Введение в оборудование для формовки легких килей

Введение в оборудование для формовки легких килей

Вальцевание - это процесс металлообработки, при котором металлический лист постепенно изгибается до получения нужного профиля поперечного сечения. A Легкая килевая роликовая формовочная машина разработана специально для вальцевания легкой килевой стали и стали малых форм. По сравнению с машинами для формовки тяжелых килей и крупных конструкций, машины для формовки легких килей более компактны по размерам и имеют относительно меньшую мощность формовки.

Легкий киль обычно относится к килям или балкам с высотой полотна менее 180 мм. Толщина полотна обычно составляет от 1,5 мм до 3 мм. Станок для прокатки легких килей идеально подходит для формирования таких легких килей и небольших конструкционных деталей.

Что такое Light Keel?

Легкий киль - это тип металлической конструкционной балки, имеющей С-образное или U-образное поперечное сечение. Она состоит из двух фланцев, соединенных тонким полотном. Легкие кили широко используются в легких стальных конструкциях в стенах, полах и крышах для обеспечения поддержки и жесткости.

Ширина фланца легкого киля обычно составляет менее 80 мм. Высота или глубина полотна варьируется от 50 мм до 180 мм для легкого киля. Толщина материала - легкая, обычно от 1,5 мм до 3 мм. Популярные материалы, используемые для производства легких килей, включают оцинкованную сталь, холоднокатаную сталь и нержавеющую сталь.

Легкие кили имеют меньший вес, чем традиционные горячекатаные двутавровые балки. Однако эффективная форма поперечного сечения и высокое соотношение прочности и веса легких килей позволяют им преодолевать большие расстояния и нести разумную нагрузку. Легкие килевые балки легко транспортировать, и они требуют меньше конструкционных опор.

Преимущества легких килей

Вот некоторые из основных преимуществ и областей применения легких килевых стальных конструкций:

• Легкая конструкция - легкие кили весят меньше, чем двутавровые балки, что позволяет создавать легкие стальные конструкции.
• Высокое соотношение прочности и веса - превосходная прочность при малом весе благодаря оптимизированному сечению.
• Легкая транспортировка и перемещение - благодаря небольшому весу можно перемещать вручную.
• Снижение нагрузки на конструкцию - требуется меньше тяжелых элементов конструкции благодаря малому собственному весу.
• Способность преодолевать большие расстояния - способность выдерживать большие пролеты, выдерживая нагрузки.
• Быстрая установка - Быстрая и легкая установка благодаря небольшому весу.
• Кровельная обрешетка - легкие кили идеально подходят для кровельных систем в качестве обрешетки.
• Стеновые стойки - используются в качестве несущих стеновых стоек в легких стальных каркасах.
• Балки перекрытия - обеспечивают жесткость конструкции пола при использовании в качестве балок перекрытия.

Принцип работы машины для формовки легких килей

В валковой штамповке легких килей используется ряд последовательных комплектов валков для постепенного изгиба листового металла в требуемую форму поперечного сечения киля. Каждый валок придает материалу постепенный изгиб, когда он последовательно проходит через различные станции валков.

Процесс формовки валков

Процесс формовки легкого киля состоит из трех основных этапов:

1. Кормление - Свернутый лист металла помещается на разматыватель, который подает полосу металла в валковый станок.
2. Профилирование - Лист проходит через последовательные роликовые станции, постепенно формируя форму киля.
3. Резка - После получения профиля киль непрерывной формы разрезается на нужные отрезки ротационными ножницами.

В процессе валковой формовки происходит два вида деформации металла - гибка и сплющивание. Листовой металл подвергается последовательному изгибу и сплющиванию при прохождении через различные роликовые станции, чтобы в итоге сформировать профиль киля.

Роликовые станции

Основными рабочими частями станка Light Keel являются роликовые станции. Каждая роликовая станция состоит из верхнего и нижнего роликов, расположенных вплотную друг к другу. Зазор между роликами должен быть чуть больше толщины металлического листа.

По мере прохождения полосы между вращающейся парой верхних и нижних роликов она постепенно изгибается. Проходя последовательно через несколько таких роликовых станций, полный профиль киля формируется постепенно, шаг за шагом.

Вальцы имеют обработанные канавки или контуры по окружности для изгибания листа до нужной формы. Ролики должны быть точно обработаны с высоким допуском и твердостью, чтобы выдержать усилия при формовке металла.

Компоненты машины для формовки легких килей

Станок для формовки легких килей состоит из нескольких модульных компонентов и секций, которые работают вместе, чтобы непрерывно формировать желаемые секции легких килей.

Секция кормления

Это начальный участок, где рулон листа устанавливается на разматыватель и постепенно поступает на участок прокатки. Он состоит из:

• Разматыватель - Удерживает рулон листа и вращается для его размотки. Для предотвращения разгона предусмотрено торможение.
• Подающие валики - Вытягивает листовую ленту из разматывателя и подает в секцию формирования рулонов.
• Выпрямляющие ролики - Устраняет кривизну рулона и выпрямляет лист перед рулонной формовкой.

Секция формовки

В этой секции расположены роликовые станции, которые постепенно формируют полотно и фланцы килевого профиля. Основными компонентами являются:

• Формовочные ролики - Различные контурные вальцы, которые поэтапно сгибают лист для создания формы киля.
• Формовочные валы - Корпуса, удерживающие формующие ролики в точных положениях.
• Направляющие валики - Валки, которые поддерживают выравнивание листа во время гибки.
• Подставки для опорных валов - Конструктивные рамы для установки роликовых станций.

Секция резки

После получения желаемого профиля киля на участке формовки непрерывно сформированный киль разрезается на отрезки в соответствии с требованиями на участке резки. Он имеет:

• Роторные ножницы - Вращающийся нож разрезает сформированные кили на части.
• Система измерения длины - Измеряет линейную длину формируемого киля и запускает ножницы.
• Разгрузочные столы - Роликовые столы для сбора отрезанных частей киля.

Система контроля

Сложное оборудование автоматизации и управления для синхронизации и управления машиной включает в себя:

• ПЛК - Управляет всеми последовательными операциями машины с помощью программ автоматизации.
• HMI - Человеко-машинный интерфейс с дисплеем для просмотра и управления настройками.
• Серводвигатели - Обеспечивают точное позиционирование формующих роликов.
• Датчики - Различные датчики для обнаружения и контроля положения листа.
• Модули безопасности - Аварийные остановки, защитные ограждения для защиты оператора.

Структурная рама и корпус

Валковая машина размещена в прочном каркасе, изготовленном из стальных профилей, таких как швеллеры, двутавровые балки, квадратные трубы и т.д. Логичная компоновка машины и эргономичное расположение компонентов обеспечивают простоту эксплуатации и доступ к техническому обслуживанию.

Корпуса и кожухи используются для ограждения рабочих частей в целях безопасности. Ограждения предотвращают контакт с движущимися частями. Отверстия предусмотрены для входа, выхода и наблюдения за листовым металлом.

Для легкого килевого роликового устройства обычно используется рамная конструкция типа С. Она состоит из двух боковых рам, соединенных горизонтальными рамными секциями. В этой жесткой С-образной раме размещается валковая машина. По бокам и сверху машину закрывают металлические ограждения.

Технические характеристики

Станки для формовки легких килей выпускаются в различных размерах и с разной скоростью производства для изготовления килей и открытых балок малых и средних размеров. Вот некоторые типичные характеристики этих машин:

• Толщина металла: от 0,5 мм до 3 мм
• Высота килевого полотна: 50 мм - 180 мм
• Ширина фланца: До 80 мм
• Скорость формования: 8-15 м/мин
• Мощность привода: 3 кВт - 7,5 кВт
• Производительность варьируется от 10 до 30 штук в минуту в зависимости от размера киля. Размеры машины относительно компактны по сравнению с более крупными валковыми формовщиками. Вес составляет от 3000 кг до 8000 кг в зависимости от производительности.

Как выбрать станок для формовки киля

Вот несколько важных факторов, которые следует учитывать при выборе машины для формовки легкого киля:

• Размеры киля - Такие размеры, как высота полотна, ширина фланца, толщина, должны быть в пределах возможностей станка.
• Объем производства - Подберите скорость и производительность машины в соответствии с требуемым объемом производства.
• Тип питания - Электрическая или гидравлическая мощность в зависимости от производительности.
• Уровень автоматизации - Доступны модели с ручным и полностью автоматическим управлением.
• Параметры катушки - ID катушки, внешний диаметр, вес должны соответствовать разматывателю.
• Рулонные материалы - Специальные стали для тяжелых условий эксплуатации или применения нержавеющей стали.
• Жесткость машины - Более тяжелые рамы снижают вибрацию и улучшают качество профиля.
• Расширяемость - Возможность добавления дополнительных роликовых станций или модификации оснастки для получения большего количества профилей.
• Программные средства управления - Простота программирования ПЛК для обеспечения гибкости.
• Безопасность - Комплексная безопасность в соответствии с обязательными промышленными нормами.
• Сервис - Необходимо обеспечить установку, ввод в эксплуатацию и обучение оператора.
• Бюджет - Более производительные машины обычно стоят дороже.

Рассмотрите текущие и будущие производственные требования и выберите подходящую модель валкообразователя для легкого киля.

Производители станков для формовки легких килей

Некоторые ведущие производители машин для формовки легких килей:

• ZITAI (Китай)
• Formtek (Тайвань)
• Fundametal (Тайвань)
• Samco Machinery (Тайвань)
• Joton Rollforming (Тайвань)
• Metform (Турция)
• CNCRollforming (Китай)
• Гаспарини (Италия)
• ДРЕЙСТЕРН (Германия)

Многие китайские производители также предлагают роликовые формовщики для легких килей по экономичным ценам. Выбирая авторитетного производителя, оцените качество оборудования, возможности и сервисную поддержку.

Диапазон цен

В зависимости от производственной мощности, уровня автоматизации и дополнительных функций, станки для формовки легких килей предлагаются в широком ценовом диапазоне. Вот примерная оценка цен:

• Начальный уровень - $8,000 - $15,000
• Средняя производительность - $15,000 - $35,000
• Высокопроизводительный - $35,000 - $65,000
• Сверхмощный - Выше $65,000

Большие машины с высокой скоростью производства и большей степенью автоматизации обычно стоят дороже. Импортные машины европейского или тайваньского производства стоят дороже, но обеспечивают лучшее качество и производительность.

Как управлять станком для формовки легких килей

Управление машиной для формовки легких килей требует базовых технических навыков. Производитель машины должен обеспечить надлежащее обучение. Вот краткое описание основных этапов:

1. Проверки безопасности

• Убедитесь, что все защитные приспособления находятся на своих местах
• Убедитесь, что аварийные выключатели работают
• Проверьте электрическую и гидравлическую системы
• Используйте защитную обувь, шлемы, очки

2. Загрузка материала

• Монтаж рулонов листового металла на разматыватель с помощью мостового крана
• Подайте лист в ролики и выровняйте его

3. Настройка параметров

• Введите толщину материала, высоту киля и т.д.
• Настройка скорости формования, длины реза и других параметров

4. Начать операцию

• Запустите двигатели и дайте машине набрать скорость
• Постепенная подача листа в секцию формования

5. Готовый продукт

• Визуальный контроль качества сформированных килей
• Разгрузка готовых изделий с помощью автопогрузчика

6. Регулярное техническое обслуживание

• Смазывайте подшипники, проверяйте компоненты
• Замените изнашивающиеся детали, например, лезвия ножниц

Оператор машины должен контролировать процесс и вносить необходимые коррективы, чтобы обеспечить надлежащий профиль и качество киля. Современные станки для формовки легких килей разработаны для быстрой настройки и простоты эксплуатации.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая производительность и ускоренный темп производства.
• Постоянное и равномерное качество профиля.
• Возможность формирования сложных и асимметричных форм.
• Низкая стоимость оснастки по сравнению с другими процессами.
• Гибкая настройка параметров с помощью элементов управления.
• Повышенная точность размеров изделий.
• Минимальное количество отходов и брака.

Недостатки

• Высокая первоначальная стоимость инвестиций в оборудование.
• Требуется регулярное техническое обслуживание и квалифицированная работа.
• Настройка оснастки и переналадка требуют времени.
• Ограниченный размерный ряд для данной машины.
• Шум и безопасность требуют соблюдения мер предосторожности.

Обслуживание машины для формовки легких килей

Регулярное профилактическое обслуживание необходимо для бесперебойной работы и долговечности вальцовочного станка. Вот некоторые важные аспекты технического обслуживания:

• Ежедневно очищайте машину и проверяйте на наличие утечек масла.
• Регулярно смазывайте все подшипники и поверхности скольжения.
• Проверьте выравнивание и зазоры в роликах. При необходимости отрегулируйте.
• Осмотрите все электрические соединения и гидравлические шланги.
• Убедитесь, что все защитные устройства функционируют должным образом.
• Проверьте правильность натяжения цепных и ременных приводов.
• Заменяйте изношенные детали, такие как лезвия, звездочки, защитные кожухи и т.д.
• Содержите валы роликов в чистоте и смазывайте резьбовые винты.
• Осмотрите раму машины на предмет трещин и неплотных соединений.
• Убедитесь, что все предупреждающие наклейки и знаки читаемы. При необходимости замените их.

Правильное техническое обслуживание в соответствии с рекомендациями поставщика сведет к минимуму незапланированные простои и поможет достичь максимальной производительности.

Устранение распространенных проблем

Некоторые распространенные проблемы, которые могут возникнуть с машинами для формовки легких килей, следующие:

Проблема - Заедание и засорение металлических листов

Решение - Проверьте выравнивание валов, уменьшите скорость подачи, обеспечьте достаточную смазку.

Проблема - Чрезмерная деформация фланца или полотна

Решение - Отрегулируйте зазоры между валками, проверьте контуры и расстояние между валками

Проблема - Срезанные детали имеют заусенцы и неровности

Решение - Замените изношенные лезвия ножниц, проверьте зазоры между лезвиями, уменьшите скорость резки.

Проблема - Искажение профиля киля

Решение - Улучшение качества поверхности материала, проверка выравнивания направляющих роликов

Проблема - Срабатывание при перегрузке двигателя

Решение - Проверьте, не превышает ли толщина металла допустимую, проверьте состояние коробки передач и цепи.

Проблема - Перегрев гидроагрегата

Решение - Проверьте уровень масла, очистите масляные фильтры, осмотрите насос и клапаны

Советы по безопасности

Несколько важных советов по технике безопасности при работе на станках с легким килем:

• Во время работы держите руки подальше от валиков.
• Не выполняйте никаких регулировок до полной остановки машины.
• При работе с листовым металлом надевайте перчатки, устойчивые к порезам.
• Используйте надлежащие методы подъема для транспортировки рулонов и готовой продукции.
• Обеспечьте достаточное освещение в рабочей зоне.
• Поддерживайте чистоту и сухость в помещении, чтобы избежать опасности поскользнуться или упасть.
• Перед обслуживанием выключите машину и выполните процедуры блокировки.
• Во время работы убедитесь, что все защитные ограждения находятся на месте.
• Пользуйтесь защитой для ушей, так как уровень шума может быть высоким.
• Соблюдайте стандартные отраслевые протоколы и процедуры безопасности.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Из каких материалов можно изготовить легкие кили?

О: Обычно используются такие материалы, как низкоуглеродистая сталь, оцинкованная сталь и листы нержавеющей стали толщиной до 3 мм. Алюминиевые сплавы также могут быть подвергнуты рулонной формовке.

В: Чем отличаются профили с легким килем от профилей с нормальным килем?

О: Легкие кили имеют высоту полотна менее 180 мм и толщину до 3 мм. Нормальные кили больше в поперечном сечении и толще.

В: Какой длины кили могут быть изготовлены?

О: Обычная длина составляет от 2 м до 12 м. Также возможно изготовление нестандартных или бесконечных длин.

Вопрос: Как разработать контуры роликов для нового профиля киля?

О: Контуры роликов разрабатываются путем анализа последовательности изгиба и этапов, необходимых для постепенного формирования формы киля. Инженерное программное обеспечение может помочь в проектировании.

Вопрос: Требуется ли термообработка после роликовой формовки килей?

О: Нет, процесс холодной прокатки упрочняет и укрепляет сформированные кили. Последующая термообработка, как правило, не требуется.

Вопрос: Какова скорость производства легких машин для формовки киля?

О: Скорость производства зависит от размера киля, толщины металла и скорости работы станка. Обычно производительность составляет от 10 до 30 штук в минуту.

В: Как я должен обслуживать валковые инструменты?

О: Содержите ролики в чистоте, удаляя металлическую пыль и частицы. Смажьте подшипники. Повторно обработайте поверхности или твердое хромирование.

В: Возможна ли автоматическая упаковка киля?

О: Да, некоторые машины оснащены устройствами транспортировки и штабелирования для автоматической укладки готовых деталей киля.

Вывод

Валковая штамповка легких килей - это эффективный процесс массового производства килей и балок малого и среднего размера с С- или U-образным профилем. Вальцовочная машина постепенно формирует полотно и фланцы, пропуская листовую ленту через ряд роликовых станций.

По сравнению с тяжелыми стальными конструкционными профилями, легкие кили высотой до 180 мм и толщиной до 3 мм могут эффективно производиться серийно на станках для формовки легких килей. Эти компактные и универсальные станки позволяют малым и средним производителям металлических конструкций автоматизировать производство.

Необходимо тщательно выбирать подходящую мощность, характеристики и опции машины, исходя из текущих и будущих производственных потребностей и бюджета. Ведущие тайваньские и европейские производители предлагают высококачественные вальцовочные станки для производства легких килей. При правильной эксплуатации и техническом обслуживании валковая формовочная машина может обеспечить стабильное качество и низкую себестоимость продукции.

узнать больше Вальцевание

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1) What profiles can Light Keel Roll Forming Machines produce?

• Typical profiles include C, U, and omega studs/tracks, with options for punched service holes, dimples, and lips. Many lines support modular tooling to switch between wall studs, floor joists, and purlin-like light members.

2) What accuracy and repeatability should I expect?

• For 0.6–2.5 mm galvanized steel, best-in-class lines achieve cut-length accuracy of ±0.25–0.5 mm and flange/web dimensional repeatability within ±0.3–0.6 mm, assuming calibrated encoders and proper coil quality.

3) How do I choose between hydraulic and all-electric forming and cutoff?

• All-electric drives and servo cutoffs provide quieter operation, finer control, and 8–15% lower energy use; hydraulic cutoffs can be robust for heavy gauges but require more maintenance and can introduce temperature-related drift.

4) Can one machine handle multiple keel sizes without long downtime?

• Yes. Cassette-type roll tooling and recipe libraries reduce changeover to 10–30 minutes. Without cassettes, full tooling swaps may take 1–2 hours depending on station count and profile complexity.

5) What coil specs matter most for light keel quality?

• Consistent yield strength (e.g., 230–350 MPa for common studs), tight thickness tolerance (±0.03–0.05 mm), proper coating class (e.g., EN 10346 Z275/Z350 or AZ150), and straightness. Poor coil quality increases bow, twist, and oil-canning defects.

Тенденции развития отрасли в 2025 году

• Electrification and energy efficiency: Shift to servo-electric stands and cutoffs reduces kWh/ton and improves cut-length stability.
• Smart QA: AI-driven vision checks for web bow, twist, hole position, and edge waviness reduce rework by 20–40% at line speeds >15 m/min.
• Fast changeover: Cassette tooling and digital recipes widely adopted for multi-SKU stud/track production.
• Sustainability: Higher use of Zn-Al-Mg (ZAM) coated steels and documented EPDs; plants tracking Scope 2/3 emissions for procurement.
• Safety and compliance: Increased alignment with ISO 13849/14120 and OSHA/CE requirements; more interlocked guards and light curtains near cutoff.

2025 Benchmarks for Light Keel Roll Forming Machines (stud/track, 0.6–1.5 mm GI)

KPI	2023 Типичный	2025 Лучший в своем классе	Примечания/помощники
Скорость линии (без перфорации)	10–18 m/min	20–35 m/min	Servo feeders, low-inertia stands
Line speed (with inline punching)	8–15 m/min	15–28 m/min	Rotary punching, accumulators
Точность длины реза (3σ)	±0.8 mm	±0.25–0.5 mm	20–40k ppr encoders, servo cutoff
Changeover (cassette tooling)	35–90 min	10–30 min	Cassette modules, recipe presets
Количество лома	2-4%	1-2%	AI vision + SPC on coil thickness
Energy use (kWh per 1,000 m)	55-75	45–60	Рекуперативные приводы, интеллектуальный холостой ход
Operator noise at station	82–88 dB(A)	76–82 dB(A)	All-electric + acoustic panels

Избранные ссылки:

• EN 10346 coated flat steel products: https://standards.cen.eu
• AISI/CFSEI resources for cold-formed steel framing: https://www.cfsei.org/resources
• ISO machine safety (13849, 14120): https://www.iso.org
• U.S. EIA manufacturing energy data: https://www.eia.gov
• CRRC cool roof information (re coatings where relevant to building envelopes): https://coolroofs.org

Последние исследования

Case Study 1: AI Vision QC Cuts Rework in Light Keel Production (2024)

• Background: A Southeast Asian stud-and-track producer faced variable hole alignment and flange twist on 0.8–1.2 mm GI coils at 14 m/min.
• Solution: Installed dual-camera AI vision for inline measurement of hole position, web bow, and twist; integrated closed-loop roll-gap micro-adjustment; upgraded to servo cutoff.
• Results: Rework reduced by 37%, scrap down from 3.1% to 1.8%, line speed increased to 18 m/min while maintaining ±0.4 mm cut accuracy.

Case Study 2: All-Electric Retrofit for Energy and Changeover Gains (2025)

• Background: An EU light keel fabricator serving prefab housing needed lower energy use and faster SKU changeovers across 10 profiles.
• Solution: Replaced hydraulic pack with servo-electric stands and regenerative drives; added cassette tooling and digital recipe management.
• Results: Energy intensity decreased 13% (kWh/1,000 m), average changeover time dropped from 62 to 19 minutes, and OEE improved by 9 percentage points.

Мнения экспертов

• Dr. Emily Hart, Senior Research Engineer, Cold-Formed Steel Research Consortium
• “For Light Keel Roll Forming Machines, coil flatness and consistent yield strength are as critical as tooling design. Pair Z275/Z350 coatings with proper lubrication to minimize paint or zinc pickup on rolls.”
• Marco Rinaldi, Automation Lead, Gasparini SpA
• “Recipe-driven servo calibration and cassette tooling deliver the biggest ROI for multi-profile lines—most customers earn payback within 12–18 months via reduced changeover and scrap.”
• Anika Voigt, Safety Consultant, TÜV-certified Machine Safety Specialist
• “Perform a Performance Level (PLr) assessment under ISO 13849 and ensure interlocked guards and light curtains around the cutoff and punching zones. Digital LOTO checklists are becoming standard in customer audits.”

Практические инструменты/ресурсы

• CFSEI technical notes and design guides for light steel framing: https://www.cfsei.org/resources
• AISI S100/S240 cold-formed steel standards overview: https://www.buildusingsteel.org
• EN 10346 coated steel standard access: https://standards.cen.eu
• Охрана оборудования и LOTO по стандартам OSHA: https://www.osha.gov/machine-guarding
• GHG Protocol calculation tools (plant reporting): https://ghgprotocol.org
• Coil calculators (weight/length): https://www.onlinemetals.com/en/calculators
• SPC templates for roll forming QA (NIST resources): https://www.nist.gov/services-resources/software

Note: Data points and practices summarized above align with publicly available standards and manufacturer disclosures; verify specific figures with your machine vendor and coil supplier.

Последнее обновление: 2025-10-21
Изменения: Added 5 FAQs tailored to Light Keel Roll Forming Machines; included 2025 trends with KPI benchmark table and sources; provided two recent case studies; compiled expert insights and practical resources
Дата следующего пересмотра и триггеры: 2026-04-21 or earlier if EN 10346 or AISI/CFSEI standards update, ISO 13849/14120 revisions occur, or vendors release materially improved servo/cassette changeover technologies