Stroj za valjanje vijakov v primerjavi z valjanjem navojev: postopek in prileganje izdelka

Izraza 'valjanje vijakov ' in ' valjanje navojev ' se morda slišita zamenljivo, vendar so stroji, aplikacije in proizvodne zahteve, ki stojijo za njima, lahko zelo različne. Če izbirate samo na podlagi terminologije, vam lahko ostane oprema, ki se slabo ujema z vašo velikostjo vijaka, obsegom proizvodnje ali zahtevanim profilom navoja.

V tem priročniku boste videli, kako se valjanje vijakov razlikuje od običajnega valjanja navojev, kje se procesi prekrivajo in za kaj je vsak stroj zasnovan . Na koncu boste imeli jasnejšo osnovo za ocenjevanje specifikacij opreme in izbiro tekoče rešitve, ki ustreza vašemu izdelku – ne le opis dobaviteljevega kataloga.

Kaj navijanje niti pravzaprav je 

Valjanje navojev je postopek hladnega oblikovanja. Namesto uporabe stružnice ali navoja za obdelavo navoja v surovec, kaljene matrice stiskajo in potiskajo material navzven in navznoter, dokler se ne ustvari oblika navoja. Nobena kovina se ne odstranjuje; preprosto se preoblikuje pod vplivom matric.

Naleteli boste na dve pogosti postavitvi:

• Plosko valjanje matrice: surovec se kotali med dvema ravnima matricama z utori, eno mirujočo in eno premikajočo se. To je običajno za krajše serije in manjše premere.

• Cilindrično (okroglo) valjanje matric: surovec prehaja med dvema ali tremi rotirajočimi cilindričnimi matricami, kar ustreza neprekinjeni proizvodnji večjih količin.

Prednost lastnosti materiala je tisto, kar sploh omogoča to tehniko. Ker matrice stisnejo kovino in je ne režejo, zrnat vzorec jekla sledi obliki navoja, namesto da bi ga ta prerezala. 

Nastala kombinacija neprekinjenega toka zrn in učinka utrjevanja pri postopku hladne obdelave zagotavlja izboljšano odpornost proti utrujenosti in strižno trdnost valjanega navoja v primerjavi z rezanim navojem enakega nazivnega premera.

Valjanje navojev je primarna tehnika, ki se uporablja za izdelavo sornikov, vijakov, čepov in drugih pritrdilnih elementov s premeri in dolžinami od nekaj milimetrov do nekaj palcev. Najdemo ga v uporabi povsod, kjer je treba hitro in zanesljivo izdelati navojne komponente.

Kaj naredi stroj za valjanje vijakov drugače 

Sorniki za skale, znani tudi kot sidrni vijaki ali torni vijaki, so podolgovate jeklene palice z rebrastimi ali neprekinjenimi navojnimi površinami, namenjene vdelavi v skalne formacije za njihovo utrjevanje. Uporabe skalnih vijakov je mogoče opaziti pri podpiranju streh predorov, rudniških jaškov in konstrukcij sten izkopa. Na splošno so vijaki nosilni elementi – če eden odpove, imate opravka z varnostnim incidentom, ne pa s težavo z garancijo.

Treba je opozoriti, da so vse razlike v konstrukciji strojev posledica razlike v namenu teh dveh vrst pritrdilnih elementov. V nasprotju z običajnimi vijaki lahko vijaki dosežejo dolžino od 1 do 6 metrov in imajo večje premere ter zahtevajo rebra ali navoje po celotni dolžini droga.

Stroj za valjanje skalnih vijakov je zgrajen okoli nekaj zahtev, za katere navojni valji pritrdilnih elementov nikoli niso bili zasnovani:

• Rokovanje z dolgimi palicami: vodilo po tirnici in večtočkovni podporni sistemi, ki preprečujejo udarce in upogibanje med postopkom oblikovanja.

• Kontinuirano preoblikovanje: konfiguracije valjev in matric, ki omogočajo oblikovanje rebra ali vzorca navojev po celotni dolžini palice.

• Sklopi valjev in vreten za večjo obremenitev: zmožni obdelave surovin večjega premera in posledično povečanih pritiskov oblikovanja.

• Združljivost z deformiranim profilom: večina proizvedenih skalnih vijakov ima rebrasti vzorec, podoben armaturni palici, namesto tradicionalnih navojev.

Lastnosti, ki so na koncu resnično pomembne za stranke: enakomerno rebranje/navoj po celotni dolžini palice, ravnanje palice po valjanju in visoke natezne lastnosti.

Primerjava med prvimi 

Stroj za valjanje vijakov v primerjavi s strojem za valjanje navojev: ključne razlike

Razlike v procesu

To je tako, ker se zaloga spreminja. Porazdelitev sile, čas, porabljen v območju matrice, in število potrebnih prehodov se razlikujejo glede na velikost in premer materiala. Kratek material, kot so surovci pritrdilnih elementov, zahteva hiter prehod matrice pri nižjih silah.

Dolg kopit, kot je palica za sornik, zahteva enakomerno uporabo sil na daljši razdalji; to je razlog, zakaj se valjanje skalnih vijakov običajno izvaja z metodami večstojnega ali progresivnega valjanja.

Razlike med izdelki in toleranco

Navijanje navojev sponk temelji na natančnih in strogih specifikacijah glede dimenzij navojev (standardi ISO in ANSI glede na trg), glavni cilj pa je ponovljivost v množični proizvodnji.

Valjanje skalnih vijakov zahteva natančnost glede globine in nagiba reber, vendar sta ravnost in enakomerna meja tečenja vzdolž dolžine palice enako pomembni, če ne še bolj, ker sta to strukturna elementa.

Razlike v zasnovi stroja in naložbah

Iz kupčevega stola je tukaj razlika resna. Sorniki zahtevajo večji kapitalski vložek in zavzamejo več prostora kot navojni valj za pritrditev.

Nekateri prodajalci poskušajo opraviti obe nalogi v enem stroju. To ponavadi povzroči težave pozneje, kot so nižje hitrosti linije, pospešena obraba orodij ali poslabšanje kakovosti med dolgimi vožnjami. Če vaš portfelj izdelkov zahteva oba izdelka, je smiselno dobiti oceno za dva namenska stroja.

Kjer se dva procesa prekrivata 

Tudi tukaj je nekaj podobnosti. Kot je razvidno, obe operaciji spadata v družino postopkov hladnega preoblikovanja in imata zato enake prednosti v primerjavi z rezalnim postopkom – boljšo odpornost proti utrujenosti zaradi neprekinjenega pretoka zrn, nič ostankov pri nastajanju odrezkov in daljši čas cikla v primerjavi z obdelavo enakovrednega navoja.

Poleg tega sta oba močno odvisna od natančne poravnave matrice; ki je ključni dejavnik kakovosti v vsaki od operacij. Poleg tega sta obe operaciji zelo odvisni od kakovosti vhodnega materiala; kakršna koli odstopanja v premeru palice ali njeni površinski obdelavi povzročijo pokvarjene izdelke.

To je pomembno za to, kako bi morali razmišljati o odločitvi: ne gre za 'katera tehnologija je boljša'; gre za 'kateri stroj se prilega delu'. Osnovno načelo oblikovanja je ista družina procesov; izvedba je le zelo različna.

Kako izbrati pravi stroj za vašo linijo izdelkov 

Začnite z delom, ne s strojem

Preden si ogledate posamezen tehnični list, ugotovite:

• Razpon dolžine palice in premera: kaj pravzaprav dovajate v stroj?

• Zahteva glede pokritosti: Ali končni del potrebuje nit ali vzorec rebra po celotni dolžini ali le kratek odsek z navojem?

• Obremenitve in varnostne zahteve: konstrukcijske in rudarske aplikacije imajo drugačne zahteve glede zagotavljanja kakovosti in certificiranja kot komercialni pritrdilni elementi.

Obseg proizvodnje in hitrost linije

Velike serije majhnih pritrdilnih elementov v primerjavi z nizkimi, a dragocenejšimi dolgimi palicami predstavljajo dva popolnoma različna poslovna modela. Čas, potreben za zamenjavo, in stroški orodja na potek bodo vplivali na vaše stroške na enoto na zelo različne načine, odvisno od količin, zato raje pokrijte številke za svoj specifični portfelj izdelkov, namesto da se zanašate na predpostavko, da je hitrost vedno boljša.

Materialni vidiki

Jeklo, ki se uporablja za skalne sidre, ima običajno večjo natezno trdnost, medtem ko se v nekaterih primerih za injekcijska sidra uporablja votle palice. Ti materiali so bolj omejeni od tistih, ki se uporabljajo v standardnih pritrdilnih elementih. Materiali, ki so trši ali močnejši, hitreje obrabijo orodja, kar bo pri obeh tehnologijah različno vplivalo na življenjski cikel in vzdrževanje orodij.

Prilagodljivost izdelkov prihodnosti

Razmišljate, da bi se pozneje razširili na geotehnične ali rudarske izdelke? Morda bi bilo že zdaj vredno razmisliti o izbiri opreme. Morda bi bilo zdaj smiselno vlagati v težjo in bolj prilagodljivo opremo, namesto v namensko linijo pritrdilnih elementov, ki jo boste prerasli. 

Če vaš načrt ostaja znotraj ozemlja pritrdilnih elementov ali splošnih izdelkov, oblikovanih v zvitkih, BMS Group obstaja obseg strojev za hladno valjanje in širši katalog izdelkov je vredno pregledati za sosednje potrebe oblikovanja, od linij za grede in čepe do opreme za konstrukcijske profile. 

Pogoste napake, ki jih delajo kupci 

Glavne napake pri specifikaciji se običajno zgodijo, ko kupci ocenjujejo stroj za valjanje kot samostojen kos opreme in ne kot del proizvodnega procesa skalnih sidra. Za dolge, težke skalne vijake mora stroj ustrezati dimenzijam zaloge, geometriji navojev, obsegu proizvodnje in zahtevani natančnosti končnega dela. 

• Ob predpostavki, da je standardni stroj za valjanje navojev primeren za dolge sornike: običajni valji za navoje so lahko zasnovani okoli krajših pritrdilnih elementov in različnih geometrij obdelovanca. Dolg zalog sidra lahko zahteva večjo delovno dolžino, močnejšo oporo in kotalno konfiguracijo, zasnovano posebej za aplikacijo.

• Ignoriranje ravnosti palic in dimenzijske doslednosti: Matrice se vedno ujemajo z obstoječo geometrijo obdelovanca. Če je palica upognjena, neenakomernega premera ali slabe kakovosti, navoji ne bodo natančni. Preden se odločite za stroj, nastavite toleranco za naravnost in kakovost surovin.

• Primerjava strojev samo po nabavni ceni: Če pogledamo stroje samo na podlagi njihovih stroškov: Cenejši stroj ne pomeni cenejše proizvodnje. Primerjajte hitrost valjanja, količino ostankov, življenjsko dobo orodij, porabo energije, delovno intenzivnost in zmogljivost stroja za izdelavo ustreznih skalnih vijakov.

• Spregledanje menjave matrice in orodij: če izdelujete različne premere, dolžine in profile vijakov za skalo, to postane strošek vašega proizvodnega cikla. Ugotovite, kako se matrice zamenjajo, koliko časa traja in katere izdelke je mogoče izdelati na določenem stroju.

• Določanje stroja pred definiranjem končnega sornika: Začnite z dejanskimi specifikacijami za sornike v skalo – premer palice, dolžina sornika, dolžina navoja, oblika navoja, razred materiala in izhodna količina. Stroji za valjanje morajo biti izbrani v skladu s temi specifikacijami in ne obratno.

Končne besede

Pravi postopek se spusti na del pred vami: njegova dolžina, premer, zahteva po pokritosti in koliko vožnje na njem zdrži pod obremenitvijo. Navijanje navojev zmaga pri hitrosti in volumnu standardnih pritrdilnih elementov. Valjanje skalnih vijakov zmaga tam, kjer je palica dolga, sile so strukturne, ravnost in meja tečenja pa sta pomembni tako kot natančnost navoja.

Če vaša proizvodna linija živi v širšem prostoru za hladno valjanje, od profilov gred in zatičev do strukturnih valjanih komponent, BMS Group paleto izdelkov in ozadje proizvodnje je vredno ogleda, njihova ekipa pa vam lahko pove, kateri pristop oblikovanja dejansko ustreza vašemu delu, preden namenite kapital napačnemu stroju.

pogosta vprašanja

Kakšna je razlika med valjanjem navojev in valjanjem sornikov?

Navijanje navojev je celovit proizvodni proces, pri katerem se standardni navoji vijakov ustvarijo v pritrdilnih elementih, medtem ko je valjanje vijakov v skalo robustna in specifična uporaba postopka valjanja navojev, namenjenega podpori tal pri rudarjenju in gradnji predorov.

Ali lahko en stroj izvaja tako valjanje navojev kot valjanje vijakov?

Da, en robusten hidravlični stroj za valjanje navojev je mogoče uporabiti za izvajanje standardnega valjanja navojev in valjanja vijakov.

Katere vrste jekla se uporabljajo za izdelavo sidra?

Sorniki so izdelani iz ogljikovih jekel in legiranih jekel, ki se uporabljajo zaradi stroškovne učinkovitosti in visoke natezne zmogljivosti. Izdelani so tudi iz konstrukcijskih jekel glede na uporabo in okolje. Poleg tega so izdelani iz nerjavečega jekla zaradi visoke odpornosti proti koroziji. 

Zakaj je pretok zrn pomemben pri hladno oblikovanih nitih?

Pretok zrn postane zelo pomemben pri hladno oblikovanih (valjanih) navojih, ker ostane neprekinjen in neprekinjen vzdolž profila navoja. Pretok zrn je pomemben, ker zagotavlja neprekinjeno strukturo, višjo trdnost in boljšo odpornost proti utrujenosti ter preprečuje širjenje razpok pod velikimi cikličnimi ali ponavljajočimi se obremenitvami. Zagotavlja tudi površinsko stiskanje in ščiti pritrdilni element pred obrabo in odpovedjo. 

Kako dolg je tipičen skalni strel?

Tipičen skalni vijak, ki se uporablja pri podzemnem rudarjenju in gradnji predorov, je dolg 2 do 3 metre (6,5 do 10 čevljev).