ストラットチャンネルロール成形機 |仕様、プロセス、主要データ

とは何ですか ストラットチャンネルロール成形機

ストラット チャネル ロール成形機は、平鋼コイル素材をストラット チャネル プロファイルに段階的に曲げる連続金属成形システムです。ストラット チャネル プロファイルは、建設、電気、機械、産業設備全体で使用される、開いた断面のスロット付き構造フレーム コンポーネントです。この機械は、構成とプロファイルの複雑さに応じて、通常、毎分 10 ～ 40 メートルの範囲の生産速度で、デココイルから成形、パンチング、カットオフまで、単一のインライン パスで平鋼ストリップを完成したストラット チャネル セクションに変換します。

Strut チャネルは、Unistrut、Superstrut、Atkore などの商品名でも販売されており、建築金物業界で最も生産量の多いロール成形プロファイルの 1 つです。内側に曲がったリップとウェブに沿った連続した一連の 9/16 インチ (14.3 mm) の長穴を備えた特徴的な C または U 断面は、NEMA FG-1、ASTM A1011、および国際同等品を含む寸法標準に従って製造されます。このプロファイルに最適化された専用のロール成形機は、全生産工程を通じてウェブ幅で ±0.3 mm、リップ角度で ±0.5° の公差でこの形状を製造できます。

ロール成形プロセスは本質的にストラット チャネルの製造に適しています。その理由は、プロファイルの形状 (一貫した断面、高い長さ対幅の比、インライン穴パンチングの要件) がロール フォーミングの強み (高スループット、長時間の生産工程にわたる寸法の一貫性、追加の処理なしでパンチングやエンボス加工などの二次加工をインラインで統合できる機能) に直接対応しているからです。

マシンラインのコンポーネントとその機能

完全なストラット チャネル ロール フォーミング ラインは一連のステーションが統合されたもので、ストリップが入口から出口まで連続的に移動する際に各ステーションが特定の操作を実行します。各ステーションの役割を理解することは、ライン仕様の評価、トラブルシューティング、生産設備のレイアウトの計画に不可欠です。

アンコイラーとストレートナー

アンコイラーは、生の鋼コイル (通常 1,000 ～ 5,000 kg) をマンドレル上に保持し、ストリップがラインに送り込まれる際の繰り出し張力を制御します。最新のラインでは油圧拡張マンドレルが標準装備されており、異なるコイル内径間での迅速な切り替えが可能です。ストレートナーはアンコイラーに続いて一連のオフセット ロール (通常は 7 ～ 11 ロール) を使用して、成形セクションに入る前にコイル セット (ストリップが巻かれる際に保持される自然な曲率) を平らにします。ストレートナーによって修正されなかった残りのコイルセットは、直線ではなく長さに沿って湾曲した完成したチャネルを生成します。

プレパンチプレス

ストラット チャネル ウェブの長穴は、プロファイルの形成後ではなく、事前パンチングと呼ばれる構成の前にパンチングされます。平らなストックのパンチングは、形成されたリップによってウェブへのツールのアクセスが制限される成形済みの C セクションのパンチングよりもはるかに簡単かつ正確です。プリパンチ プレスは、指定されたピッチ (通常、標準ストラットの場合は 1-7/8 インチまたは 47.6 mm) の標準 9/16 インチ × 1-1/8 インチ (14.3 × 28.6 mm) スロット用に構成されたダイ セットを備えたサーボ駆動またはカム駆動の機械プレスです。 穴ピッチの精度は重要です — コイルの長さに沿って累積的なピッチ誤差が増大すると、異なる製造バッチのチャネルを現場で組み立てるときに、穴の位置が合わないチャネルが生成されます。

ロールフォーミングミル

成形ミルはラインの中核であり、剛性フレームに取り付けられた一連の上下一対のロール ツーリング ステーションであり、それぞれがストリップを段階的に曲げて最終プロファイルに近づけます。標準的なストラット チャネル プロファイルには 12 ～ 18 の成形ステーションが必要ですが、その数は材料の厚さ、曲げ角度の厳しさ、および必要な表面品質によって異なります。各ステーションのロールは特定の成形角度に精密機械加工されており、ステーションは段階的なシーケンスとして設計されています。初期のステーションは緩やかに曲がります。後のステーションではリップが閉じられ、最終的なジオメトリが設定されます。ロールの直径、ロールの材質 (通常は D2 または H13 工具鋼、58 ～ 62 HRC に焼き入れ)、およびロールの表面仕上げによって、完成したチャネルの寸法精度と表面品質が直接決まります。

カットオフプレス

成形機の出口では、フライング カットオフ プレスが連続成形部分を個々の長さに分割します。カットオフダイは、生産ライン速度との同期を維持しながら、切断ストローク中にストリップとともに移動し、次の切断のために開始位置に戻ります。この飛行動作により、カットごとにラインを停止する必要がなくなり、連続した高速生産が可能になります。標準のストラット チャネルの長さは 3 m (10 フィート) と 6 m (20 フィート) で、カット長はエンコーダベースの長さ測定とサーボ位置決めによって生産工程全体にわたって ±1 mm の精度で制御されます。

ランアウトテーブルとスタッキングシステム

カットされた長さはランナウト テーブル (ライン速度から減速するチャネルをサポートするローラー コンベア) に排出されます。自動スタッキング システムは、切断された長さをカウントされたパックに束ねて、下流の処理、バンド掛け、および発送に使用します。シフトあたり 10,000 メートルを生産する大量ラインでは、ロボットまたは機械による結束を使用した自動スタッキングにより、人件費と、長くて重いチャネル セクションの手動スタッキングに起因する取り扱い上の損傷が大幅に削減されます。

材料の入力: 鋼のグレード、厚さ、およびコーティング

ストラット チャネル ロール成形機は、処理する材料範囲に合わせて指定および設定する必要があります。材料特性は、ロールツーリングの設計、成形力の要件、スプリングバック許容値、きれいな穴を作るために必要なパンチツーリングの形状に直接影響します。

標準のストラット チャネルは、ASTM A1011 または同等の溶融亜鉛メッキ鋼コイル (HDGI) または冷間圧延鋼 (CRS) から製造され、厚さは 1.5mm、2.0mm、2.5mm (約 16、14、および 12 ゲージ) はそれぞれ、軽量構造チャネル、標準構造チャネル、および重量構造チャネル用です。事前亜鉛メッキされたコイルは、耐食性が必要とされる市場で最も一般的な投入材料であり、完成したチャネルを追加のコーティングなしで使用できます。電気亜鉛メッキ、ステンレス鋼 (304 および 316L)、アルミニウム (6061-T6)、および熱間圧延酸洗いおよび油処理 (HRPO) 鋼は、適切な工具とパラメータ調整を使用して同じ機械タイプで処理されます。

材料の降伏強度は、スプリングバック (曲げ後に発生する弾性回復) に直接影響します。高張力鋼 (降伏強度が 350 MPa 以上) は、各成形ステーション後に軟鋼よりも大きく跳ね返るため、ロール ツールを補正角度だけ過剰に曲げる必要があります。 250 MPa 軟鋼用に設定されたストラット チャネル ラインは、ツーリングの形状を再補正することなく、550 MPa 高張力鋼で使用すると、開いた曲がりの少ないリップを備えたチャネルを生成します。完全に分解することなく、成形ロールをさまざまな材料グレードに合わせて調整または交換できるクイックチェンジツーリングシステムは、複数の材料仕様を処理するラインにおける生産性の重要な機能です。

プロファイルのバリエーションとツールの切り替え

ストラット チャネルの市場には、単一の標準的な C セクションよりも幅広いプロファイルのバリエーションが含まれています。複数の市場セグメントにサービスを提供する生産施設には、ツールの交換または専用のマルチプロファイル ライン構成を通じて、これらのバリエーションを生産できるラインが必要です。

一般的なストラット チャネル プロファイル ファミリには次のものがあります。

• 標準 C チャネル (41 × 41 mm ウェブ、シングル) — 最も広く生産されているプロファイル。 MEP (機械、電気、配管) 建設における一般的なサポート、吊り下げ、およびブレース用途に使用されます。
• バックツーバックチャンネル (41 × 82 mm ダブル) — 高負荷用途向けに 2 つの標準チャネルが単一セクションとして溶接またはロール成形されています。一部のラインでは、これを 2 つの溶接された単一のプロファイルではなく、単一のロール成形プロファイルとして生成します。
• ディープレッグチャンネル (41 × 62 mm、41 × 82 mm) — より高い曲げ剛性を実現するより高いウェブ。太陽光発電の設置構造や産業用パイプ支持用途に使用されます。
• ハーフスロットおよび堅牢な Web チャネル — パンチ・ダイ・インサートを切り替えることにより、同じ成形ラインで異なる穴パターンまたは穴のないバリエーションを生産
• 浅型/Z型母屋支柱 — ケーブル トレイ サポートおよび軽量フレーム用の軽量セクションのバリエーション。通常はより薄い素材 (1.0 ～ 1.2 mm) で製造されます。

工具の切り替え時間は、マルチプロファイル ラインの重要な運用指標です。一般的なストラット チャネル ラインでは、すべてのフォーミング ロール ステーションを取り外して再設置する従来の切り替えには 4 ～ 8 時間かかります。 カセット装着型ロールセットを使用したクイックチェンジツーリングシステム これを 45 ～ 90 分に短縮することで、短期間の生産の経済的実行可能性が劇的に向上し、単一ラインへの投資から複数のプロファイルの受注生産が可能になります。

評価すべき主要なマシン仕様

ストラット チャネル ロール フォーミング マシンを指定または比較する場合、次のパラメータによってマシンの生産能力、出力品質、総所有コストが定義されます。

駆動システムの選択には特に注意が必要です。古いストラット チャネル ラインでは、1 つの中央モーターからすべてのロール ステーションに動力を伝達するシングルモーター ギアボックスとチェーン ドライブ システムが使用されています。これは機械的に堅牢で低コストですが、ステーションごとに独立した速度制御を提供しません。 最新の AC サーボ駆動ライン ステーションごとまたはステーション グループごとに個別のサーボ モーターを使用することで、正確な速度同期、フライング カットオフのための急速な加速と減速、および予知保全を容易にする各ドライブからの診断フィードバックが可能になります。ギアボックス チェーン システムに比べてサーボ ドライブのプレミアムは、スクラップの削減、切り替えの迅速化、大量生産ラインでのメンテナンスのダウンタイムの短縮により、通常 12 ～ 24 か月以内に回収されます。

設置、試運転、および生産セットアップ

ストラット チャネル ロール成形ラインでは、生産パフォーマンスが機械の仕様に一致することを確認するために、慎重な設置計画が必要です。以下の要因は、プロジェクト計画において過小評価されることが多く、試運転の遅れや設置後の出力品質が標準以下になる一般的な原因です。

基礎とアライメント。 成形機のフレームは、水平な硬いコンクリート床 (通常は最小 150 ～ 200 mm の補強スラブ) に設置し、ラインの長手軸に沿って 0.1 mm/m 以内に位置合わせする必要があります。プレパンチプレス、成形ミル、カットオフプレスの間のミスアライメントは、チャネルのねじれや反り、成形ロールのエッジ摩耗の加速として現れるストリップトラッキングの問題を引き起こします。設置後、および運転開始から最初の 3 ～ 6 か月の間に基礎が落ち着いた後に、レーザーによる位置合わせチェックを行うことを強くお勧めします。

ストリップの入口角度とガイドのセットアップ。 ストリップは、正しい高さと横方向の位置で最初の成形ステーションに入る必要があります。ほとんどのメーカーは、この目的のために、横方向および縦方向に調整できるエントリーガイドを提供しています。プレパンチ プレスの出口は、成形ミルの入口と正確に位置合わせされている必要があります。垂直方向または横方向にオフセットがあるとレバー アームが生じ、最初の成形ステーションのロールに横荷重が発生し、ストリップのキャンバーが生じます。

初品検査とプロファイル校正。 新しい材料グレードまたはプロファイル ツールを使用した初期セットアップ後、製造の最初の 5 ～ 10 メートルを、長さに沿った複数の断面でプロファイル図面に対して測定する必要があります。完全な生産が許可される前に、ウェブの幅、リップの長さ、リップの角度、全高、および真直度 (ASTM A568 または同等のバウおよびキャンバー) をすべて検証する必要があります。この段階でのロールギャップとサイドロール位置の調整は正常であり、予期されたものです。最終的なセットアップパラメータを文書化すると、将来のコイル交換のための再現可能なベースラインが作成されます。

潤滑システム。 亜鉛メッキ鋼のロール成形では、成形ロール接触ゾーンで摩擦が発生し、工具が摩耗したり、完成したチャネルの亜鉛コーティングを傷つけたりする可能性があります。ほとんどのストラット チャネル ラインでは、成形ステーションで再循環オイル ミストまたはフラッド潤滑システムが使用されており、潤滑剤は濾過されて再循環されます。潤滑剤の選択 (通常は軽質成形油または防錆成形コンパウンド) は、成形後の表面処理要件に適合する必要があります。チャネル表面の油残留物は、お客様が適用する下流の塗装、粉体塗装、またはさらなる亜鉛メッキプロセスに適合する必要があります。