ancora.
In Cina, BIT è rinomata e dimostra costantemente di saper sviluppare e produrre i rulli per lastre (macchine per laminazione di lastre) più resistenti sul mercato.
Le calandratrici possono essere suddivise in a due rulli, a tre rulli e a quattro rulli. Le calandratrici a tre rulli possono essere divise in due tipologie: simmetriche e asimmetriche.
Macchina per la laminazione di piastre a 2 rulli
La calandra a 2 rulli è un tipo di macchina dotata di due rulli, un rullo metallico rigido superiore e un rullo elastico inferiore. Il materiale in fogli viene fatto passare tra i rulli e, quando viene applicata una forza, il metallo aderisce alla forza assumendo una forma cilindrica. Utilizzata su metalli sottili per operazioni ad alta produzione (filtri, contenitori, ecc.)
La calandra a 2 rulli è configurata con un rullo in poliuretano che, esercitando una pressione dinamica, velocizza il processo di formatura della lamiera, assicurando che l'estremità dritta dei rulli prodotti venga rimossa e semplificando notevolmente le sequenze di pre-piegatura-laminazione-pre-piegatura tipiche delle calandra a 3 o 4 rulli.
Macchina per laminazione di lastre a 3 e 4 rulli
Il principio di funzionamento della macchina per la laminazione delle piastre è lo stesso di quello della macchina piegatrice di profili secondo il principio di tre punti che formano un cerchio, il cambiamento di posizione relativa e il movimento rotatorio del pezzo vengono utilizzati per produrre una deformazione plastica continua del piastra per ottenere un pezzo con una forma predeterminata. In base al movimento rotatorio e alle variazioni di posizione dei rulli di lavoro di diverse forme, è possibile lavorare parti ellittiche, parti arcuate, parti cilindriche e altre parti.
Pre-piegatura statica e piegatura dinamica
La pre-piegatura statica e la piegatura dinamica sono due metodi distinti utilizzati nei processi di piegatura delle lamiere.
La pre-piegatura statica consiste nel mantenere ferma la lamiera mentre un rullo sale lungo la lamiera, piegandone il bordo anteriore. Questo metodo è caratterizzato dal mantenimento in posizione della lamiera durante l'operazione di piegatura.
Al contrario, la piegatura dinamica prevede che la lamiera o il foglio sia in movimento mentre scorre attraverso la piegatrice. Il movimento continuo della lamiera facilita un funzionamento più efficiente della macchina, con conseguente aumento dello spessore di piegatura.
La piegatura dinamica offre vantaggi in termini di efficienza e produttività, poiché il movimento continuo della lamiera consente una lavorazione più rapida e la piegatura di materiali potenzialmente più spessi rispetto alla pre-piegatura statica.
Entrambi i metodi hanno le loro rispettive applicazioni e vengono scelti in base a fattori quali il tipo di materiale, lo spessore e le caratteristiche di piegatura desiderate. La piegatura dinamica è spesso preferita in ambienti di produzione ad alto volume, dove velocità ed efficienza sono cruciali, mentre la pre-piegatura statica può essere adatta per applicazioni di piegatura di precisione che richiedono un attento controllo del processo di piegatura.
Principio di funzionamento della macchina per la laminazione di lastre simmetrica a 3 rulli
L'immagine sopra (a) è una vista in sezione trasversale dei rulli di una piegatrice simmetrica a 3 rulli. I rulli hanno una certa lunghezza in direzione assiale, in modo che l'intera larghezza della lamiera venga piegata.
Al centro dei due rulli inferiori è presente un rullo superiore 1, posizionato simmetricamente. Il rullo superiore può essere regolato verticalmente in modo che il materiale in fogli 4, posizionato tra i rulli superiore e inferiore, possa ottenere raggi di curvatura diversi. Il rullo inferiore 2 è attivo ed è installato su un cuscinetto fisso. Il motore ruota nella stessa direzione e alla stessa velocità tramite un riduttore. Il rullo superiore è passivo ed è installato su un cuscinetto che può muoversi verso l'alto e verso il basso. La regolazione dei rulli sulla calandra di grandi dimensioni è meccanica o idraulica, mentre nella calandra di piccole dimensioni viene spesso utilizzata la regolazione manuale.
Durante il funzionamento, il materiale in fogli viene posizionato tra i rulli superiore e inferiore, e il rullo superiore viene premuto verso il basso per piegare il materiale in fogli tra i punti di supporto. Quando i due rulli inferiori ruotano, il materiale in fogli si muove per attrito, in modo che l'intero materiale in fogli venga piegato uniformemente.
Secondo il principio di piegatura di cui sopra, il raggio di piegatura richiesto può essere raggiunto solo quando la parte del materiale in foglio è a contatto con il rullo superiore, quindi i bordi di entrambe le estremità del foglio hanno una lunghezza che non entra in contatto con il rullo superiore e non si piega, che è chiamata Il lato dritto rimanente, la lunghezza del lato dritto rimanente è circa la metà della distanza tra i due rulli inferiori.
Piegatrici a 3 rulli a geometria variabile
Le piegatrici a 3 rulli a geometria variabile offrono una versatilità senza pari, consentendo di lavorare la più ampia gamma di materiali e spessori in relazione alle dimensioni del rullo superiore. Queste macchine eccellono nelle applicazioni di piegatura di lamiere di medio e grosso spessore.
Il principio di funzionamento del passo variabile a tre rulli prevede che tutti e tre i rulli siano in grado di muoversi e inclinarsi. Mentre il rullo superiore opera sul piano verticale, i rulli laterali si muovono orizzontalmente. Durante il processo di laminazione, il rullo superiore applica una pressione alla piastra metallica tra i due rulli laterali. La variabilità del design a tre rulli consente la laminazione di cilindri di vari spessori e diametri. Queste macchine sono dotate di un rullo superiore di pressatura e due rulli laterali di pressatura.
Il movimento orizzontale dei rulli laterali garantisce il mantenimento della lamiera in posizione orizzontale, facilitando un invito rapido ed efficiente. La configurazione dei tre rulli, con il rullo superiore che si muove lungo l'asse verticale e i due rulli inferiori che si muovono lungo l'asse orizzontale, consente la regolazione indipendente dell'interasse del rullo di piegatura superiore con ciascun rullo inferiore. Di conseguenza, riducendo la distanza tra i rulli inferiori ed esercitando una pressione con il rullo superiore sulla parte iniziale della lamiera, è possibile ridurre al minimo la porzione rettilinea, ottenendo un invito perfetto.
L'aumento dell'interasse dei rulli inferiori aumenta significativamente la capacità di calandratura. Nella curvatrice a geometria variabile a 3 rulli, il rullo superiore è motorizzato, mentre i due rulli inferiori sono liberi, dotati di un sistema di frenatura automatica che garantisce un'elevata affidabilità. Inoltre, la macchina può essere dotata di tre rulli trainanti per la curvatura di lamiere più sottili. Il parallelismo dei rulli è meticolosamente controllato e gestito da un PLC, garantendo la massima precisione nel posizionamento dei rulli con tolleranze minime.
Ad esempio, i rulli laterali svolgono un ruolo cruciale nel generare un vantaggio meccanico. La regolazione dei rulli laterali consente di ottenere diversi gradi di vantaggio meccanico. Quando i rulli laterali sono completamente aperti, la macchina raggiunge il massimo vantaggio meccanico, mentre chiudendoli lo si riduce. Pertanto, una macchina in grado di laminare materiali spessi 2 cm con il massimo vantaggio meccanico può gestire lavori fino a 1 cm di spessore, riducendo di conseguenza il vantaggio meccanico. Inoltre, l'asse indipendente di ciascun rullo contribuisce a ottenere una piega perfetta. Il rullo posteriore, situato all'estremità del punto di alimentazione, funge da registro posteriore, garantendo il corretto allineamento della lamiera ed eliminando la necessità di assistenza da parte dell'operatore.
Piegatrice a 3 rulli a doppia pinza
Le piegatrici a 3 rulli a doppia presa sono disponibili in una gamma di capacità, da leggere a molto pesanti, offrendo vantaggi significativi rispetto alle piegatrici a 3 rulli con presa iniziale. A differenza delle piegatrici a 3 rulli con presa iniziale, eliminano la necessità per gli operatori di rimuovere, capovolgere e quindi tentare di squadrare la lamiera una seconda volta dopo la piegatura preliminare. Questo perché i cilindri possono essere calandrati al diametro richiesto immediatamente dopo la piegatura preliminare, poiché il materiale può essere mantenuto all'interno della macchina, una caratteristica non possibile nelle piegatrici a XNUMX rulli con presa iniziale.
In una piegatrice per lamiere, i rulli laterali sono posizionati a destra e a sinistra del rullo superiore e condividono lo stesso asse, contribuendo al processo di piegatura. Inoltre, il rullo posteriore funge da riferimento posteriore per squadrare la lamiera e allinearla correttamente, eliminando la necessità di assistenza manuale.
Per la laminazione dei coni su una piegatrice a 3 rulli a doppia pinza, i rulli laterali possono essere inclinati per stabilire l'angolo del cono desiderato, garantendo versatilità nella sagomatura.
Durante la pre-piegatura su una calandra a 3 rulli, le lamiere vengono inclinate verso il basso durante l'avanzamento. Al contrario, su una calandra a quattro rulli, le lamiere vengono caricate orizzontalmente al livello di alimentazione, consentendo l'utilizzo di rulliere motorizzate orizzontali per agevolare l'avanzamento della lamiera.
Principio di funzionamento della macchina per la laminazione asimmetrica a 3 rulli
La Figura 7-1(b) è lo schema del tamburo di piegatura della macchina piegatrice a tre rulli asimmetrica. Il rullo superiore 1 è posizionato sopra il rullo inferiore 2, mentre l'altro rullo 3 è posizionato lateralmente, denominato rullo laterale. I rulli superiore e inferiore sono azionati dallo stesso motore. Il rullo inferiore può essere regolato verso l'alto e verso il basso e la distanza massima di regolazione è approssimativamente pari allo spessore massimo della lamiera d'acciaio che può essere piegata. Il rullo laterale 3 è passivo e può essere regolato in direzione inclinata.
Durante la piegatura, il materiale in fogli 4 viene alimentato dai rulli superiore e inferiore, quindi il rullo inferiore viene regolato per comprimere il materiale in fogli e generare una certa forza di attrito, quindi viene regolata la posizione dei rulli laterali. Quando i rulli superiore e inferiore vengono azionati dal motore per ruotare, il materiale in fogli viene piegato.
Il vantaggio di questa piegatrice a tre rulli asimmetrica è che è possibile piegare anche i bordi su entrambe le estremità della lamiera, e la lunghezza del bordo dritto rimanente è molto inferiore a quella della piegatrice a tre rulli simmetrica, e il suo valore è inferiore al doppio dello spessore della lamiera. Sebbene il materiale in lamiera non possa essere piegato tra il rullo laterale e quello inferiore, l'intero processo di piegatura può essere completato a condizione che il materiale in lamiera venga estratto dalla piegatrice, quindi girato e piegato.
Piegatrice a 3 rulli a presa singola
Le piegatrici a 3 rulli a presa singola/le calandratrici a 3 rulli asimmetriche in genere richiedono il doppio inserimento della lamiera per la pre-piegatura di entrambe le estremità. Tuttavia, sono disponibili anche modelli a doppia presa, che semplificano il processo di pre-piegatura su entrambe le estremità, migliorando efficienza, velocità e precisione.
Le calandratrici a 3 rulli con singola presa iniziale sono generalmente più adatte per applicazioni a bassa capacità. Possono funzionare elettromeccanicamente o idraulicamente, premendo la lamiera piana tra due rulli contrapposti verticalmente mentre il terzo rullo piegatore si muove verso l'alto per entrare in contatto e piegare la lamiera. Queste macchine, spesso di vecchia concezione, richiedono in genere la rimozione e il reinserimento della lamiera per la pre-piegatura di entrambe le estremità. Pur essendo economiche, tendono a richiedere una maggiore manodopera in ambito produttivo rispetto alle loro controparti moderne.
Il principio di funzionamento della macchina laminatrice a 4 rulli
La figura (c) mostra una macchina per laminazione a quattro rulli, sostanzialmente simile alla macchina per laminazione a tre rulli asimmetrica, con la differenza che è stato aggiunto un rullo laterale 3. In questo modo si elimina il problema di dover girare e piegare la lamiera sulla macchina per laminazione a tre rulli asimmetrica.
Le piegatrici a 4 rulli sono dotate di un rullo superiore, un rullo di pinzatura e due rulli laterali, consentendo loro di realizzare piegature con velocità e precisione senza pari. Queste calandre sono rinomate per la loro efficienza.
La lamiera piana viene posizionata all'interno della macchina, in genere su un lato, e sottoposta a pre-piegatura sullo stesso lato. I rulli laterali eseguono l'azione di piegatura mentre il rullo di pinzatura mantiene saldamente la lamiera in posizione. Con la lamiera saldamente bloccata tra i rulli superiore e inferiore, i rulli laterali si muovono verticalmente per iniziare la piegatura. Mentre il rullo inferiore sale per mantenere un contatto sicuro con il rullo superiore, il rullo laterale viene sollevato per ottenere una pre-piegatura precisa, riducendo al minimo eventuali zone piatte sul bordo della lamiera.
L'alimentazione delle lastre può avvenire da entrambi i lati di una calandra a 4 rulli. Se alimentate da un solo lato, queste macchine possono essere posizionate contro una parete, ottimizzando l'utilizzo dello spazio a pavimento.
I rulli laterali sono posizionati a destra e a sinistra del rullo inferiore, ciascuno operando sul proprio asse. Questa configurazione ad assi indipendenti contribuisce a ottenere pieghe impeccabili. Inoltre, il rullo posteriore, posizionato di fronte al punto di alimentazione, funge da registro posteriore, garantendo l'allineamento della lamiera senza richiedere l'assistenza dell'operatore.
Il serraggio costante e sicuro dei rulli superiore e inferiore mantiene la perpendicolarità della lamiera senza slittamenti durante i processi di pre-piegatura e calandratura. A differenza delle macchine a tre rulli con pinzatura iniziale, le piegatrici a 4 rulli eliminano la necessità per gli operatori di rimuovere, capovolgere e squadrare la lamiera una seconda volta dopo la pre-piegatura, consentendo un'operazione più snella. Inoltre, un cilindro può essere calandrato al diametro desiderato subito dopo la pre-piegatura, poiché il materiale rimane all'interno della macchina.
La piegatura del bordo posteriore avviene dopo la laminazione del cilindro, consentendo un'operazione unidirezionale in un'unica passata. Per le applicazioni di laminazione conica, i rulli laterali possono essere inclinati per definire l'angolo del cono, mentre anche il rullo inferiore può essere inclinato per bloccare e guidare l'estremità principale del cono.
Le piegatrici a 4 rulli offrono versatilità, consentendo di creare prodotti di forma rettangolare, ellittica e quadrata piegando con precisione il metallo in aree specifiche durante il passaggio nella macchina.
Piegatura del cono
La piegatura conica è un'applicazione specializzata della laminazione, in cui una piastra metallica viene sagomata in una struttura conica. Per ottenere questo risultato, la piastra metallica deve essere tagliata con precisione alle dimensioni corrette prima della piegatura. In genere, un pezzo di metallo piatto con il raggio interno ed esterno appropriato viene preparato per ottenere la forma conica desiderata.
Durante il processo di piegatura, il pezzo grezzo viene inserito nel rullo di piegatura con un lato allineato contro un cono di laminazione. Il raggio interno del pezzo grezzo viene inserito nel rullo a una velocità inferiore rispetto al raggio esterno. Questo processo meticoloso richiede precisione ed esattezza, con conseguente dispendio di tempo nella fabbricazione dei coni.
Per la piegatura di coni possono essere utilizzate sia macchine calandratrici a tre che a quattro rulli. Queste macchine hanno la capacità di inclinare positivamente i rulli di formatura e devono essere dotate di una matrice di contrasto temprata per regolare e rallentare la velocità del diametro più piccolo.
Guidare il diametro piccolo e inclinare i rulli sono passaggi essenziali per la laminazione di un cono. Questo processo crea uno scenario atipico per l'operazione di laminazione. Tuttavia, su una macchina a tre rulli a doppio pinch, in cui tutti e tre i rulli sono azionati, diventa difficile per la matrice di contrasto ritardare efficacemente la rotazione del diametro piccolo e contemporaneamente spostare il diametro maggiore a una velocità maggiore.
Al contrario, una macchina a quattro rulli dotata di rulli di formatura inclinabili e di una matrice di contrasto temprata è più adatta alla piegatura di coni. Il controllo aggiuntivo fornito dai rulli inclinabili e dalla matrice di contrasto migliora la precisione e l'efficienza del processo di piegatura dei coni, con conseguente produzione di coni di qualità superiore rispetto a una macchina a tre rulli.
Raggio di curvatura
La calandra è tipicamente costituita da tre rulli paralleli in acciaio disposti a triangolo. Quando la lamiera passa tra i rulli superiore e inferiore, subisce una trasformazione, sviluppando una curvatura nota come raggio di curvatura. Questo raggio dipende dalla posizione relativa dei tre rulli.
Nella laminazione, il raggio di curvatura si riferisce alla curvatura che si forma quando una lamiera viene piegata in una forma cilindrica o conica. Rappresenta la distanza dal centro della curva al bordo esterno della lamiera laminata. Il raggio è influenzato da fattori quali lo spessore della lamiera, la larghezza, il diametro del rullo e il processo di piegatura utilizzato. Un raggio più piccolo produce una curvatura più accentuata, mentre un raggio più grande crea una curvatura più dolce.
Per ottenere il raggio desiderato è necessario un controllo preciso del processo di piegatura, inclusa la regolazione della posizione dei rulli, della pressione e della velocità di avanzamento. Le moderne macchine per laminazione spesso presentano geometrie o posizioni dei rulli regolabili per adattarsi a una varietà di raggi, in base alle diverse esigenze.
Analisi della deformazione del processo di piegatura
In base alle caratteristiche della deformazione di rotolamento, il processo di laminazione delle lastre può essere suddiviso in fasi di deformazione elastica, deformazione elasto-plastica e deformazione plastica pura.
Nella fase iniziale della piegatura del grezzo, il momento flettente esterno non è elevato, il valore della sollecitazione interna è inferiore al limite di snervamento σs del materiale e all'interno del grezzo si verifica solo una deformazione elastica, chiamata fase di deformazione elastica. Quando il valore del momento flettente esterno continua ad aumentare, la sollecitazione interna supera il limite di snervamento e la deformazione nella zona di deformazione del grezzo passa da deformazione elastica a deformazione elasto-plastica e a deformazione puramente plastica.
Analisi della deformazione
Come si può vedere dalla figura sopra, la tensione superiore della sezione del pezzo grezzo passa dalla tensione di trazione esterna alla tensione di laminazione interna, e deve esserci uno strato di metallo al centro, la cui tensione tangenziale è zero, chiamato strato neutro alla tensione, e il suo raggio di curvatura è rappresentato da ρσ. Analogamente, la distribuzione della deformazione passa dalla deformazione di trazione dello strato esterno alla deformazione di compressione dello strato interno, e deve esserci uno strato di metallo con deformazione nulla tra di loro, ovvero, quando la bobina viene deformata, il suo spessore rimane invariato, chiamato strato neutro alla tensione, e il suo raggio di curvatura è rappresentato da ρε. Questa è la base per calcolare accuratamente la dimensione srotolata del pezzo grezzo rotondo. Quando la deformazione è piccola, ρσ=ρε=r+t/2, ovvero lo strato neutro alla tensione e lo strato neutro alla tensione si sovrappongono, e al centro dello spessore del pezzo grezzo, quando la deformazione è grande, lo strato neutro alla tensione e lo strato neutro alla tensione sono opposti l'uno all'altro. Lo spostamento verso l'interno e lo spostamento dello strato neutro di stress sono maggiori dello spostamento dello strato neutro di deformazione, ovvero ρε>ρσ, nella produzione di piastre a spirale, la seguente formula empirica può essere utilizzata per determinare la posizione dello strato neutro di deformazione, vale a dire
ρε=r+xt (7-1)
Nella formula: ρε——raggio di curvatura dello strato neutro di deformazione, mm; r——raggio del cerchio di involuzione, mm; x——coefficiente relativo al grado di deformazione, prendere x=0.33; t——spessore del materiale, mm.
