Вальцовка труб: что это такое, где используется и как осуществляется?

Выберите регион

Россия

• Алтайский край
• Белгородская область
• Брянская область
• Владимирская область
• Волгоградская область
• Вологодская область
• Воронежская область
• Ивановская область
• Иркутская область
• Кабардино-Балкарская Республика
• Калужская область
• Кемеровская область
• Кировская область
• Краснодарский край
• Красноярский край
• Курганская область
• Курская область
• Ленинградская область
• Липецкая область
• Московская область
• Нижегородская область
• Новгородская область
• Новосибирская область
• Омская область
• Оренбургская область
• Орловская область
• Пензенская область
• Пермский край
• Псковская область
• Республика Адыгея
• Республика Башкортостан
• Республика Дагестан
• Республика Коми
• Республика Крым
• Республика Марий Эл
• Республика Татарстан
• Республика Хакасия
• Ростовская область
• Рязанская область
• Самарская область
• Саратовская область
• Свердловская область
• Смоленская область
• Ставропольский край
• Тамбовская область
• Тверская область
• Томская область
• Тульская область
• Тюменская область
• Удмуртская Республика
• Ульяновская область
• Челябинская область
• Чувашская Республика
• Ярославская область

Назначение и основные разновидности

Вальцовочные устройства, об универсальности которых говорилось выше, сегодня можно встретить практически на любом производственном предприятии. Именно при помощи такого станка (который при желании можно изготовить и своими руками) из листового металлопроката получают изделия конической, цилиндрической и даже овальной формы. Технологическую операцию, позволяющую решать такие задачи, называют вальцеванием. При этом не следует путать ее с развальцовкой, посредством которой добиваются изменения конфигурации и размеров трубных изделий.

Вальцовые станки самой простой конструкции активно используются и домашними мастерами. При помощи такого оборудования производятся различные желоба, воздуховоды, элементы кровельных конструкций, а также множество изделий другого назначения. Вальцовые станки, выпускаемые современной промышленностью, могут эффективно выполнять обработку листов, изготовленных из различных металлов.

Так, устройства данного типа, представленные большим разнообразием моделей, могут успешно справляться с листовыми заготовками из углеродистых и легированных сталей, алюминия, меди и чугуна. Отдельные модели таких станков, вальцы которых имеют специальную конструкцию, могут выполнять гибку листов из поликарбоната.

Процесс вальцовки листового металла

Среди вальцовочного оборудования выделяют следующие категории:

• ручной станок;
• электромеханический станок;
• станок для листового металла, оснащенный гидравлическим приводом.

Вальцевой станок с ручным приводом – это оборудование наиболее простого типа, которое может выпускаться в напольном (монтируется на стойке) или настольном (устанавливается на верстаке) вариантах. Такая вальцовочная ручная машина проста в использовании, однако требует приложения значительных физических усилий. Между тем простота конструкции станка обеспечивает сохранение его надежности на протяжении длительного времени.

Классический гибочный трехвалковый станок ручного типа подходит для придания круглой формы металлическим заготовкам толщиной до 3,5 мм

Вальцы трехвалковые ручные (а именно с таким количеством рабочих органов они преимущественно и изготавливаются) позволяют выполнять обработку трубного и листового проката с толщиной стенки до 1,5–2 мм. Такой ручной листогибочный станок проще всего изготовить своими руками. Он отличается такими преимуществами, как:

• компактные габариты;
• незначительная масса;
• высокая мобильность, что позволяет легко перемещать такие станки в те места, где их применение наиболее востребовано;
• экономия на оплате электричества (вальцовочная ручная машина не требует его применения);
• невысокая стоимость (если сравнивать ее с ценой станков электромеханического типа).

Электромеханический трехвалковый листогиб FormRoller используется для серийного производства заготовок различной геометрии

Устройство с электрическим приводом (вальцовочный электромеханический станок) имеет в своей конструкции специальный редуктор, который значительно повышает эффективность такого оборудования. Электромеханическую вальцовочную машину можно использовать как для обработки листового металла, так и для изменения конфигурации профильного трубного проката. Что касается обработки листового металла, то трехвалковый станок с электромеханическим приводом может применяться для обработки листового проката, толщина которого не превышает 4 мм.

К наиболее мощному типу оборудования относят гидравлическую вальцовочную машину, которая активно используется на энергетических, судостроительных и машиностроительных предприятиях. Гидравлический трехвалковый станок или устройство с большим количеством рабочих органов отличается в разы большей мощностью, если сравнивать его с аппаратами ручной или электромеханической категории. На вальцовочном оборудовании гидравлического типа, которое нередко оснащается системами ЧПУ, можно с успехом гнуть листы металла, толщина которых доходит до 8 мм.

Гидравлический привод этого станка легко перемещает валы внушительных габаритов, а ЧПУ контролирует их расположение и степень деформации листа

Машины для листовой вальцовки

Практическое применение нашли два исполнения вальцовочного оборудования — станки с нажимным валком (он обычно располагается посредине) и с эксцентрично размещенным инструментом. Первый тип применяется для толстолистовой вальцовки, а второй — для ротационного деформирования заготовок толщиной не более 2…2,5 мм.

Конструктивно такие станки различаются также по количеству рабочих валков. Обычно они устанавливаются горизонтально, хотя в некоторых неприводных моделях для деформирования небольших по размеру заготовок возможны и вертикальные машины, не требующие много места для своей установки.

Существенным различием в рассматриваемом оборудовании является и взаимное расположение рабочих валков: оно может быть симметричным и асимметричным. Асимметричные вальцовочные машины считаются более универсальными, поскольку с их помощью можно получать не только свертку цилиндров, но и разнообразное оформление их кромок (в частности, изгиб краев у детали). Именно на листогибочных вальцах с симметрично размещенными валками деформируют толстолистовые заготовки. Тем не менее, схема с тремя симметрично расположенными валками более технологична при обслуживании, а потому на практике применяется чаще.

Такой вальцовочный станок с внешним приводом включает в себя следующие узлы:

1. Электродвигатель (для особо мощных типоразмеров применяются приводы на основе двигателей постоянного тока).
2. Редуктор или клиноременную передачу (применительно к вальцам с регулируемой скоростью вращения в схему дополнительно встраивается вариатор).
3. Вал, на котором размещается основной (нажимной) валок.
4. Боковые стойки с подшипниковыми узлами. Для мощного оборудования используются подшипники скольжения, а в быстроходных вальцах — качения.
5. Два нижних приводных валка. При симметричной схеме их оси с торца образуют с осью нажимного валка равносторонний треугольник, при асимметричной схеме ось одного из нижних валков располагается с небольшим смещением относительно оси верхнего валка, а нижняя устанавливается на расстояние, несколько превышающее межосевое. Этим исключается прогиб заготовки при ее вальцевании.
6. Станину, на которой устанавливаются две опорные стойки.
7. Защитный кожух, который при работе станка выполняет также функцию приемки полуфабриката, выходящего из технологического зазора между валками.
8. Систему управления вальцами.

Регулировка технологических параметров оборудования для вальцовки листов производится изменением величины зазора между валками. В автоматических станках это выполняется программно, в процессе предварительной настройке, а в ручных моделях — при помощи храпового или винтового механизма, смонтированного в одной из боковых стоек.

Любая вальцовочная машина отечественного производства, предназначенная для работ с листовым металлом, маркируется начальной буквой И, и четырьмя цифрами. Две первые указывают на тип привода подвижного валка (механический или гидравлический), а две вторых — на основные технологические параметры оборудования: ширину и толщину листа.

Основные технические характеристики некоторых типоразмеров данного оборудования сведены в таблицу:

Поиск записей с помощью фильтра:

Основные инструменты

Хотя это и не совсем верно, под понятием вальцовки металла часто подразумевают целый перечень технологических операций, при помощи которых осуществляют изменение формы металлической заготовки. К таким операциям, в частности, относятся:

• формирование из узкой металлической полосы трубного изделия круглого, квадратного или прямоугольного профиля (при помощи данного метода производят трубопрокат сварного типа; по похожей технологии выполняется вальцовка металлического уголка);
• изменение формы поперечного сечения, наружного диаметра и толщины стенок готового трубного изделия – вальцовка труб (по такой технологии обработке могут подвергаться как бесшовные, так и сварные трубные изделия);
• формирование на отдельных участках трубного изделия изгибов с требуемыми параметрами – гибка труб;
• изготовление из листового металла изделий цилиндрической (вальцовка обечаек), конической (вальцовка конусов) и овальной формы;
• увеличение диаметра (расширение) обрезанного конца металлической трубы – развальцовка (при помощи данной технологии выполняется подготовка металлических изделий к их соединению между собой; в частности, именно таким образом подготавливают к монтажу трубки для кондиционеров);
• уменьшение диаметра (сужение) обрезанного конца трубного изделия – завальцовка труб.

Вальцовка профильной трубы на трубогибочном станке

Для завальцовки мягких медных трубок могут быть использованы обычные клещи, а для их развальцовки – инструмент, рабочим органом которого является конусный элемент, разжимающий конец трубы на требуемую величину. На самом деле называться вальцовкой могут только те технологические операции, которые выполняются при помощи оборудования и инструмента, в конструкции которых присутствуют вальцы.

В зависимости от типа заготовки и результата, которого необходимо добиться, для выполнения вальцовки может использоваться различное оборудование и инструменты, которые чаще всего являются достаточно универсальными.

Промышленная вальцовочная машина способна изгибать листовой материал больших размеров с высокой точностью

Процесс вальцевания металлических листов, в результате которого из них формируют изделия цилиндрической, конической или овальной формы, осуществляется на специальном оборудовании, оснащенном двумя, тремя или даже четырьмя рабочими валками. Обработка на станке трехвалкового типа заключается в том, что металлический лист, прижимаясь к двум вращающимся нижним валкам третьим – упорным, также начинает вращаться вокруг него, постепенно превращаясь в изделие цилиндрической формы. Регулировать радиус изгиба металлического листа при вальцовке позволяет подбор валков соответствующего диаметра, а также расстояния между нижними рабочими элементами. Поскольку валки в процессе работы испытывают значительные механические нагрузки, для их изготовления используют высокопрочные сорта стальных сплавов.

Для гибки труб, которую часто называют вальцовкой, применяется оборудование, также оснащенное системой валков. Огибаясь вокруг рабочих валков в процессе вращения, изделие приобретает требуемый угол или радиус изгиба. На таком оборудовании, которое отличается высокой универсальностью, можно также выполнять вальцовку уголка.

Станок трехвалковый предназначен для вальцовки профильных труб по дуге любого радиуса

Особенности техники

Независимо от типа вальцовочного оборудования, закругление материала или заготовки происходит за счет третьего подвижного рабочего валка. От его положения и зазора между ним и двумя ведущими элементами будет зависеть форма будущего изделия, его радиус – чем больше расстояние между валками, тем больше радиус заготовки. Если валки установлены на станке параллельно друг другу, то обрабатываемые детали приобретают цилиндрическую форму.

При размещении третьего вала под определенным углом форма изделий будет конусообразная. Четвертый же валок обеспечивает предварительную подгибку листового материала, на большинстве современных станков он оснащается дополнительным пневматическим приводом. При необходимости станки комплектуются валками с полированной, прорезиненной или особо твердой поверхностью.

О том, какие бывают вальцовки, смотрите в следующем видео.

Что это такое?

Вальцовка, вальцевание – это технологическая операция или процесс деформации различного листового металла. Например, жести, меди, стали, а также ряда полимерных композитных материалов. В ходе вальцевания, путем пропускания через специальные вращающиеся ролики листовой материал равномерно сгибается и приобретает определенную форму. На выходе получаются цилиндрические, конусообразные и другие фигурные изделия, в зависимости от типа и настроек оборудования.

Реже термин «вальцевание» применяется в отношении технологической обработки металлических труб, когда производится деформация крайнего участка среза изделия для увеличения или уменьшения диаметра. После обработки одинаковые изначально по диаметру трубы соединяются между собой – плотно вставляются одна в другую. Например, при деформировании трубы по радиусу для ее прочного и герметичного закрепления в посадочном месте трубной решетки теплообменного аппарата. Расчет такой обработки производится по формуле: D’ = D о + Δ + K×S, в которой:

• D’ – показатели внутреннего диаметра заготовки после обработки;
• D о – внутренний диаметр крайнего среза до вальцевания;
• Δ – диаметральный промежуток между трубой и трубной решеткой;
• S – толщина стенок заготовки;
• K – коэффициент вида теплообменного аппарата, показатель колеблется от 0,1 до 0,2.

Сложность данного вида вальцовки определяется двумя главными техническими характеристиками.

1. Диапазон – разница между изначальным внутренним диаметром заготовки и размерами, до которых она может быть радиально увеличена, то есть деформирована.
2. Глубина – длина отдельного участка заготовки, на которую допустимо производить деформацию.

Для полноценного же вальцевания листового материала согласно требованиям ГОСТ необходимо специальное оборудование – вальцовочные станки. От мощности и технических возможностей оснащения будет зависеть тип обработки, вид готовой продукции, скорость вальцовки, а также точность и другие конструкционные показатели изделий.

Особенности технологии

Гвозди используются для крепления различных материалов

Но стоит обратить внимание на конструкцию шиферного гвоздя, верхний колпачок которого изготавливается методом жесткой завальцовки. Материалом для колпачка служит тонколистовая, имеющая оцинкованное покрытие, сталь

В результате нижний край колпачка способен четко повторить очертания поверхности волнообразного материала, обеспечив герметичность в точке его установки.

Завальцовка тонких труб – это процесс пластической деформации ее торцевой части, направленный на получение неразъемной заглушки. Такая операция особенно востребована при ремонте трубок бытовых холодильников и кондиционеров. Технология выполнения заключается в образовании глухого торца с уменьшением или без изменения диаметра трубки путем загиба ее кромки внутрь. Загнутый край обжимается, а затем завальцовывается вручную или на специальных станках.

Проще всего выполнять завальцовку тонкостенных труб, изготовленных из пластичных материалов, таких как медь, алюминий или низкоуглеродистая сталь. Но процедура предусматривает ряд технологических особенностей.

• Участок трубы, подвергаемый завальцовке, необходимо слегка подогреть. Это позволит увеличить пластичность материала, существенно снизить риск его разрыва, а также исключить упрочнение металла.
• Если операция выполняется на станке, то следует увеличить скорость деформирующего инструмента на начальном этапе, пока заготовка горячая, и постепенно снижать ее по мере остывания материала трубы.

В домашних условиях завальцовку труб проводят, используя обычный молоток. Это грубая операция, которая способна привести к повреждению металла и деформации заготовки. Она возможна лишь при толщине стенки трубы от 1,5 до 2,0 мм. Технология завальцовки шлангов высокого давления предусматривает использование специальных приспособлений и оборудования.

Прессниппель плотно вставляется внутрь шланга, поверх надевается металлическая муфта, обжатие которой происходит при помощи гидравлического станка или матрицы. Шланг местом обжима вставляется в губки станка, подкачивается ручка насоса. Метод шарнирной завальцовки подшипника в корпус широко используется в машиностроении. Процесс может осуществляться с применением различных технологий, из которых наиболее распространены такие.

• Сплошная завальцовка позволяет избежать разрыва металла по окружности при его смещении. Перед тем, как приступить непосредственно к процессу, на корпусе выполняют кольцевые канавки V-образной формы, глубина и угол которых зависят от диаметра наружной обоймы подшипника. Сама операция выполняется кольцевым пуансоном.
• Завальцовка шариками, помещенными в V-образную канавку. Шарики совершают обкат по канавке под нагрузкой, при этом металл корпуса переходит в пластическое состояние, легко деформируясь и завальцовывая подшипник. Именно этот метод применяется в производстве двигателей для авиационной промышленности.

Особенности технологии

Вальцовка, или вальцевание, – работа, в ходе которой листовые заготовки приобретают необходимую в соответствии с задачей форму. Работа, строго говоря, идет не только с металлом. В качестве материала может послужить любой пластичный материал, начиная от резины и пластика и заканчивая железом или алюминием. Разного рода трубопрокатные изделия тоже подвергаются такой обработке.

Для того чтобы обработать профлист, используется специальное оборудование. Исходя из названия, легко можно сделать вывод, что основную роль в конструкции играют несколько валов. Процесс придания формы конуса или цилиндра в целом и называется вальцовкой. Если, например, нужно увеличить диаметр трубы в ширину без потери качества, тогда операция называется развальцовкой, но суть от этого изменится мало.

Для домашней мастерской будет достаточно и ручного. При правильном подходе устройство можно собрать и самостоятельно, работать оно будет с ничуть не меньшей эффективностью, чем его заводские аналоги. Это специальное оборудование для работы с металлом в холодном состоянии, объяснений его эффективности существует несколько.

1. В процессе металл не меняет своей температуры, а значит, сохраняет все свои первоначальные технические характеристики неизменными.
2. Структура не подвергается серьезным изменениям, помимо внешней деформации. Не образуется никаких дыр и трещин в заготовках.
3. Работа идет равномерно по всей поверхности изделия. Расчет толщины и радиуса воздействия учитывается заранее.
4. Процесс легко можно контролировать на всех этапах.

Благодаря точности обработки изделий можно работать с заданными геометрическими параметрами, не теряя ни миллиметра. Детали и габариты изделий в конечном итоге могут быть диаметрально разными, начиная от стальной заготовки и заканчивая частью небольшого ювелирного украшения.

Особенности

Какой бы области производства не коснуться, везде можно встретить медь как в чистом виде, так и в сплаве с другими металлами, которых множество. Например:

• сплав меди и никеля;
• сплав меди и алюминия;
• сплав меди и олова;
• сплав меди и свинца;
• сплав меди, никеля и цинка;
• сплав меди и железа;
• сплав меди и латуни.

В чистом виде металл используется в изготовлении электрических проводов, коммуникаций, кабельных изделий. В кабельных изделиях содержится 1/3 меди. К ним относятся вакуумные машины, трубопроводные элементы и теплообменники. Также сплав меди и свинца имеет широкое применение в изготовлении сверхпроводниковых изделий. Медь обладает очень важными свойствами — высокой прочностью и долговечностью. В производстве труб имеет незаменимую функциональность для транспортировки жидкости и газа. Этот металл можно назвать вечным. Во многих странах он является основным материалом для изготовления труб.

Низкое удельное сопротивление меди способствует использованию её в изготовлении кабелей и проводников, деталей к механизмам в машиностроительном производстве. Одним из достоинств медных сплавов является высокая устойчивость к коррозии.

Медные трубы бывают двух видов.

• Отожжённая — трубу из меди после термической обработки, нагревания до 700 градусов по Цельсию охлаждают естественным путём, то есть оставляют остывать без вспомогательных средств. После такой обработки медная труба приобретает незаменимые свойства — высокую прочность, повешенную эластичность.
• Необожжённая — получают на первичном этапе обработки, кислород пропускают через руду, подавая большое давление, тем самым очищая руду от примесей, в данном виде медная труба теряет эластичность, при этом сохраняет прочность и устойчивость к разрыву.

Медные трубы служат от 50 до 70 лет в эксплуатации, выносят температуры от – 100 С до + 250 С. Бактерицидные свойства — безвредные для водоснабжения, бесценны в бытовом применении.

Типы вальцовочных станков

Используемое при вальцевании оборудование отличается простотой и универсальностью, поэтому для домашнего использования его можно изготовить собственноручно. Производственные цеха оснащают серийными моделями вальцов, которые сегодня на рынке представлены в большом ассортименте.

Все станки в зависимости от количества валков делят на четырех-, трех- и двухвалковые. Трехвалковые бывают симметричными и асимметричными. У четырехвалковых станков имеется дополнительный вал, что упрощает процесс вальцевания. Все элементы надежно сцеплены между собой, что сводит к минимуму вероятность выскальзывания листового материала и увеличивает скорость обработки.

По типу используемого привода вальцы бывают:

• гидравлические;
• ручные;
• электрические.

Вальцы с ручным приводом очень простые по конструкции. Такое устройство не требует дополнительного питания для работы и имеет такие преимущества:

• надежность;
• компактность и мобильность;
• невысокая стоимость;
• простота обслуживания и эксплуатации.

К минусам оборудования этого типа можно отнести:

• невозможность использования при вальцевании изделия из металла более 2 мм толщиной;
• невысокая производительность;
• для гибки листовой заготовки понадобится приложить значительные физические усилия.

Станки, оснащенные электрическим приводом, более эффективны. На них можно обрабатывать листовые металлические изделия значительной толщины.

Вальцы, работающие от гидравлического привода, самые мощные. Устройство такого типа отличается большими габаритами. Как правило, такое оборудование устанавливают на промышленных предприятиях.

Как сделать станок самому?

Самодельные вальцы с ручным приводом имеют достаточно простую конструкцию, а работать в конечном итоге будут ничуть не хуже известных заводских аналогов.

Изготовление не потребует никакого сугубо профессионального опыта, разве что минимальных навыков обращения с инструментами.

Что касается конструкции, то у станка для работы с металлом есть несколько ключевых элементов.

1. Рама. Именно на ней будут держаться все остальные элементы конструкции. Рекомендуется использовать оцинкованную сталь или любой другой металл со схожими характеристиками.
2. Боковые стойки с прорезями для узлов подшипника.
3. Валки из прочной стали. Их диаметр будет зависеть от поставленной перед мастером задачи по обработке металла.
4. Рукоятка для вращения.
5. Приводной зубчатый узел, который будет обеспечивать синхронность во вращении валов.
6. Пружинный узел для прижатия заготовки между валками.

Первым этапом станет изготовление рамы. Её можно сварить из нескольких заготовок, размеры при этом нужно сверять с чертежом.

Что касается узлов, то они фиксируются на боковых стойках в специальных отверстиях, валки устанавливаются в последнюю очередь. После сборки конструкции следует проверить, надежно ли зафиксированы все основные узлы.

Особенности технологии

В современном автомобилестроении существует восемь видов развальцовки медных, латунных, алюминиевых и стальных трубок. Их применяют для создания разъемных соединений различных гидравлических и топливных систем в современных автомобилях. Большинство видов этих развальцовок производится промышленным способом на специальных станках в заводских условиях.

Но основные три типа развальцовки являются наиболее распространенными и применяются как в автомобилестроения, так и при монтаже различного энергетического оборудования. К ним относится:

• простая одинарная развальцовка под конус типа «D», делается под углом в 45 градусов в виде одинарной воронки, для ее изготовления подойдет большинство ручных приспособлений для развальцовки трубок;
• двойная развальцовка трубок под конус типа «E» также выполняется под углом в 45 градусов в виде одинарной воронки с двойным усиленным краем трубки, для ее выполнения подойдет уже более специализированный инструмент для развальцовки со специальными насадками;
• одноразовая развальцовка стальных труб под грибок типа «F», выполняется специальной эксцентриковой развальцовкой.

Развальцовка труб является достаточно непростой в технологическом плане операцией и требует тщательной подготовки. Поэтому для получения качественного соединения с помощью развальцовки необходимо выполнять и соблюдать следующие условия:

• срез трубы должен быть идеально ровным,
• стенки трубы, предназначенной под развальцовку, должны иметь одинаковую толщину по всему диаметру;
• место развальцовки должно быть идеально ровным и гладким, при этом не должно иметь следов остаточной деформации и трещин.

Рекомендации по применению вальцовки для медных трубок

Качественно выполненная развальцовка позволяет создать надежное и герметичное соединение. Это сделать можно только при наличии опыта. Поэтому рекомендуется перед основными монтажными работами потренироваться на отрезках трубопроката разного диаметра.

Для выполнения качественной развальцовки также придерживаться и других советов специалистов:

• Развальцовывать нужно только трубу, на торце которой отсутствуют заусенцы, мусор и различные дефекты, включая искривления. Край изделия должен иметь круглую форму.
• Расширительный наконечник инструмента обязан располагаться без перекоса относительно оси трубопроката.
• При расширении детали кустарным способом конусообразную болванку нужно не вдавливать, а вкручивать в отверстие проката.
• При использовании приспособления с матрицей необходимо выбирать в планке отверстие с размером, соответствующим диаметру заготовки.

Внешнюю поверхность трубопроката рядом с торцом всегда нужно зачищать абразивной губкой независимо от используемого инструмента. Это позволит удалить мусор и пыль с изделия. Поэтому трубную деталь легче будет надежно зафиксировать в держателе.