Az álló állványos hengeralakító gép egy erre a célra épített gyártósor, amely a tekercselt acélszalagot perforált, hidegen alakított függőleges oszlopokká alakítja át, amelyeket raklapos állványokban, polcrendszerekben és tárolórendszerekben használnak. Az állóoszlop – más néven állóoszlop vagy állóvázas oszlop – bármely állványrendszer szerkezeti gerince, és geometriája, perforálási mintája és méretkonzisztenciája meghatározza a kész állvány-szerelvény teherbíró képességét és kompatibilitását.
Az általános hengeralakító sorokkal ellentétben az álló állványos gépet kifejezetten ehhez a profilcsaládhoz tervezték. A rack függőleges keresztmetszete általában egy C-csatornás, dobozos szakasz vagy nyitott hátú oszlop, amelyen szabályos osztásközönként – általában 50 mm vagy 75 mm – lyukasztott könnycsepp, négyzet alakú vagy kerek perforáció a gerinc és a karimák mentén. Ezek a perforációk a gerendacsatlakozók csatlakozási pontjaként szolgálnak, lehetővé téve a gerenda magasságának szerszám nélküli beállítását. A precíz hidegen alakított geometria és a pontos dőlésszögű perforációk kombinációjának 15–25 méter/perc gyártási sebességgel történő előállításához olyan gépre van szükség, amely egyetlen folyamatos sorban integrálja a tekercselés, egyengetés, előlyukasztás, hengeralakítás és hosszra vágás funkciókat.
A kész állvány méretpontossága – különösen a furat osztásköze és a keresztmetszet négyszögletessége – közvetlenül meghatározza, hogy az összeszerelt állvány megfelel-e a terhelési vizsgálati szabványoknak mint például az EN 15512 Európában, az RMI Észak-Amerikában vagy az AS 4084 Ausztráliában. A tolerancia felhalmozása több támasztóoszlopon kritikussá válik a többrekeszes telepítéseknél; a mérettűrés alsó határán álló oszlopokat gyártó gép a gerenda csatlakozóinak megkötését vagy laza illeszkedését okozza, ami összeszerelési problémákat és szerkezeti kockázatot is okoz.
A teljes álló állványos tekercsformázó sor több egymást követő állomásból áll, amelyek mindegyike meghatározott funkciót lát el. Az egyes állomások tevékenységének és minőségi mutatóinak megértése segít a vásárlóknak értelmesen értékelni a gép specifikációit.
A decoiler tartja az acéltekercset – jellemzően 1,5–3,0 mm vastag horganyzott vagy előfestett acélszalag, profilmérettől függően 80–200 mm széles – és szabályozott feszültséggel táplálja a vezetékbe. A hidraulikus expanziós decoilerek a tekercs belső átmérőjének széles skáláját (tipikusan 508 mm vagy 610 mm) és 5-10 tonnás tekercstömegüket teszik lehetővé. Az egyengető azonnal követi, egy sor eltolt tekercs segítségével eltávolítja a tekercskészletet (a tekercselés által adott természetes görbületet) a szalagról, mielőtt az bejutna a lyukasztóállomásra. A nem megfelelő kiegyenesítés a kész függőleges oszlop meghajlását okozza a hossza mentén – ez a hiba, amely illeszkedési problémákat okoz a telepítés során, és kizárhatja a terméket a terhelési vizsgálatból.
Az előlyukasztó prés a mechanikailag legigényesebb állomás az álló állványsoron. Szervo- vagy hidraulikus hajtású szerszámkészletet használ, hogy a könnycsepp- vagy más csatlakozó furatmintát a lapos szalagba lyukassza a hengeralakítás megkezdése előtt. A lapos lyukasztás – a profil kialakítása előtt – sokkal egyszerűbb, mint az alakítás utáni lyukasztás, és kiküszöböli a lyukak körüli torzulást, amelyet az utólagos lyukasztás okoz. A furatosztás pontossága itt a kritikus specifikáció: a legjobb gépek ±0,1 mm-es osztástűréssel rendelkeznek , míg a pénztárcabarát gépek ±0,3–0,5 mm-t engedhetnek meg, ami érzékelhető eltéréseket okoz a raklaptartó-rekeszben. A szervovezérelt adagolórendszerek nagyobb osztáspontosságot érnek el, mint a forgattyús meghajtású mechanikus előtolások, és a minőségi gyártógépeken alapfelszereltségnek számítanak.
A szerszámanyag és a karbantartási hozzáférés jelentősen befolyásolja az üzemeltetési költségeket. A 2,0–2,5 mm-es horganyzott acél könnycsepp-perforációjához készült lyukasztók és matricák általában 500 000–1 000 000 ütésenként újraélezést igényelnek az acél keménységétől és a bevonat típusától függően. A szerszámacél (D2 vagy azzal egyenértékű) lyukasztókkal és hozzáférhető szerszámcsere-rendszerekkel ellátott gépek csökkentik a leállási időt a szerszámkarbantartási ciklusok során.
A hengeralakító malom a gép magja – párosított hengerállomások sorozata, amelyek mindegyike fokozatosan hajlítja az acélszalagot a kész keresztmetszethez. A függőleges állványprofilok általában 14–24 hengerlési állomást igényelnek a profil összetettségétől és az anyagvastagságtól függően. Minden állomást közös tengely vagy külön szervomotor hajt meg, és edzett szerszámacélból precíziósan megmunkált felső és alsó görgőket tartalmaz. Az alakító állomások száma azért számít, mert az elégtelen számú állomás túlzott hajlítást kényszerít átmenetenként, ami visszaugrást, élrepedést és méretbeli instabilitást okoz. A jó hírű gépgyártók az acél folyáshatára és a profilgeometria alapján számítják ki a szükséges állomások számát – a vevőknek formázási sorozatszimulációkat vagy kész profilvizsgálati jelentéseket kell kérniük a gépek értékelésekor.
Az állványtartók meghatározott hosszúságban készülnek – általában 1800 mm és 6000 mm között a szabványos raklapos állványok esetében –, és pontosan kell vágni, anélkül, hogy a kialakított profil torzulna. A repülő nyíró és a stop-and-cut (post-cut) rendszerek a két fő megközelítés. A repülő ollók menet közben vágnak, miközben a profil tovább mozog, megőrizve a nagyobb gyártási sebességet, de növelve a mechanikai bonyolultságot. Az utólagos vágási rendszerek egy pillanatra leállítják az anyagot a vágáshoz, egyszerűsítve a mechanizmust, de kisebb sebességcsökkenést okozva. Állványos gyártáshoz a ±1 mm-es hossztűréssel rendelkező hidraulikus vagy szervo-meghajtású repülő ollók az alapfelszereltségűek a gyártási minőségű gépeken. A körfűrész vágóegységeket néha vastagabb anyagokhoz használják, ahol a nyíróvágás deformált végprofilt hagy maga után.
A modern állványos hengeralakító sorokat egy programozható logikai vezérlő (PLC) vezérli ember-gép interfész (HMI) érintőképernyővel. A vezérlőrendszer kezeli a gyártási sebességet, a furatosztás szervo időzítését, a vágási hosszra számlálást és a gyártási tétel nyilvántartását. Az irányítási rendszer minősége túlméretezett hatással van a napi termelés hatékonyságára – az intuitív interfészek csökkentik a beállítási időt a függőleges profilok vagy hosszúságok közötti váltáskor, az átfogó hibadiagnosztika pedig csökkenti a hibaelhárítási időt a nem tervezett leállások esetén. A Siemens, Mitsubishi és Allen-Bradley PLC-k a legelterjedtebb platformok a bevált gyártók minőségi gépeiben; Az olcsó gépeken található szabadalmaztatott vezérlőket nehéz lehet szervizelni, ha a gép szállítója korlátozott értékesítés utáni támogatást nyújt.
Az álló állványos hengeralakító gépek jellemzően egy adott profilcsalád köré épülnek, bár sok gyártó kínál szerszámcserét, hogy több profilméretet is lehessen gyártani egyetlen soron.
A befelé hajtogatott ajkakkal rendelkező, nyitott hátú C-szelvény a legszélesebb körben gyártott állványos függőleges profil világszerte – magas szilárdság/anyag arányt, kompatibilitást a szabványos gerendacsatlakozókkal és egyszerű tekercselést biztosít. A dobozos (zárt) oszlopok jobb torziós merevséget kínálnak, és nagy teherbírású behajtó állványokhoz és magas rekeszű automatizált tárolórendszerekhez készültek. Az összetett, több hajlítású keresztmetszetű szerkezeti oszlopprofilok – amelyek gyakoriak az áthajtó- és a tolóállványoknál – több alakítóállomást és bonyolultabb szerszámozást igényelnek, mint a szabványos C-profilok. Az egyik profiltípushoz meghatározott gépsor jelentős szerszámberuházás nélkül nem mindig illeszthető könnyen egy másikhoz.
A szabványos állványos függőleges anyag vastagsága 1,5 mm és 3,0 mm között van, és 1,8–2,5 mm a gyártási mennyiség nagy részét. A nagyobb szilárdságú acélminőségek – S350GD, S450GD vagy azzal egyenértékű – lehetővé teszik, hogy a vékonyabb anyagmérők ugyanolyan teherbíró képességet érjenek el, mint a vastagabb, kisebb szilárdságú alternatívák, csökkentve ezzel a méterenkénti anyagköltséget. A hengeralakító gépet a gyártási tartomány legkeményebb és legvastagabb anyagkombinációjához kell megadni; Az 1,5 mm-es lágyacélhoz méretezett formázóhengerek idő előtt elkopnak és elveszítik a méretpontosságukat, ha 2,5 mm-es nagy szilárdságú anyagot folyamatosan futtatnak. A gépgyártóknak meg kell adniuk a tekercsanyag keménységi adatait (általában HRC 58–62 a hengerek alakításához állványgyártás során) és a becsült hengerélettartam adatokat a célanyag-specifikációhoz.
| Profil típusa | Tipikus vastagság | Állomások kialakítása | Lyuk minta | Elsődleges alkalmazás |
|---|---|---|---|---|
| Nyitott hátú C-rész | 1,5-2,5 mm | 14–18 | Könnycsepp / négyzet | Szelektív raklapos állvány |
| Doboz rész (zárt) | 2,0-3,0 mm | 18–24 | Kerek/téglalap alakú | Behajtható, magas nyílású AS/RS |
| Szerkezeti oszlop | 2,0-3,5 mm | 20–28 | Egyedi hangmagasság | Visszatolódás, áthajtás |
Az álló állványos hengeralakító sorok jellemzően 15–25 méter/perc sebességgel termelnek szabványos C-profilok esetén 1,8–2,5 mm-es anyagból. 20 m/perc sebességgel, átlagosan 3000 mm-es tartóhosszúsággal, egy egyműszakos vonal óránként körülbelül 400 támasztóoszlopot állít elő – vagy 8 órás műszakban körülbelül 3000–3200 oszlopot, ami lehetővé teszi a tekercscserét, a szerszámok ellenőrzését és a kisebb megállásokat. Az egyműszakos, ötnapos működés éves teljesítménye megközelíti a 750 000 támasztóoszlopot, ami nagyjából megfelel a 65 000–80 000 raklapállvány-rekesz függőleges követelményének a rekesz magasságától és konfigurációjától függően.
A vevőknek ki kell számítaniuk a szükséges teljesítményt az aktuális és a tervezett rendelési mennyiség alapján, mielőtt megadnák a gép sebességét -a névleges kapacitásának 60–70%-án üzemelő gépnek jobb a szerszám élettartama, alacsonyabb a selejtezési aránya és nagyobb a karbantartási mozgástér, mint egy folyamatosan maximális sebességgel működő gépnek. A tapasztalt állványgyártók bevett gyakorlata, hogy az aktuális kereslethez képest 30–40%-os túlkapacitással rendelkező gépet adnak meg.
A vonalkonfiguráció hatással van a gyári elrendezési követelményekre is. A teljes álló állványsor, beleértve a decoilert, egyengetőt, lyukasztóprést, hengeralakító malmot és hosszra vágott rendszert, általában 20–35 méter padlóhosszt foglal el, 4–6 méter szélesség szükséges a vonal alapterületéhez, valamint a tekercskezeléshez és a kész alkatrészek egymásra helyezéséhez. Az automatizált halmozási és kötegelési rendszerekkel rendelkező sorok megnövelik a lábnyomot, de kiiktatják a kézi mozgatást a kilépési oldalon – ez jelentős mértékű üzemeltetési költségmegfontolás a nagy volumenű gyártásnál.
A hengeralakítás során meghozott gépbeszerzési döntések jelentős következményekkel járnak – egy gyártósor több éves tőkelekötést jelent, és a jól meghatározott és a rosszul meghatározott gép közötti különbség több ezer üzemóra alatt áll össze. Az alábbi értékelési szempontok a legkövetkezményesebbek.