Rock Bolt Rolling Machine vs Thread Rolling: Prosess og produkttilpasning

Begrepene 'bergboltrulling ' og ' trådrulling ' kan høres utskiftbare ut, men maskinene, applikasjonene og produksjonskravene bak dem kan være svært forskjellige. Å velge basert på terminologi alene kan gi deg utstyr som er dårlig tilpasset din boltstørrelse, produksjonsvolum eller nødvendig gjengeprofil.

I denne veiledningen vil du se hvordan fjellboltrulling skiller seg fra konvensjonell gjengerulling, hvor prosessene overlapper hverandre, og hva hver maskin er designet for å produsere . Mot slutten vil du ha et klarere grunnlag for å evaluere utstyrsspesifikasjoner og velge en rullende løsning som passer ditt produkt – ikke bare leverandørens katalogbeskrivelse.

Hva trådrulling egentlig er 

Trådrulling er en kaldformingsprosess. I stedet for å bruke en dreiebenk eller kran for å maskinere en tråd til et emne, klemmer herdede dyser og presser materialet utover og innover til trådformen er skapt. Ingen metall tas av; det er ganske enkelt reformert under påvirkning av dies.

Det er to vanlige oppsett du vil støte på:

• Flat matrisrulling: emnet ruller mellom to flate, rillede dyser, en stasjonær og en i bevegelse. Dette er vanlig for kortere løp og mindre diametre.

• Sylindrisk (rund) dyserulling: emnet passerer mellom to eller tre roterende sylindriske dyser, noe som passer kontinuerlig, høyere volumproduksjon.

Fordelen med materialegenskapene er det som gjør denne teknikken mulig i utgangspunktet. På grunn av det faktum at dysene klemmer metallet og ikke kutter det, følger kornmønsteret til stålet trådens form i stedet for å bli kuttet gjennom av det. 

Den resulterende kombinasjonen av ubrutt kornstrøm og arbeidsherdende effekt av kaldbearbeidingsprosessen gir forbedret utmattingsstyrke og skjærstyrke til den valsede tråden sammenlignet med den kuttede tråden med samme nominelle diameter.

Gjengerulling er den primære teknikken som brukes for å produsere bolter, skruer, bolter og andre festemidler med diametre og lengder fra noen få millimeter til noen få tommer. Den kan brukes overalt hvor det er behov for å produsere gjengede komponenter på en rask og pålitelig måte.

Hva en Rock Bolt-rullemaskin gjør annerledes 

Bergbolter, også kjent som ankerbolter eller friksjonsbolter, er langstrakte stålstenger med ribbede eller kontinuerlig gjengede overflater designet for å bli innebygd i fjellformasjoner for deres forsterkning. Bruken av bergbolter kan observeres i bærende tunneltak, gruvesjakt og utgravningsveggkonstruksjoner. Generelt er bergbolter lastbærende elementer - hvis en feiler, håndterer du en sikkerhetshendelse, ikke et garantiproblem.

Det skal bemerkes at alle forskjellene i maskindesign er forårsaket av forskjellen i formålet med disse to typene festemidler. I motsetning til vanlige bolter kan bergbolter nå 1 til 6 meter i lengde og ha større diametre, samt kreve ribbing eller gjenging i hele lengden av stangen.

En steinboltvalsemaskin er bygget rundt noen få krav som festetrådruller aldri ble designet for:

• Håndtering av lang stang: skinneføring og flerpunktsstøttesystemer som forhindrer pisk og avbøyning under formingsprosessen.

• Forming i kontinuerlig lengde: rulle- og dysekonfigurasjoner som muliggjør forming av en ribbe eller gjengemønster over hele lengden av stangen.

• Tyngre rulle- og spindelsammenstillinger: i stand til å behandle lager med større diameter og det resulterende økte formingstrykket.

• Kompatibilitet med deformert profil: Mye av fjellboltene som produseres har et ribbemønster som ligner på armeringsjern i stedet for tradisjonell gjenger.

Egenskapene som virkelig betyr noe for kundene til syvende og sist: jevn ribb/gjenging i hele lengden av stangen, retting av stangen etter rulling og høye strekkegenskaper.

Head-to-Head sammenligning 

Rock Bolt Rolling Machine vs Thread Rolling Machine: Viktige forskjeller

Prosessforskjeller

Dette er tilfelle fordi bestanden varierer. Kraftfordeling, tid brukt i dyseområdet og antall nødvendige passeringer varierer med lagerstørrelse og diameter. Kort lager som festeemner krever rask dysepassasje ved lavere krefter.

Langt lager som f.eks. en boltstang krever jevn påføring av krefter over lengre avstand; derfor er grunnen til at steinboltrulling vanligvis utføres ved bruk av multi-stand eller progressive valsingsmetoder.

Produkt- og toleranseforskjeller

Trådrulling av festemidler er basert på presise og strenge spesifikasjoner angående gjengedimensjoner (ISO og ANSI standarder i henhold til markedet), mens hovedmålet er repeterbarhet i enorme mengder produksjon.

Bergboltrulling krever presisjon med hensyn til ribbedybde og stigning, men retthet og jevn flytegrense langs stangens lengde er like viktig, om ikke mer, fordi dette er konstruksjonselementer.

Maskindesign og investeringsforskjeller

Fra en kjøperstol er det her forskjellen blir alvorlig. Bergboltene krever en større kapitalinvestering og tar mer gulvplass enn en festetrådrulle.

Noen leverandører prøver å gjøre begge oppgavene i én maskin. Dette resulterer vanligvis i problemer senere, som lavere linjehastigheter, akselerert slitasje på verktøy eller kvalitetsforringelse under lange løp. I tilfelle produktporteføljen din krever begge produktene, er det rimelig å få et estimat for to dedikerte maskiner.

Der de to prosessene overlapper hverandre 

Det er noen likheter her også. Som det kan sees, tilhører begge operasjonene familien av kaldformingsprosesser og har derfor de samme fordelene mot skjæreoperasjonen - bedre tretthetsmotstand på grunn av kontinuerlig kornstrøm, null skrap fra spondannelse og høyere syklustid sammenlignet med maskinering av tilsvarende gjenger.

I tillegg er begge sterkt avhengige av presisjonsoppretting; det er nøkkelfaktoren for kvalitet i hver av operasjonene. I tillegg er begge operasjonene svært avhengige av kvaliteten på inputmaterialet; eventuelle variasjoner i diameter på stangen eller overflatefinishen vil resultere i defekte produkter.

Dette betyr noe for hvordan du bør tenke på avgjørelsen: det er ikke 'hvilken teknologi som er bedre'; det er 'hvilken maskin som passer til delen.' Det underliggende formingsprinsippet er den samme prosessfamilien; utførelsen skalerer bare veldig annerledes.

Hvordan velge riktig maskin for produktlinjen din 

Start med delen, ikke maskinen

Før du ser på et enkelt spesifikasjonsark, spikre ned:

• Stanglengde og diameterområde: hva mater du egentlig inn i maskinen?

• Dekningskrav: Trenger den ferdige delen en tråd eller ribbemønster i full lengde, eller bare en kort gjenget seksjon?

• Krav til belastning og sikkerhet: konstruksjons- og gruveapplikasjoner har andre kvalitets- og sertifiseringskrav enn kommersielle festemidler.

Produksjonsvolum og linjehastighet

Høyvolumsserier av små festemidler versus lavvolum, men mer verdifulle lange stenger representerer to helt forskjellige forretningsmodeller. Tiden som kreves for omstilling og kostnadene for verktøy per kjøring vil påvirke kostnadene per enhet på svært forskjellige måter avhengig av volumene, så det er bedre å få bukt med tallene for din spesifikke produktportefølje i stedet for å stole på forutsetningen om at hastigheten alltid er bedre.

Materielle hensyn

Stål som brukes til fjellbolter har en tendens til å ha høyere strekkfasthet, mens i visse tilfeller brukes hulstav til fugeankre. Dette er et mer begrenset utvalg av materialer enn de som brukes i standard festemidler. Materialer som er hardere eller sterkere har en tendens til å slite verktøy raskere, og som vil påvirke livssyklusen og vedlikeholdet til verktøy forskjellig i de to teknologiene.

Fremtidig produktfleksibilitet

Tenker du på å utvide til geotekniske eller gruveprodukter senere? Kan være verdt å vurdere akkurat nå med tanke på utstyrsvalg. Det kan være fornuftig å investere i tyngre, mer fleksibelt utstyr nå i stedet for en dedikert festelinje du vil vokse fra deg. 

Hvis veikartet ditt holder seg innenfor festemiddel eller generelt rulleformet produktområde, er BMS Group eksisterende utvalg av kaldvalsformingsmaskiner og bredere produktkatalogen er verdt å gjennomgå for tilstøtende formingsbehov, fra purlin og stenderelinjer til strukturelt profilutstyr. 

Vanlige feil kjøpere gjør 

De viktigste spesifikasjonsfeilene skjer vanligvis når kjøpere vurderer en valsemaskin som et frittstående utstyr i stedet for som en del av produksjonsprosessen for steinbolter. For lange, kraftige bergbolter må maskinen matche lagerdimensjonene, gjengegeometrien, produksjonsvolum og nødvendig nøyaktighet for ferdige deler. 

• Forutsatt at en standard gjengevalsemaskin er egnet for lange bergbolter: Konvensjonelle gjengeruller kan være utformet rundt kortere festemidler og forskjellige arbeidsstykkegeometrier. Lange bergbolter kan kreve større arbeidslengde, sterkere støtte og en rullekonfigurasjon designet spesielt for applikasjonen.

• Ignorer stangens retthet og dimensjonskonsistens: Dysene samsvarer alltid med den eksisterende arbeidsstykkets geometri. I tilfelle stangen er bøyd, ujevn i diameter eller har dårlig kvalitet, vil ikke gjengene være nøyaktige. Still inn toleransen for retthet og kvalitet på råvarene før du bestemmer deg for maskinen.

• Sammenligning av maskiner etter innkjøpspris alene: Ser på maskiner basert kun på kostnadene deres: Den billigere maskinen betyr ikke billigere produksjon. Sammenlign rullehastighet, mengde skrap, levetid på verktøyene, strømforbruk, arbeidsintensitet og maskinens evne til å produsere kvalifiserte bergbolter.

• Overser dyse- og verktøybytte: Hvis du produserer forskjellige diametre, lengder og profiler av bergbolter, blir det en kostnad for produksjonssyklusen din. Finn ut hvordan dyser byttes ut, hvor mye tid det tar og hvilke produkter som kan produseres på den aktuelle maskinen.

• Spesifisere maskinen før du definerer den ferdige bolten: Begynn med de faktiske spesifikasjonene for fjellboltene – stangens diameter, boltlengde, gjengelengde, gjengeform, materialkvalitet og utgangsmengde. Valsemaskineriet må velges i henhold til disse spesifikasjonene og ikke omvendt.

Siste ord

Den riktige prosessen kommer ned til delen foran deg: lengden, diameteren, dekningskravet og hvor mye den kjører på som holder seg under belastning. Trådrulling vinner på hastighet og volum for standard festemidler. Bergboltrulling vinner der stangen er lang, kreftene er strukturelle, og retthet og flytestyrke betyr like mye som gjengenøyaktighet.

Hvis produksjonslinjen din bor i det bredere kaldvalseformingsrommet, fra purlin- og stenderprofiler til strukturelle rullformede komponenter, vil BMS Groups produktutvalg og produksjonsbakgrunn er verdt en titt, og teamet deres kan veilede deg gjennom hvilken formingsmetode som faktisk passer din del før du forplikter kapital til feil maskin.

Vanlige spørsmål

Hva er forskjellen mellom trådrulling og steinboltrulling?

Gjengevalsing er en samlet produksjonsprosess der standard skruegjenger lages i festemidler, mens fjellboltrulling er en robust og spesifikk utnyttelse av gjengerullingsprosessen ment for bakkestøtte i gruve- og tunneldrift.

Kan én maskin gjøre både trådrulling og bergboltrulling?

Ja, en enkelt, robust hydraulisk gjengerullemaskin kan brukes til å utføre både standard gjengerulling og boltrulling.

Hvilke stålkvaliteter brukes til produksjon av bergbolter?

Bergboltene er laget av karbonstål og legert stål, som brukes på grunn av kostnadseffektivitet og høy strekkkapasitet. De er også laget av konstruksjonsstål basert på bruksområde og miljø. Dessuten er de laget av rustfritt stål på grunn av deres høye korrosive motstand. 

Hvorfor er kornflyt viktig i kaldformede tråder?

Kornflyt blir svært viktig i kaldformede (valsede) tråder fordi den forblir ubrutt og uavbrutt langs gjengeprofilen. Kornflyt er viktig fordi det gir uavbrutt struktur, høyere styrke og bedre tretthetsmotstand, og hindrer sprekker i å spre seg under tunge sykliske eller gjentatte belastninger. Den gir også overflatekompresjon, og beskytter festeanordningen mot slitasje og svikt. 

Hvor lang er en typisk bergbolt?

En typisk steinbolt som brukes i underjordisk gruvedrift og tunneldrift er 2 til 3 meter (6,5 til 10 fot) lang.