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Principio di funzionamento del processo di piegatura a 3 rulli e caratteristiche dell'attrezzatura

La piegatura a tre rulli (nota anche come calandratura a tre rulli) è uno dei processi di formatura circolare più classici e ampiamente utilizzati nel campo della formatura della lamiera. È ampiamente utilizzata nei settori di recipienti a pressione, condotti dell'aria, serbatoi di stoccaggio, strutture in acciaio, cantieristica navale, ponti e produzione di macchinari.

Di seguito è riportata un'analisi sistematica e approfondita del suo principio di funzionamento, della composizione strutturale, del meccanismo di formatura, delle caratteristiche tecniche, dei vantaggi, del confronto tra diverse forme strutturali e degli scenari applicativi.

1. Principio di funzionamento di base del processo di piegatura a 3 rulli

Il principio fondamentale della laminazione a tre rulli è il seguente: modificando le posizioni relative dei tre rulli, la lamiera subisce una continua deformazione plastica sotto sforzo, formando infine l'arco desiderato o la forma cilindrica.

1) Componenti strutturali di base

Una macchina standard per la laminazione di lastre a tre rulli è in genere composta da:

Rullo superiore (rullo principale)
Rullo inferiore (rullo di supporto)
Rulli laterali (rulli di regolazione)
Sistema di azionamento principale
Sistema idraulico
Sistema di controllo elettrico
Meccanismo di inclinazione (per lo scarico)

2) Processo di formatura a piegatura a 3 rulli

Fase 1: Alimentazione e posizionamento della piastra

La lamiera viene inserita tra i rulli superiore e inferiore.

Fase 2: Sollevamento e abbassamento del rullo laterale

I rulli laterali si alzano o si abbassano, modificando la posizione di supporto a tre punti.

Fase 3: Generazione del momento flettente

Mentre la lamiera passa attraverso i tre rulli:

Il rullo superiore esercita pressione.
Il rullo inferiore fornisce supporto.
I rulli laterali controllano il raggio di curvatura.
La lamiera subisce una continua deformazione plastica.

Fase 4: Alimentazione ripetuta

Attraverso ripetute laminazione, la curvatura raggiunge gradualmente il raggio impostato.

Fase 5: Completare il processo di formatura

Formare un pezzo da lavorare cilindrico o ad arco.

2. Principi meccanici della laminazione a tre rulli

L'essenza della piegatura delle lamiere a 3 rulli è: Formatura a flessione continua a tre punti

Caratteristiche meccaniche:

Il rullo superiore è il rullo motore (nella maggior parte delle strutture)

La piastra è soggetta a momento flettente

Il lato esterno della piastra è sotto tensione

Il lato interno è sotto compressione

Lo strato neutro rimane sostanzialmente invariato

Quando la sollecitazione supera il limite di snervamento del materiale, si verifica una deformazione plastica.

Principio del controllo del raggio di curvatura

Il raggio di curvatura dipende da:

Distanza tra i rulli
Posizione di rollio laterale
Spessore della piastra
Resistenza del materiale
Pressione del rullo superiore

Quanto più il rullo laterale è vicino al rullo superiore:

→ Raggio di curvatura più piccolo

→ Maggiore curvatura di formazione

3. Tipi strutturali delle macchine per laminazione di lastre a tre rulli

– Macchina laminatrice simmetrica a tre rulli

– Macchina laminatrice a tre rulli asimmetrica

– Macchina per laminazione di piastre livellate meccanicamente

– Macchina universale per laminazione di piastre a rulli superiori

Sono disponibili configurazioni personalizzate in base allo spessore della piastra, alla precisione di lavorazione e ai requisiti di automazione.

1) Macchina piegatrice simmetrica a 3 rulli

Caratteristiche: Due rulli inferiori sono fissi; il rullo superiore si solleva verticalmente.
Vantaggi: struttura semplice; basso costo; adatto per piastre medie e pesanti.
Svantaggi: richiede assistenza pre-piegatura; precisione leggermente inferiore.

2) Macchina laminatrice a tre rulli asimmetrica

Caratteristiche: Il rullo inferiore è regolabile; un rullo laterale è mobile.
Vantaggi: può essere prepiegato direttamente; funzionamento più semplice; maggiore precisione.
Adatto per: Impianti di lavorazione di piccole e medie dimensioni.

3) Macchina per laminazione a tre rulli a livello basso

Caratteristiche: Due rulli laterali si muovono orizzontalmente; il rullo superiore è fisso.

Vantaggi: elevata precisione; elevato grado di automazione; adatto per piastre di grandi dimensioni.

4) Macchina laminatrice universale a tre piastre con rullo superiore

Caratteristiche: Questa macchina è una piegatrice idraulica a 3 rulli, utilizzata per completare i processi di pre-piegatura, arrotondamento e raddrizzamento all'estremità di vari contenitori senza la necessità di girarsi dopo un'alimentazione.
Vantaggi: Grazie al sistema idraulico, è adatta alla calandratura di lamiere spesse. La macchina universale con rullo superiore può essere dotata di un dispositivo di calandratura conica per la calandratura di forme coniche.
Adatto per produrre modelli di laminatoi per lastre per carichi pesanti e il suo prezzo è inferiore a Macchina per la laminazione a 4 rulli.

4. Caratteristiche e vantaggi: attrezzatura di piegatura a 3 rulli

Di seguito una ripartizione dettagliata dei suoi vantaggi:

1) Forte stabilità strutturale

I tre rulli formano una struttura di supporto a tre punti, garantendo un bilanciamento delle sollecitazioni, un'elevata capacità di carico e l'idoneità per lavorazioni pesanti. Particolarmente adatto per: recipienti a pressione, corpi di serbatoi di stoccaggio e grandi strutture in acciaio.

2) Ampia gamma di formatura

Può elaborare: cilindri, coni (con dispositivi conici), piastre curve e curve multisegmento. I tipi di materiali includono: acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, piastre in alluminio, piastre ad alta resistenza e acciaio legato.

3) Formatura continua ad alta efficienza

Rispetto alle piegatrici: le piegatrici eseguono la piegatura multisegmento, mentre la formatura a rulli a tre rulli prevede una piegatura continua.

Pertanto: superficie più liscia, migliore rotondità e giunzioni di saldatura più precise.

4) Forte capacità di pre-piegatura

Supporta la pre-piegatura strutturale parziale: pre-piegatura della testa della piastra, pre-piegatura della coda della piastra, riducendo i residui del bordo dritto.

Miglioramenti:

Tasso di utilizzo dei materiali
Qualità della saldatura
Estetica del prodotto finito

5) Ampio potenziale per gli aggiornamenti dell'automazione

Le moderne piegatrici a tre rulli possono essere dotate di:

Sistema di controllo CNC
Sistema di misurazione automatica del diametro
Sistema di alimentazione automatico
Sistema di compensazione dell'angolo
Sistema di centraggio automatico

Risultati:

Rotazione con un clic
Memoria dei parametri
Produzione di massa

6) Risparmio energetico e vantaggi di azionamento

Metodi di azionamento principali:

Trasmissione meccanica
Trasmissione idraulica
Servoazionamento completo

Tra loro:

L'idraulica è adatta per carichi pesanti
Il servo è adatto per un'elevata precisione

5. Confronto tra laminatoio a tre rulli e laminatoio a quattro rulli

Tabella comparativa tra piegatura a 3 rulli e piegatura a 4 rulli:

Elementi di confronto	3 rotoli	4 rulli
Complessità strutturale	Semplice	Complesso
Costo	Inferiore	Livello superiore
Difficoltà operativa	Leggermente più alto	Livello più semplice
Capacità di pre-piegatura	Parzialmente supportato	Più potente
Automazione	Aggiornabile	Più adatto all'automazione

I vantaggi dei compressori a tre rulli sono: economici e pratici, strutturalmente stabili e facili da manutenere.

Principi tecnici e vantaggi strutturali:

1) Formatura a flessione continua a tre punti

L'attrezzatura è costituita da un sistema di supporto a tre punti composto da un rullo superiore, un rullo inferiore e rulli laterali. Regolando la posizione dei rulli laterali, si modifica lo stato di sollecitazione della lamiera, consentendole di raggiungere gradualmente il raggio di curvatura impostato durante la laminazione, ottenendo una deformazione plastica uniforme e stabile.

Lo strato esterno della lamiera è sotto tensione
Lo strato interno è sotto compressione
Lo strato neutro è stabile
Il processo di formatura è continuo e regolare

2) Struttura del telaio ad alta resistenza

Telaio saldato integrale
Struttura della piastra laterale ad alta rigidità
Rulli in acciaio legato di grande diametro
Sistema di cuscinetti per impieghi gravosi

Garantisce un funzionamento stabile e un controllo preciso anche durante la laminazione di lamiere spesse e di grandi diametri.

3) Progettazione della funzione di pre-piegatura

Supporta la pre-piegatura sulla testa e sulla coda della lamiera, riducendo efficacemente i residui di bordo dritto, migliorando l'utilizzo del materiale e la qualità della saldatura, particolarmente adatto per la produzione di gusci di container con requisiti elevati.

6. Indicatori tecnici chiave

I principali parametri tecnici includono:

Spessore massimo della bobina
Larghezza massima della bobina
Diametro rullo superiore
Diametro del rullo inferiore
Diametro minimo della bobina
Potenza del motore principale
Velocità di rotolamento
Spessore pre-piegatura

Parametri tecnici chiave (modello di esempio)

(I seguenti sono parametri del modello; i parametri effettivi del progetto possono essere modificati in base alle esigenze.)

Articolo	Parametri tecnici
Spessore massimo della bobina	2500 millimetri
Larghezza massima della bobina	≤ 245 MPa
Limite di snervamento del materiale	φ320 mm
Diametro del rullo superiore	φ280 mm
Diametro del rullo inferiore	≥ φ350 mm
Diametro minimo della bobina	15 kW
Potenza del motore principale	4–6 metri/min
Velocità di rotolamento	≥ 16 millimetri
Spessore pre-piegatura	2500 millimetri

Possiamo eseguire calcoli di verifica in base al grado di resistenza del materiale della scheda del cliente.

7. Riepilogo dei principali vantaggi delle piegatrici a 3 rulli

Insomma:

Piegatrici a tre rulli sono attrezzature classiche per la "piegatura continua della plastica", dotate di vantaggi globali quali stabilità strutturale, elevata capacità di carico, costi economici e un'ampia gamma di lavorazioni.