Plieno ritės tikslumas ir paviršiaus grūdinimas aliuminio valcavimui

Plieninės ritės vaidmuo valcavimo linijoje

Aliuminio juostų ir folijos valcavimo linijose plieninė ritė yra pagrindinė išvyniotuvo ir suvyniotuvo dalis. Ant įtvaro pritvirtinta plieninė ritė laiko visą ritės svorį ir įtempimą, perkeldama medžiagą iš vienos stoties į kitą, sukdamasi dideliu greičiu.

Iš išorės plieninė ritė atrodo kaip paprastas tuščiaviduris cilindras – tačiau sąlygos, kurias plieninė ritė atlaiko valcavimo metu, yra visai kitos, nei paprastos:

• ApkrovaAliuminio juostų ritės dažnai sveria kelias tonas. Ritė atlaiko ciklinius lenkimo momentus ir sukimo momentą, sukdamasi dideliu greičiu.

• TikslumasAliuminio folija gali būti vos kelių mikronų storio. Bet kokia geometrinė paklaida ritėje tiesiogiai persiduoda folijai, paveikdama storio vienodumą ir paviršiaus kokybę.

• Veikimo aplinkaAtkaitinimo krosnyse esančios ritės nuolat veikia maždaug 600 °C temperatūroje, todėl medžiagų eksploatacinėms savybėms keliami aukšti reikalavimai aukštoje temperatūroje.

Būtent šie trys iššūkiai yra priežastis, kodėl plieninių ričių gamyba gerokai viršija įprastą mechaninį apdirbimą.

Tiksli kontrolė: nuo ruošinio atrankos iki 100 % galutinės patikros

Tuščio proceso pasirinkimas

Plieninių ritinių gamyba prasideda nuo ruošinio. Pagal ruošinio gamybos procesą ritės skirstomos į dvi kategorijas:išcentrinio liejimo ritėsirkaltos ritės.

Išcentrinio liejimo būdu galima pagaminti didelio skersmens, plonasienius ritės ruošinius su vienodu medžiagos tankiu, todėl jis puikiai tinka aliuminio juostų ir aliuminio folijos valcavimo staklių ritėms. Įprastos rūšys yra legiruotasis lietasis plienas, pvz., ZG35CrMo, ZG42CrMo ir ZG25Cr2MoV, taip pat patentuota „GW Precision“ „GWspool“ lydinių serija (GWspool-1, GWspool-2, GWspool-3).

Kaltiniai ritės pasižymi puikiu mikrostruktūriniu tankiu ir mechaniniu vienodumu, todėl naudojamos sudėtingesnėse srityse, pavyzdžiui, nerūdijančio plieno ir silicio plieno ritėms. Įprastos rūšys yra legiruotojo plieno kaltiniai, tokie kaip 42CrMo ir 35CrNiMo.

Pasirinkus ruošinį, jis atliekamasgesinimo ir atleidimo terminis apdorojimasiki kontroliuojamo HB 280–320 kietumo, užtikrinant stiprumą ir išlaikant pakankamą tvirtumą, sudarant pagrindą vėlesniam tiksliam apdirbimui.

Pagrindiniai tikslaus apdirbimo iššūkiai

Tikslus plieninės ritės apdirbimas sutelktas į du svarbius paviršius: išorinį skersmenį ir kiaurymę.

Theišorinis skersmuonustato ritės apvijos skersmenį ir yra darbinis paviršius, tiesiogiai liečiantis juostelę arba foliją, todėl reikalaujama itin tikslaus cilindriškumo. Cilindriškumo reikalavimai: ≤ 0,05 mm aliuminio folijos valcavimo ritėms, ≤ 0,1 mm šalto valcavimo ritėms ir ≤ 0,02 mm tikrinimo / kalibravimo ritėms (kalibravimo klasės ritės, naudojamos vyniotuvų ir išvyniotuvų montavimo tikslumui matuoti).

Thegręžinysyra ritės ir įtvaro sujungimo paviršius. Skylės matmenų tikslumas ir bendraašiškumas tiesiogiai lemia ritės išbėgimą eksploatacijos metu. Bendraašiškumo reikalavimai: ≤ 0,05 mm aliuminio folijos valcavimo ritėms, ≤ 0,1 mm šalto valcavimo ritėms ir ≤ 0,03 mm tikrinimo / matuoklio ritėms.

Šių tolerancijų pasiekimas priklauso nuo griežtos šešių pagrindinių operacijų kontrolės:

• Grubus posūkis: Pašalina birią medžiagą ir panaikina vidinius įtempius ruošinyje, taip užtikrindamas stabilų pagrindą vėlesnei apdailai.

• Grūdinimas ir terminis apdorojimasKietumas kontroliuojamas iki HB 280–320, išlaikant pusiausvyrą tarp stiprumo ir tvirtumo.

• Tikslus gręžimas: Išfrezuoja kiaurymę pagal brėžinio tolerancijas.

• Tikslus tekinimas: Apdirba išorinį skersmenį pagal eksploatacinius tolerancijas.

• Tikslus šlifavimas(tik tikrinimo / matuoklio ritėms): šlifuoja išorinį skersmenį iki matuoklio lygio tikslumo – cilindriškumo ≤ 0,02 mm ir bendraašio tikslumo ≤ 0,03 mm.

• 100 % galutinė patikraKiekviena plieninė ritė prieš išsiuntimą yra tikrinama atskirai – išorinis skersmuo, kiaurymių skaičius, cilindriškumas, koaksialumas ir dinaminis balansas. Netinkamos ritės iš gamyklos neiškeliauja.

Dinaminis balansas: paslėptas didelio greičio sukimosi tikslumas

Plieninė ritė dideliu greičiu sukasi valcavimo linijoje. Bet koks netolygus masės pasiskirstymas sukelia vibraciją – geriausiu atveju pablogina valcavimo tikslumą, blogiausiu – pažeidžia įrangos guolius.

„GW Precision“ atlieka kiekvieno plieninio ritės dinaminio balanso bandymą ir korekciją:

• Standartinė pristatymo klasėG6.3 (pagal ISO 1940-1), taikoma visoms ritėms

• Didelio tikslumo laipsnisG2.5 (pagal ISO 1940-1), skirtas vibracijai jautrioms reikmėms, tokioms kaip greitaeigis aliuminio folijos malūno ritės apdirbimas

Dinaminio balanso bandymo neišlaikiusios ritės pataisomos pašalinant medžiagą arba naudojant atsvarą, o tada pakartotinai tikrinamos, kol išlaiko bandymą.

„GWspool Alloy“ serija: savarankiška medžiagų sistema

Bendrosios paskirties legiruotojo liejinio plieno markės (pvz., ZG35CrMo ir ZG42CrMo) atitinka daugumą įprastų valcavimo pritaikymų. Tačiau tam tikrais ypatingais atvejais – aukštoje temperatūroje atkaitinimo krosnyse arba nuolatiniam valcavimui su itin dideliais atsparumo dilimui reikalavimais – išryškėja standartinių markių eksploatacinių savybių ribos.

Todėl „GW Precision“ sukūrė patentuotą „GWspool“ lydinių seriją: „GWspool-1“, „GWspool-2“ ir „GWspool-3“. Kiekviena „GWspool“ rūšis optimizuoja legiruojančių elementų santykius konkrečioms eksploatavimo sąlygoms, siekdama geriausios tikslinės pusiausvyros tarp stiprumo, atsparumo dilimui, stabilumo aukštoje temperatūroje ir apdirbamumo. Pagal naudojimo temperatūrą „GWspool“ serija apima:

• Neatkaitinamos aliuminio folijos ritės ir šalto valcavimo ritės (aplinkos temperatūroje)

• Vidutinės temperatūros atkaitinimo ritės (200–400 °C)

• Aukštos temperatūros atkaitinimo ritės (500–600 °C)

Vidinės medžiagų sistemos vertė: kai klientas susiduria su plieninės ritės gedimu, kurio negali išspręsti standartinės medžiagos, „GW Precision“ gali įsikišti medžiagos lygmeniu ir pasiūlyti individualų sprendimą – ne tik pakeisti ritę kita standartine tos pačios specifikacijos rite.

Paviršiaus grūdinimo technologijos: raktas į ritės tarnavimo laiko prailginimą

Tikslus apdirbimas garantuoja ritės geometriją jai išeinant iš gamyklos. Paviršiaus grūdinimo technologija lemia, ar plieninė ritė gali išlaikyti tą geometriją ir atlaikyti realias eksploatavimo sąlygas.

Lazerinis metalurginis perlydymas: kova su aukštos temperatūros oksidacija atkaitinimo krosnyse

Dažniausias atkaitinimo krosnių ričių gedimo būdas yra oksidacija aukštoje temperatūroje. ~600 °C krosnies aplinkoje įprasti plieno paviršiai nuolat oksiduojasi, sudarydami purų oksido sluoksnį; šiam sluoksniui atsisluoksniavus, lieka įdubimų, dėl kurių ritės išorinis skersmuo netolygiai dilsta.

Lazerinis metalurginis perlydymasyra veiksmingas šios problemos sprendimas. Lazerinio metalurginio perlydymo metu didelės energijos lazerio spindulys sufokusuojamas į nerūdijančio plieno ritės išorinio skersmens paviršių, akimirksniu išlydydamas paviršiaus metalą, kuris vėliau sukietėja itin greitai aušdamas.

Lazerinis metalurginis perlydymas suteikia tris pagrindinius patobulinimus:

• Liejimo defektų pašalinimasLydymo metu pašalinami mikroporingumas, intarpai ir kiti paviršiaus liejimo defektai, todėl paviršiaus tankis žymiai padidėja.

• Grūdų rafinavimasGreitas kietėjimas sukuria smulkią, vienodą grūdelių struktūrą, pagerinančią atsparumą oksidacijai ir korozijai.

• Padidėjęs paviršiaus kietumasLegiruotojo sluoksnio kietumas siekia 45–55 HRC (420–560 HB) – maždaug dvigubai didesnis nei standartinės ritės.

Lazeriniu metalurginiu perlydymo būdu apdorotos atkaitinimo krosnies ritės pasižymi žymiai ilgesniu atsparumu oksidacijai esant ~600 °C temperatūrai, todėl kliento ričių keitimo dažnumas ir priežiūros išlaidos yra žymiai mažesnės.

Lazerinis grūdinimas: atsparumas dilimui esant didelėms apkrovoms

Aliuminio juostų šaltojo valcavimo ritės nuolat veikiamos didelės įtampos ir dideliu greičiu, o išorinis darbinis paviršius patiria nuolatinį sąlyčio įtempį. Nepakankamas paviršiaus kietumas sukelia priešlaikinį susidėvėjimą įprasto eksploatavimo ciklo metu, pablogina valcavimo tikslumą ir sutrumpina tarnavimo laiką.

Lazerinis grūdinimasNaudoja didelės energijos lazerio spindulį, kad greitai įkaitintų ritės paviršių virš fazinės transformacijos temperatūros; dėl pačios pagrindinės medžiagos šilumos laidumo ji greitai savaime užgęsta. Lazerinis grūdinimas suformuoja sukietintą paviršiaus sluoksnį, kurio kietumas yra 50–60 HRC ir kuris gerokai padidina atsparumą dilimui.

Pagrindinis lazerinio grūdinimo privalumas yratikslus išlaikymasLyginant su indukciniu grūdinimu tūryje arba terminiu apdorojimu krosnyje, lazerinio grūdinimo metu taikoma koncentruota, kontroliuojama šilumos tiekimo sistema, užtikrinanti minimalų ruošinio iškraipymą. Todėl plieninė ritė gali būti grūdinama lazeriu po to, kai baigiamas tikslus apdirbimas, nerizikuojant, kad ji iškraipysis ir išstums ritę iš tolerancijos ribų – tai ypač svarbu aliuminio folijos frezavimo staklėms, kurių koaksialumas jau pasiektas ≤ 0,05 mm.

RFID viso gyvavimo ciklo valdymas: nuo "Ričių keitimas" iki "Ričių valdymas"

Tradicinis ričių valdymas turi visuotinę problemą: ritės aptarnavimo istoriją sunku atsekti. Kai plieninė ritė grąžinama remontui, priežiūros inžinierius paprastai nežino, kiek valandų ritė tarnavo, kiek terminių ciklų ji patyrė ar kada buvo atliktas paskutinis remontas. Neturint šios informacijos, priežiūros sprendimai remiasi patirtimi, o ne duomenimis.

Įdiegtos RFID mikroschemos tai pakeičia.

Kiekviena „GW Precision“ plieninė ritė su RFID lustu turi unikalų skaitmeninį identifikatorių. RFID skaitytuvas gali nuskaityti saugomą informaciją neišmontuodamas ritės, įskaitant:

• Gamyklinio pristatymo data ir pradiniai specifikacijos parametrai

• Kiekvieno diegimo laiko žyma

• Išsami techninės priežiūros istorija (atlikti darbai, tikslios pakartotinės patikros po remonto duomenys)

• Bendras darbo valandų skaičius

Turėdami šiuos duomenis, klientai gali sukurti ritės registrą, naudoti duomenų analizę, kad numatytų priežiūros laiką, ir suplanuoti planinę priežiūrą prieš gedimą – taip išvengdami neplanuotų prastovų, kurias sukelia staigus ritės gedimas.

Didelio masto valcavimo operacijose, kai daug dažnai sukasi ričių, RFID atsekamumas taip pat apsaugo nuo ričių sumaišymo: skirtingų specifikacijų ar būklės ritės akimirksniu atpažįstamos lustu, todėl išvengiama rankinio patvirtinimo klaidų.

Be pačios ritės, RFID lustas gali būti duomenų mazgas, skirtas skaitmeninti visą aliuminio juostelių gamybos procesą – susiejant kiekvieną ritę su konkrečia naudojama ritės partija, ritės būkle tuo metu, gamybos darbų užsakymais ir kokybės duomenimis.

Išvada

Plieninių ritinių, skirtų aliuminio juostoms ir folijai valcuoti, gamyba yra sistemų inžinerijos iššūkis, reikalaujantis koordinuoto medžiagų optimizavimo, tikslaus apdirbimo, terminio apdorojimo ir paviršiaus apdorojimo. Vieno rodiklio siekimas iki galo, o kitų ignoravimas, retai išsprendžia problemas, su kuriomis klientai iš tikrųjų susiduria.

„GW Precision“ specializuojasi plieninių ričių gamyboje nuo 2006 m., plėtodama pajėgumus keturiomis kryptimis: medžiagų sistema („GWspool“ lydinių serija), tikslusis apdirbimas (pagal paskirtį nustatomi tolerancijos lygiai), paviršiaus grūdinimas (lazerinis metalurginis perlydymas ir lazerinis grūdinimas) ir skaitmeninis valdymas (RFID viso gyvavimo ciklo atsekamumas) – sudarydama integruotą sprendimą, apimantį visą plieninių ričių gyvavimo ciklą.

Apie GW Precision

„GW Precision Technology Co., Ltd.“ yra nacionaliniu mastu sertifikuota aukštųjų technologijų įmonė, nuo 2006 m. specializuojasi tiksliųjų plieninių ričių gamyboje – viena ilgiausiai veikiančių plieninių ričių gamintojų Kinijoje. „GWspool“ gaminiai skirti aliuminio, vario, nerūdijančio plieno ir silicio plieno lakštų bei folijos vyniojimo reikmėms, o įmonė turi klientų iš įvairių pasaulio šalių.

Svetainė:www.gwspool.com

Kontaktas: guangwei@gwspool.com | +86-13837907701