Válcovací stroj Rock Bolt vs. Válcování závitů: Proces a přizpůsobení produktu

Pojmy „válcování skalních šroubů “ a „ válcování závitů “ mohou znít jako zaměnitelné, ale stroje, aplikace a výrobní požadavky za nimi mohou být velmi odlišné. Výběr pouze na základě terminologie vám může poskytnout vybavení, které je špatně přizpůsobeno velikosti vašeho šroubu, objemu výroby nebo požadovanému profilu závitu.

V této příručce uvidíte, jak se válcování skalních šroubů liší od konvenčního válcování závitů, kde se procesy překrývají a k čemu je každý stroj navržen . Na konci budete mít jasnější základ pro hodnocení specifikací zařízení a výběr řešení válcování, které se hodí k vašemu produktu – nejen podle katalogu dodavatele.

Co vlastně je válcování nití 

Válcování závitů je proces tváření za studena. Namísto použití soustruhu nebo závitníku k obrábění závitu do polotovaru vytvrzené matrice mačkají a tlačí materiál směrem ven a dovnitř, dokud se nevytvoří závit. Není odstraněn žádný kov; je jednoduše reformována pod vlivem matric.

Existují dvě běžná nastavení, se kterými se setkáte:

• Válcování plochých matric: polotovar se válcuje mezi dvěma plochými, drážkovanými matricemi, jednou stacionární a druhou pohyblivou. To je běžné pro kratší trasy a menší průměry.

• Válcování válcových (kulatých) zápustek: polotovar prochází mezi dvěma nebo třemi rotujícími válcovými zápustkami, což vyhovuje kontinuální, velkoobjemové výrobě.

Výhoda vlastností materiálu je to, co tuto techniku ​​umožňuje. Vzhledem k tomu, že matrice mačkají kov a neřežou jej, vzor zrn oceli kopíruje tvar závitu a není jím prořezán. 

Výsledná kombinace nepřerušovaného toku zrna a efektu mechanického zpevnění procesu tváření za studena poskytuje zlepšenou únavovou pevnost a pevnost ve smyku válcovaného závitu ve srovnání s řezaným závitem stejného jmenovitého průměru.

Válcování závitů je primární technika používaná pro výrobu šroubů, šroubů, svorníků a dalších spojovacích prvků o průměrech a délkách v rozmezí od několika milimetrů do několika palců. Najde uplatnění všude tam, kde je potřeba vyrábět závitové součásti rychlým a spolehlivým způsobem.

Co dělá Rock Bolt Rolling Machine jinak 

Skalní šrouby, také známé jako kotevní šrouby nebo třecí šrouby, jsou podlouhlé ocelové tyče s žebrovanými nebo spojitými závitovými povrchy, které jsou určeny k zapuštění do skalních útvarů za účelem jejich zpevnění. Použití skalních svorníků lze pozorovat v nosných zastřešení tunelů, důlních šachet a konstrukcí stěn výkopů. Kamenné šrouby jsou obecně nosné prvky – pokud jeden selže, řešíte bezpečnostní incident, nikoli problém se zárukou.

Je třeba poznamenat, že všechny rozdíly v konstrukci strojního zařízení jsou způsobeny rozdílem v účelu těchto dvou typů spojovacích prostředků. Na rozdíl od běžných svorníků mohou skalní svorníky dosahovat délky 1 až 6 metrů a mají větší průměry a také vyžadují žebrování nebo závitování po celé délce tyče.

Stroj na válcování svorníků je postaven na několika požadavcích, pro které nebyly závitové válečky upevňovacích prvků nikdy navrženy:

• Manipulace s dlouhou tyčí: kolejnicové vedení a vícebodové podpůrné systémy, které zabraňují bičování a vychylování během procesu tváření.

• Kontinuální tvarování: konfigurace válečků a matric, které umožňují tvarování žebra nebo závitového vzoru po celé délce tyče.

• Sestavy válců a vřeten pro vyšší zatížení: schopné zpracovávat materiál s větším průměrem a z toho vyplývající zvýšené tvářecí tlaky.

• Kompatibilita s deformovaným profilem: velká část vyráběných skalních šroubů má žebrový vzor podobný výztuži namísto tradičního závitování.

Vlastnosti, které jsou pro zákazníky skutečně důležité: rovnoměrné žebrování/závitování po celé délce tyče, rovnání tyče po válcování a vysoké vlastnosti v tahu.

Head-to-Head srovnání 

Válcovací stroj Rock Bolt vs. Stroj na válcování závitů: Klíčové rozdíly

Procesní rozdíly

Je tomu tak proto, že zásoby se liší. Rozložení síly, čas strávený v oblasti matrice a počet požadovaných průchodů se liší podle velikosti a průměru materiálu. Krátký materiál, jako jsou polotovary spojovacích prvků, vyžaduje rychlý průchod matrice při nižších silách.

Dlouhá pažba jako je skalní svorník vyžaduje rovnoměrné působení sil na delší vzdálenost; to je důvod, proč se válcování svorníků běžně provádí pomocí vícestojanových nebo progresivních válcovacích metod.

Rozdíly v produktech a tolerancích

Válcování závitů spojovacích prvků je založeno na přesných a přísných specifikacích rozměrů závitů (normy ISO a ANSI podle trhu), přičemž hlavním cílem je opakovatelnost v masivních objemech výroby.

Válcování skalních šroubů vyžaduje přesnost s ohledem na hloubku žebra a rozteč, ale přímost a rovnoměrná mez kluzu po délce tyče jsou stejně důležité, ne-li více, protože se jedná o konstrukční prvky.

Konstrukční a investiční rozdíly

Z křesla kupujícího zde začíná být rozdíl vážný. Skalní svorníky vyžadují větší kapitálovou investici a zabírají více podlahové plochy než závitový váleček upevňovacích prvků.

Někteří prodejci se snaží dělat oba úkoly na jednom stroji. To obvykle vede k pozdějším problémům, jako jsou nižší rychlosti linky, zrychlené opotřebení nástrojů nebo zhoršení kvality při dlouhých sériích. V případě, že vaše produktové portfolio vyžaduje oba produkty, je rozumné získat odhad pro dva vyhrazené stroje.

Kde se dva procesy překrývají 

I zde jsou určité podobnosti. Jak je vidět, obě operace patří do rodiny procesů tváření za studena, a proto mají stejné výhody proti operaci řezání – lepší odolnost proti únavě díky nepřetržitému toku zrna, nulový odpad při tvorbě třísky a delší doba cyklu ve srovnání s obráběním ekvivalentního závitu.

Kromě toho jsou oba silně závislé na přesném vyrovnání matrice; to je klíčový faktor kvality v každé z operací. Obě operace jsou navíc velmi závislé na kvalitě vstupního materiálu; jakékoli odchylky v průměru tyče nebo její povrchové úpravy budou mít za následek vadné výrobky.

Na tom záleží, jak byste měli o svém rozhodnutí přemýšlet: nejde o to, 'která technologie je lepší'; jde o 'který stroj pasuje na součást.' Základním principem tváření je stejná rodina procesů; provedení se jen velmi liší.

Jak vybrat správný stroj pro vaši produktovou řadu 

Začněte u součásti, ne u stroje

Než se podíváte na jeden technický list, sepište:

• Rozsah délky a průměru tyče: co vlastně do stroje vkládáte?

• Požadavek na krytí: Potřebuje hotový díl závit v celé délce nebo vzor žeber, nebo jen krátký závitový úsek?

• Požadavky na zatížení a bezpečnost: konstrukční a důlní aplikace vyžadují jiné požadavky na kvalitu a certifikaci než komerční spojovací prvky.

Objem výroby a rychlost linky

Velkoobjemové série malých spojovacích prvků versus nízkoobjemové, ale hodnotnější dlouhé tyče představují dva zcela odlišné obchodní modely. Čas potřebný k výměně a náklady na nástroje na jeden běh ovlivní vaše náklady na jednotku velmi odlišným způsobem v závislosti na objemech, takže raději shrňte čísla pro vaše specifické produktové portfolio namísto spoléhání se na předpoklad, že rychlost je vždy lepší.

Materiálové aspekty

Ocel použitá pro skalní svorníky má tendenci mít vyšší pevnost v tahu, zatímco v určitých případech se pro injektážní kotvy používá dutá tyč. Jedná se o omezenější rozsah materiálů než materiály používané ve standardních spojovacích prvcích. Materiály, které jsou tvrdší nebo pevnější, mají tendenci opotřebovávat nástroje rychleji, a to bude mít u těchto dvou technologií odlišný dopad na životní cyklus a údržbu nástrojů.

Budoucí flexibilita produktu

Přemýšlíte o pozdější expanzi do geotechnických nebo těžebních produktů? Možná by to stálo za zvážení právě teď z hlediska výběru vybavení. Možná by nyní mělo smysl investovat do odolnějšího a flexibilnějšího vybavení než do speciální řady spojovacích prvků, které přerostete. 

Pokud váš plán zůstává v oblasti spojovacích prvků nebo obecných válcovaných výrobků, BMS Group existuje Sortiment strojů pro tváření za studena a širší Katalog produktů stojí za přezkoumání pro přilehlé tvářecí potřeby, od vaznic a svorníků až po vybavení konstrukčních profilů. 

Časté chyby kupujících 

K hlavním chybám ve specifikaci obvykle dochází, když kupující hodnotí válcovací stroj jako samostatný kus zařízení spíše než jako součást procesu výroby svorníků. U dlouhých a odolných skalních šroubů musí stroj odpovídat rozměrům polotovaru, geometrii závitu, objemu výroby a požadované přesnosti hotového dílu. 

• Za předpokladu, že standardní stroj na válcování závitů je vhodný pro dlouhé horninové šrouby: Konvenční závitové válečky mohou být navrženy kolem kratších spojovacích prvků a různých geometrií obrobků. Svorník pro dlouhé skály může vyžadovat větší pracovní délku, silnější podporu a konfiguraci odvalování navrženou speciálně pro danou aplikaci.

• Ignorování přímosti tyče a rozměrové konzistence: Zápustky se vždy přizpůsobí stávající geometrii obrobku. V případě, že je tyč ohnutá, nerovnoměrný průměr nebo má špatnou kvalitu, závity nebudou přesné. Než se rozhodnete pro stroj, nastavte toleranci pro přímost a kvalitu surovin.

• Porovnání strojů pouze podle pořizovací ceny: Pohled na stroje pouze na základě jejich nákladů: Levnější stroj neznamená levnější výrobu. Porovnejte rychlost válcování, množství odpadu, životnost nástrojů, spotřebu energie, pracovní náročnost a schopnost stroje vyrábět kvalifikované horninové šrouby.

• Přehlížení zápustky a výměny nástrojů: V případě, že vyrábíte různé průměry, délky a profily horninových šroubů, stává se to nákladem vašeho výrobního cyklu. Zjistěte, jak se vyměňují matrice, jak dlouho to trvá a jaké produkty lze na konkrétním stroji vyrábět.

• Určení stroje před definováním hotového šroubu: Začněte se skutečnými specifikacemi skalních šroubů – průměr tyče, délka šroubu, délka závitu, tvar závitu, jakost materiálu a výstupní množství. Válcovací stroj musí být vybrán podle těchto specifikací a ne naopak.

Závěrečná slova

Správný proces spočívá v části před vámi: její délce, průměru, požadavcích na pokrytí a jak moc na ní jezdí při zatížení. Válcování závitů vyhrává rychlostí a objemem u standardních spojovacích prvků. Válcování skalních šroubů vítězí tam, kde je tyč dlouhá, síly jsou strukturální a na přímosti a meze kluzu záleží stejně jako na přesnosti závitu.

Pokud vaše výrobní linka žije v širším prostoru válcování za studena, od vaznicových a čepových profilů až po konstrukční díly válcované za tepla, BMS Group sortiment a výrobní zázemí stojí za prozkoumání a jejich tým vás může provést, který přístup k tváření skutečně vyhovuje vaší části, než investujete kapitál do špatného stroje.

Nejčastější dotazy

Jaký je rozdíl mezi válcováním závitů a válcováním svorníků?

Válcování závitů je celkový výrobní proces, kde se v upevňovacích prvcích vytvářejí standardní šroubové závity, zatímco válcování svorníků je robustní a specifické využití procesu válcování závitů určeného pro pozemní podporu při těžebních a tunelovacích operacích.

Může jeden stroj provádět válcování závitů i válcování svorníků?

Ano, jeden robustní hydraulický stroj na válcování závitů lze využít pro provádění jak standardního válcování závitů, tak válcování svorníků.

Jaké třídy oceli se používají pro výrobu skalních svorníků?

Skalní svorníky jsou vyrobeny z uhlíkových ocelí a legovaných ocelí, které se používají z důvodu hospodárnosti a vysoké pevnosti v tahu. Jsou také vyrobeny z konstrukčních ocelí na základě použití a prostředí. Navíc jsou vyrobeny z nerezové oceli, protože mají vysokou odolnost proti korozi. 

Proč je důležitý tok zrna u závitů tvářených za studena?

Tok zrna se stává velmi důležitým u závitů tvářených za studena (válcovaných), protože zůstává nepřerušený a nepřerušovaný podél profilu závitu. Tok zrn je důležitý, protože poskytuje nepřerušenou strukturu, vyšší pevnost a lepší odolnost proti únavě, čímž zamezuje šíření trhlin při velkém cyklickém nebo opakovaném zatížení. Poskytuje také povrchovou kompresi a chrání spojovací prvek před opotřebením a selháním. 

Jak dlouhý je typický skalní svorník?

Typický skalní svorník používaný při podzemní těžbě a tunelování je dlouhý 2 až 3 metry (6,5 až 10 stop).