YZW43-50×4500 с ЧПУ прецизионная гибочная машина для листового металла
Описание
YZW43-50×4500 с ЧПУ — прецизионная гибочная и правильная машина для листового металла, интеллектуальное оборудование для холодной разравнивания и снятия внутренних напряжений листов. Станок предназначен для работы с обычной углеродистой сталью, низколегированной конструкционной сталью, горячекатанными и взрывными композитными листами, износо‑ и
Рабочая температура окружающей среды: от −10 до 40 °C, питание — трёхфазная 4‑проводная сеть 380 В (допуск ±7%), частота 50 Гц (±1 Гц), относительная влажность <90% без конденсации, длительность работы — не менее 16 часов в сутки.
Машина конструктивно включает: раму, роликовую систему, подвижную панельную балку, механизмы прижима, главную приводную систему, систему смазки, электрическую систему управления, средства безопасности, входные и выходные роликовые конвейеры, зажимное устройство и систему сбора и передачи данных.
Подробно о проекте:
-
Основная часть имеет конструкцию с «предварительно натянутым тяговым рычагом», обеспечивающим высокую прочность и жесткость каркаса. Верхний рабочий вал, верхний опорный вал и верхняя поперечная балка могут подниматься и опускаться как единый узел, приводятся электродвигателем через редуктор и червячный механизм. Верхние рабочие валки регулируются независимо, формируя различные схемы расположения валов и режимы прижатия: параллельный, наклонный, V‑образный. Нижние рабочие и опорные валки жёстко закреплены в корпусе, оба ряда рабочих валков — приводные, мощность подается от двигателя через редуктор, распределительную коробку и кардан.
-
Рама выполнена по схеме «сочленённого предварительно натянутого тягового рычага»: сварная конструкция с последующим отжигом, пескоструйной очисткой до Sa2.5, грунтованием внутренних поверхностей и окраской по GB9286. На раме предусмотрены лестничные переходы и ограждения безопасности, по бокам — вертикальные направляющие ролики для защиты рамы при подаче листа.
-
Балки и стойки — сварные элементы: лист после дробеструйной обработки режется на станке с ЧПУ, после сварки проходит отжиг и мехобработку. Технология обработки включает грубое и чистовое фрезерование плоскостей, растачивание отверстий, фрезерование шпоночных пазов и сверление. Термообработка: нагрев ≤300 °C, скорость нагрева ≤160 °C/ч, перепад по зоне ≤45 °C, выдержка 610–650 °C в течение 2–4 ч, охлаждение ≤150 °C/ч, выгрузка при 300 °C.
-
Каркас проверен методом конечных элементов ANSYS: закрытая рамная конструкция с внутренним замыканием корректирующих сил, статический коэффициент запаса по прочности ≥4.
-
Роликовая система: компоновка «5 валков сверху и 4 снизу»; верхние опорные валки напрямую опираются на верхние рабочие, нижние опорные валки смещены относительно нижних рабочих, что соответствует принципу правки по эффекту Баушингера и обеспечивает полную опору валков при прогибах.
-
Рабочие валки и опорные валки спроектированы с учётом прочности, жесткости, усталостной стойкости и поверхностной твёрдости; на концах рабочих валков установлены самоустанавливающиеся роликовые подшипники, опорные валки имеют двойные четырёхрядные самоустанавливающиеся роликовые подшипники, обеспечивающие контакт площади не менее 70%.
-
Подвижная балка — сварная конструкция с дробеструйной подготовкой, резкой на ЧПУ, контролем сварных швов, отжигом и виброотжигом перед мехобработкой. Фиксаторы гаек выполнены в виде замкнутой конструкции, повышающей жесткость и точность правки. На направляющих подвижной панели используются плиты QT600‑3; верхние валки имеют индивидуальную регулировку, смазка — централизованная.
-
Механизм прижима: каждый верхний рабочий валок имеет собственный привод прижима, размещенный в верхней части рамы и поперечной балки, с передачей через редуктор, червяк и винтовую гайку. Прижим может быть общим или по отдельным валкам, реализованы режимы параллельного, наклонного и V‑образного прижима; перемещение контролируется компьютером с точностью ±0,1 мм.
-
Главный привод: верхние и нижние рабочие валки — ведущие, приводятся от асинхронного двигателя через редуктор, распределительную коробку и кардан. Применён электродвигатель с возможностью пуска под нагрузкой, установлен мягкий пуск, обеспечивающий снижение ударных нагрузок на сеть, низкий шум и стабильную работу.
-
Система смазки: сухая централизованная смазка от электроприводного насоса через распределители и трубопроводы. Каждая точка имеет датчик, при обрыве или засоре подается сигнал тревоги, система управляется ЧПУ, фиксирует засорение, недостаток масла и реализует аварийную остановку при критическом уровне.
-
Электрическая система управления: PLC Siemens с сенсорным экраном, питание 380 В, 50 Гц, трехфазное, четырехпроводное. Реализованы функции:
-
онлайн‑мониторинг перемещений верхних рабочих валков и направляющих валков;
-
редактирование, хранение и вызов технологических параметров;
-
человеко‑машинный интерфейс для ввода, расчета и корректировки параметров;
-
логическая защита, мягкие и жесткие лимиты для всех осей;
-
интеграция функций отображения, редактирования, управления и многоканальной индикации.
Силовая часть выполнена на компонентах Schneider (контакторы, тепловые реле, кнопки и т.д.), что обеспечивает высокую надежность.
-
-
Безопасность: трехцветные сигнальные колонны (красный — авария, зеленый — работа, желтый — наладка), защита от перегрузки по току, перегрева, взаимоблокировки гидросистемы, шесть концевых выключателей по ходам механизмов, кнопки аварийной остановки на четырёх стойках и на пульте. Предусмотрены защитные кожухи на опасных вращающихся частях, механические ограничители смещения листа (узел ограничительного колеса из Q355B), световая завеса с немедленной остановкой при проникновении в зону, системы релейной защиты и плавких вставок.
-
Входные/выходные рольганги: каркас, роликовый конвейер и приводное устройство с частотно‑регулируемым мотором и редуктором, передача момента через звездочки и цепи, регулирование скорости по размеру заготовки.
-
Зажимное устройство (feed‑unit): прижимные валки на входе для предварительного снятия деформаций сильно искривленных листов, двухвалковый механизм подачи, верхний вал опускается гидроприводом и управляется по ходу через PLC, привод вращения — гидромотор, скорость немного ниже скорости основных валков для создания внутреннего натяжения и повышения точности правки.
-
Информационная система: модуль сетевого подключения с поддержкой OPC UA, интерфейсы I/O для связи с «умными» устройствами заказчика, интеллектуальный электросчетчик, передача данных о суточной/месячной производительности, времени и количестве отказов, состоянии оборудования, общем времени работы и обработки. Система идентификации оператора (отпечаток, лицо или PIN) блокирует несанкционированный запуск.
-
Покраска и антикоррозия: все окрашиваемые поверхности проходят предварительную мех‑ и пескоструйную обработку, удаление окалины и ржавчины, нанесение антикоррозионного покрытия. Степень очистки — Sa2.5, адгезия покрытия — 1‑й класс по GB9286, используются материалы одного известного производителя; выцветание и отслоения исключаются при длительной эксплуатации.
-
Документация: полный пакет — сертификаты на материалы, отчеты НК, паспорта и инструкции на комплектующие, руководство по эксплуатации и ТО (бумага + электронный вид), комплект рабочих чертежей (мех., электрика, гидравлика, фундамент) в dwg/pdf, упаковочный лист, перечень ЗИП и расходников, общая сборка и схемы.
Особенность 1:
Для решения отраслевых проблем, таких как "большая деформация" и "недостаточная точность правки на концах листа" у правильных машин, мы разработали "устройство подачи заготовки", которое позволяет предварительно снять напряжение и начать правку сильно деформированных листов, облегчая их загрузку. Рабочие валки этого устройства обеспечивают меньший зазор, повышая эффективность правки и одновременно улучшая точность на концах листа.
Крупная деформация листового материала в процессе подачи с разгрузкой напряжений. При подаче рабочие валки имеют меньшую зазор, что повышает эффективность выравнивания.
Полевая проверка точности выравнивания
Особенность 2: уникальная конструкция рабочих валков
По материалу: рабочие валки изготовлены из 60CrMoV, добавление "V" способствует утончению зерна стали, снижает чувствительность к перегреву при термообработке, повышает прочность и вязкость, обеспечивая высокую усталостную прочность валков.
Конструктивно: рабочие валки имеют уникальный "горный" дизайн на обоих концах, что эффективно предотвращает рассеивание окалины по бокам при выравнивании. Если окалина рассеивается по бокам, она скапливается на внешней стороне уплотнения подшипникового узла рабочего вала и при длительной работе может проникнуть внутрь подшипникового узла, что сокращает срок службы подшипников. Специальный "горный" дизайн защиты от стружки значительно продлевает срок службы подшипников и снижает затраты на обслуживание.
Особенность 3: конструкция роликовой системы
Мы используем структуру с расположением "пять сверху и четыре снизу", где верхние опорные валки напрямую прижимаются к верхним рабочим валкам, а нижние опорные валки расположены смещённо относительно нижних рабочих валков, что идеально соответствует принципу выпрямления стальных листов "эффекту Баушингера".
Данная конструкция обеспечивает полную опору рабочих валков во всех направлениях прогиба в процессе работы, что повышает точность выравнивания "концов" и "хвостов" листа, а также продлевает срок службы рабочих валков, подшипников и подшипниковых опор.
Одноконтурная система валков Традиционная система валков
|
Сравнение структуры валковой системы |
|||
|
однослойная структура |
традиционная структура |
заключение |
|
|
количество кадров |
5 |
4 |
Более высокая стоимость |
|
Нижний вал под нагрузкой |
полная поддержка |
Внешняя нижняя роликовая деформация изгиба |
более рационально, срок службы рабочих валков длиннее |
|
Расположение опорных валков |
10 групп по 12 столбцов |
8 групп 10 столбцов |
Сила более однородная, соотношение цены и качества выше, рабочий ролик имеет более длительный срок службы |
|
Срок службы подшипников и подшипниковых узлов |
одноуровневая структура > традиционная структура |
Снижение обслуживания и повышение коэффициента использования оборудования |
|
Особенность четыре: система смазки
Смазочная система данного оборудования использует электрический насос для сухой смазки, который через масляный распределитель и трубопроводы обеспечивает смазку всех смазочных точек. Каждая смазочная точка оснащена интеллектуальным датчиком. При обрыве любого масляного канала или засорении смазочной точки на пульте управления срабатывает сигнализация, позволяющая быстро и четко определить, какая точка неисправна. Система автоматически управляется ЧПУ, собирает информацию, а также обладает функциями сигнализации засорения масляного канала, сигнализации недостатка смазки и аварийной остановки при предельном недостатке смазки. (Схема смазки)
Особенность 5: уникальное устройство для удаления стружки с чистыми валками
Для решения отраслевых проблем, таких как A: накопление окалины внутри стойки, затрудняющее её очистку, и B: быстрый износ подшипников опорных валков, короткий срок службы и высокие затраты на ремонт, вызванных отслоением окалины с поверхности листа в процессе правки, наша компания разработала механизм удаления окалины для валков.
Преимущество ①: ролик оснащен устройством очистки, что обеспечивает чистоту поверхности ролика, продлевает срок службы рабочего ролика и повышает общее качество продукции.
Преимущество ②: Очистительные ролики и щетки изготовлены из жесткого износостойкого материала, что обеспечивает лучшую очистку и более длительный срок службы.
Преимущество ③: устройство для удаления стружки эффективно предотвращает накопление окалины под нижним рабочим валком, оптимизирует условия эксплуатации оборудования и снижает затраты на техническое обслуживание.
Преимущество ④: крепежное основание очистительной плиты над опорным валком предотвращает попадание окалины и металлической стружки в зазор подшипника опорного валка, что эффективно увеличивает срок службы подшипника и снижает затраты на обслуживание.
Особенность 6: интеллектуальная операционная система устройства
Данная интеллектуальная операционная система (номер свидетельства о регистрации программы для ЭВМ: Регистрация программы №8596787) интегрирует параметры обработки листового материала, вводит толщину и ширину листа, а также параметры прочности. Система автоматически рассчитывает величину обжатия в качестве справочных данных для выпрямления или может напрямую использовать данные из базы данных по выпрямлению, чтобы выполнить настройку параметров процесса выпрямляющего обжатия. Нажатием кнопки запуска можно начать выпрямление.
Особенность 7: устройство указания положения рабочих валков и валков подачи
Подъем и опускание верхних рабочих валков и верхнего валка устройства подачи отображаются цифровым дисплеем, что наглядно и удобно для операторов. Цифровое отображение осуществляется с помощью высокоточного датчика перемещения, который преобразует сигнал перемещения в электрический сигнал и выводит его на дисплей пульта управления. Точность отображения составляет ±0,1 мм, а также предусмотрена функция сохранения данных при отключении питания.
Интерфейс отображения фактического смещения
Особенность 8:
Интеллектуальный сбор информации оборудованием, функции подключения устройств и обмена данными: система оснащена модулем подключения и интерфейсом, поддерживает протокол связи OPC UA, данные могут загружаться в систему сбора данных и мониторинга управления платформой информации; предусмотрены интерфейсы модулей I/O для взаимодействия с интеллектуальными устройствами пользователей; оборудование оснащено интеллектуальными счетчиками электроэнергии с функцией учета потребления; предоставляются сетевой интерфейсный адрес и протокол связи ЧПУ-оборудования, что позволяет пользователю получать данные о суточном и месячном объеме производства деталей, времени и количестве отказов оборудования, состоянии оборудования (свободное, работающее, остановленное из-за неисправности), общем времени работы системы и общем времени обработки.
-
Толщина листа: 16–50 мм.
-
Максимальная ширина листа: 4500 мм.
-
Предел текучести листа: до 800 МПа.
-
Скорость правки: 6 м/мин (частотное регулирование).
-
Точность выравнивания:
-
при толщине 16–30 мм — ≤2 мм/м²;
-
при толщине 30–50 мм — ≤1,5 мм/м².
-
-
Температура правки: 0–40 °C.
-
Структура подвижной балки: произвольные корректировки в пределах хода.
Рабочие валки:
-
Общее количество рабочих валков: 9.
-
Сверху: 5, снизу: 4.
-
Все 9 — приводные (полный привод).
-
Диаметр рабочего валка: 500 мм.
-
Шаг между рабочими валками: 580 мм.
-
Эффективная длина рабочей части: 4600 мм.
-
Материал: 60CrMoV (кованый), повышенная усталостная прочность.
-
Твердость поверхности: HRC60–65.
-
Глубина закалки: 5–8 мм.
-
Шероховатость поверхности: Ra 0,8 мкм.
-
Параллельность рабочих валков: ≤0,05 мм/м.
Опорные валки:
-
Компоновка: 10 групп по 12 столбцов.
-
Расположение: верхний вал — прямого давления, нижний — перекрестный.
-
Материал: GCr15SiMn.
-
Твердость поверхности: HRC45–55.
-
Глубина закалки: 5–8 мм.
-
Шероховатость: Ra 0,8 мкм.
Подшипники:
-
Рабочие валки: самоустанавливающиеся роликовые подшипники.
-
Опорные валки: регулируемые роликовые подшипники.
-
Направляющие ролики: самоустанавливающиеся роликовые подшипники.
Механизм прижима:
-
Ход прижима: −10…+100 мм.
-
Высота окна: 270 мм.
-
Привод прижима: отдельные электродвигатели.
-
Управление: ЧПУ + ручные кнопки.
-
Скорость прижима: ≈30 мм/мин.
-
Винт прижима: 38CrMoAl (кованый, нитридированная сталь, износо‑ и усталостостойкость).
-
Гайка: износостойкий микрокристаллический цинковый сплав.
-
Точность отображения опускания верхнего рабочего валка: 0,1 мм.
Зажимное устройство (опция):
-
Привод вращения: гидромотор.
-
Силовой узел прижима: гидроцилиндр.
-
Ход прижима: 500 мм.
-
Тип прижима: гидравлический.
-
Точность отображения опускания верхнего подающего валка: 0,1 мм.
-
Материал направляющих валков: 42CrMo (ковка), термообработка HB260–300.
-
Шероховатость сжимающих валков: Ra 0,8 мкм.
-
Скорость прижима: 600 мм/мин вниз, 100 мм/мин подача.
-
Усилие прижима: 400 т.
Привод и мощность:
-
Главный приводной двигатель: 2×355 кВт.
-
Полная установленная мощность: ≈750 кВт.
-
Схема передачи: электродвигатель — редуктор — распределительная коробка — кардан — верхние и нижние валки.
Основная конструкция:
-
Рама: сварная конструкция из Q355B.
-
Подвижная балка: самостоятельный подъем.
-
Основание: монолитное.
-
Технология конструктивных элементов: контроль сварных швов, отпуск, термообработка, виброобработка.
Рольганг (цепной, полноприводной):
-
Длина: первые 30 м + последние 30 м (приводные участки).
-
Высота ролика: 750 мм (по ТЗ заказчика).
-
Материал роликов: сталь 20#.
Система смазки:
-
Рабочие и опорные валки, направляющие, штифты — централизованная смазка густой смазкой (тип №000).
-
Редуктор и распределительная коробка — масляная распылительная смазка (ISO VG32, 300–340 л, смена раз в 5000 ч).
-
Гидросистема — гидравлическое масло ISO VG46 (SHELL Tellus 46 или L‑HM46), смена примерно 1 раз в 2 года.
Электрика и интерфейсы:
-
Управление: Siemens PLC.
-
Точность индикации перемещения: 0,1 мм.
-
Датчики перемещения: VOLFA, линейный инкрементальный/аналоговый датчик.
-
Поддержка интерфейсов: PLC, Ethernet, TCP, OPC UA.
Нормативы проектирования и изготовления:
Станок соответствует: JB/T1465.1‑1999, JB/T3164‑2007, JB/T11192‑2011, GB/T3766‑2015 и 2001 (гидросистемы), JB/T1829‑2014, GB17120‑2012, GB/T5226.1‑2019, JB/T5994‑1992, JB/T5946‑1991, GB16754‑2008, JB/T8609‑2014, GB/T23281‑2009, JB/T9954‑1999, GB/T709‑2019, GB/T30574‑2014, JB/T10105‑1999.
Основные покупные узлы:
-
Рабочие валки — Наньган.
-
Главный приводной двигатель серии YZR — Уси Синьдайли.
-
Главный редуктор — Гомао / Чжунчэн / Гээр.
-
Частотные преобразователи — Schneider / Omron.
-
PLC — Siemens.
-
Кнопки, контакторы, тепловые реле, мелкая коммутационная аппаратура, микрореле — Schneider.
-
Сенсорный монитор — Kunlun Tongtai.
-
Датчик перемещения — VOLFA (Германия).
-
Интеграция ЧПУ‑системы — Izhong Technology.
-
Подшипники — ведущие отечественные бренды (Аксиальный институт, ВА, ЛО), прямые поставки от производителя.
-
Система смазки и компоненты — Becher, Luban, Poaton.
-
Гидросистема управления и гидроцилиндры — Izhong Technology.
-
Масляный насос — Qidong High‑Voltage.
-
Уплотнения — NOK (Япония).
ЗИП и инструменты (фрагмент):
-
Предохранители RT18‑32 — 2 шт. (Schneider).
-
Микрореле MY4NJ DC24V — 2 шт. (Omron).
-
Датчики E2B‑M18KN10‑WZ‑C1 — 2 шт.
-
Кнопки XB5A542C — 2 шт. (Schneider).
-
Сигнальные индикаторы — 2 шт. (Goyou).
-
Набор шестигранных ключей, гаечный ключ, маслёнка, пассатижи для стопорных колец и т.п.
Расходные элементы:
-
Уплотнения гидролиний, концевые выключатели ограничений хода, подшипники направляющих роликов и роликов конвейеров и др.
Если поставщик не успевает по срокам, узлы допускается заменить аналогами той же марки.
-
Уникальное устройство подачи заготовки: предварительное снятие напряжений и правка сильно деформированных листов, уменьшенный зазор в валках подачи для повышения эффективности и точности правки концов.
-
Уникальная конструкция рабочих валков:
-
Материал 60CrMoV с ванадием, что улучшает измельчение зерна, снижает чувствительность к перегреву, повышает прочность и вязкость, усталостную стойкость.
-
Специальная «горная» форма на концах, предотвращающая накопление окалины у уплотнений подшипников, что увеличивает срок службы подшипников и снижает затраты на обслуживание.
-
-
Конфигурация роликовой системы «5 сверху / 4 снизу»: полная опора валков, лучшее распределение нагрузок, повышенная точность правки «головы» и «хвоста» листа, более долгий ресурс валков, подшипников и опор по сравнению с традиционными четырёхрядными схемами.
-
Интеллектуальная смазочная система: электрический насос сухой смазки + интеллектуальные датчики на каждой точке, сигнализация обрыва/засора, автоматическое управление, аварийная остановка при критическом дефиците смазки.
-
Устройство очистки валков от окалины: жесткие износостойкие ролики и щётки, предотвращающие накопление окалины внутри рамы и под валками, защита подшипников опорных валков, снижение затрат на обслуживание и повышение стабильности качества.
-
Интеллектуальная операционная система (регистрация ПО № 8596787): оператор вводит толщину, ширину и прочность материала; система рассчитывает рекомендуемое обжатие или использует базу данных режимов, автоматически задаёт параметры правки, позволяет запускать процесс одной кнопкой.
-
Цифровая индикация положений рабочих и подающих валков с точностью ±0,1 мм, сохранение данных при отключении питания.
-
Интеллектуальный сбор и передача данных: поддержка OPC UA, обмен с MES, сбор статистики по выпуску, отказам, энергопотреблению, состоянию (работа/ожидание/авария), времени работы системы и т.п.
-
Расширенный пакет безопасности: многоуровневая блокировка (электрическая, гидравлическая, световая завеса, механические ограничители, аварийные кнопки), соответствие требованиям по аварийной остановке и охране труда (GB16754 и др.).
-
Температура окружающей среды: от −10 до 40 °C при эксплуатации, с рекомендуемой температурой правки 0–40 °C.
-
Относительная влажность: менее 90%, без конденсации.
-
Электропитание: трехфазная сеть 380 В ±10% (в рабочем описании ±7%), частота 50 Гц ±1 Гц, общая потребляемая мощность порядка 750 кВт.
-
Фундамент: несущая способность не менее 60 т/м², запас по нагрузке 2,5–3 массы оборудования, глубина закладной ниши около 1200 мм, отсутствие источников вибраций вблизи.
-
Условия по монтажу: высота цеха и габариты ворот достаточны для транспортировки и подъёма крупногабаритных узлов, наличие стальных тросов Ø40 мм длиной 6 м, такелажных скоб S‑BX25‑1 3/4 и др. согласно таблице.
-
Эксплуатационная готовность: подготовка вторичного залитого бетона (20 дней для обычного цемента, 7 дней для быстротвердеющего), наличие питающих кабелей и гидравлических/пневмомагистралей, смазочных и гидравлических масел по рекомендованному перечню.