Вальцовочный станок для листового металла: виды, особенности

Вальцовочный станок, который многие специалисты называют валковой машиной или просто вальцами, – это устройство, позволяющее выполнять гибку заготовок, изготовленных из листового металла. Вальцовочные станки отличаются высокой эффективностью и универсальностью, что позволяет успешно применять такое оборудование в самых различных сферах, включая строительство и ремонт.

Станок вальцовочный W12-4×2500 прокатывает мягкую сталь толщиной до 4 мм

Назначение и основные разновидности

Вальцовочные устройства, об универсальности которых говорилось выше, сегодня можно встретить практически на любом производственном предприятии. Именно при помощи такого станка (который при желании можно изготовить и своими руками) из листового металлопроката получают изделия конической, цилиндрической и даже овальной формы. Технологическую операцию, позволяющую решать такие задачи, называют вальцеванием. При этом не следует путать ее с развальцовкой, посредством которой добиваются изменения конфигурации и размеров трубных изделий.

Вальцовые станки самой простой конструкции активно используются и домашними мастерами. При помощи такого оборудования производятся различные желоба, воздуховоды, элементы кровельных конструкций, а также множество изделий другого назначения. Вальцовые станки, выпускаемые современной промышленностью, могут эффективно выполнять обработку листов, изготовленных из различных металлов.

Так, устройства данного типа, представленные большим разнообразием моделей, могут успешно справляться с листовыми заготовками из углеродистых и легированных сталей, алюминия, меди и чугуна. Отдельные модели таких станков, вальцы которых имеют специальную конструкцию, могут выполнять гибку листов из поликарбоната.

Процесс вальцовки листового металла

Среди вальцовочного оборудования выделяют следующие категории:

ручной станок;
электромеханический станок;
станок для листового металла, оснащенный гидравлическим приводом.

Вальцевой станок с ручным приводом – это оборудование наиболее простого типа, которое может выпускаться в напольном (монтируется на стойке) или настольном (устанавливается на верстаке) вариантах. Такая вальцовочная ручная машина проста в использовании, однако требует приложения значительных физических усилий. Между тем простота конструкции станка обеспечивает сохранение его надежности на протяжении длительного времени.

Классический гибочный трехвалковый станок ручного типа подходит для придания круглой формы металлическим заготовкам толщиной до 3,5 мм

Вальцы трехвалковые ручные (а именно с таким количеством рабочих органов они преимущественно и изготавливаются) позволяют выполнять обработку трубного и листового проката с толщиной стенки до 1,5–2 мм. Такой ручной листогибочный станок проще всего изготовить своими руками. Он отличается такими преимуществами, как:

компактные габариты;
незначительная масса;
высокая мобильность, что позволяет легко перемещать такие станки в те места, где их применение наиболее востребовано;
экономия на оплате электричества (вальцовочная ручная машина не требует его применения);
невысокая стоимость (если сравнивать ее с ценой станков электромеханического типа).

Электромеханический трехвалковый листогиб FormRoller используется для серийного производства заготовок различной геометрии

Устройство с электрическим приводом (вальцовочный электромеханический станок) имеет в своей конструкции специальный редуктор, который значительно повышает эффективность такого оборудования. Электромеханическую вальцовочную машину можно использовать как для обработки листового металла, так и для изменения конфигурации профильного трубного проката. Что касается обработки листового металла, то трехвалковый станок с электромеханическим приводом может применяться для обработки листового проката, толщина которого не превышает 4 мм.

К наиболее мощному типу оборудования относят гидравлическую вальцовочную машину, которая активно используется на энергетических, судостроительных и машиностроительных предприятиях. Гидравлический трехвалковый станок или устройство с большим количеством рабочих органов отличается в разы большей мощностью, если сравнивать его с аппаратами ручной или электромеханической категории. На вальцовочном оборудовании гидравлического типа, которое нередко оснащается системами ЧПУ, можно с успехом гнуть листы металла, толщина которых доходит до 8 мм.

Гидравлический привод этого станка легко перемещает валы внушительных габаритов, а ЧПУ контролирует их расположение и степень деформации листа

Виды, классификация и использование

Благодаря разнообразным конструкциям и типам вальцов получают большой ассортимент продукции в различных отраслях нашей экономики. Их можно классифицировать по следующим признакам:

По количеству исполнительных органов:
трехвалковые;
четырехвалковые.
По типу привода:
механический;
электрический;
гидравлический.
По способу сгибания:
дроновые;
пружинные;
арбалетные.
По типу управления:
ЧПУ.

Маленькими вальцами с двумя валами в основном пользуются мастера в ювелирных мастерских. На них прокатывают плоские или профильные заготовки, производится вальцовка.

Также двухвалковые вальцы можно встретить на предприятиях общепита. Их используют для прокатывания теста. Полотно получается одной толщины и любой длины.

Обычно такие агрегаты имеют ручной привод, так как не требуется больших нагрузок. Для одновременного вращения всех валков используется цепная или зубчатая передача. Они компактны, имеют небольшой вес и закрепляются на столе струбциной или несколькими болтами.

Электрические модели обладают высокой производительностью. Их широко используют при изготовлении труб из листового металла. Трубы делают для воздуховодов, дымоходов, водостоков и прочего.

Электропривод и небольшой вес на рамной конструкции позволяет устанавливать такие станки непосредственно на месте монтажа или в домашней мастерской. Более громоздкие и мощные станки предназначаются для предприятий.

Вальцы с гидроприводом относятся к тяжелому оборудованию. Обычно их высота превосходит человеческий рост в несколько раз. А мощность привода позволяет катать стальные листы толщиной более 100 мм . Получаемые детали в диаметре достигают 6 м .

Чтобы сделать конус на вальцегибочной машине, необходимо боковым валам придать дополнительную степень свободы. Выражается это тем, что одна сторона вала подвижна и в зависимости от угла конуса может подниматься на необходимую высоту. Заготовка при такой обкатке стремится съехать. Для предупреждения со стороны смещения заготовки устанавливается упорный ролик.

К данной категории оборудования можно отнести и прокатный станок для листового металла. Его основное назначение – получение листового металла различной толщины из горячей толстой заготовки путем прокатывания. Станками такого типа оснащаются сталелитейные предприятия.

Из-за того, что заготовки подаются разогретыми до высоких температур, валы стана изготавливаются из жаропрочной термически обработанной стали.

Конструкция и принцип действия

Несущим элементом вальцовочной машины, в том числе и изготовленной своими руками, является станина-основание. Именно на этой станине, которая может быть изготовлена из чугуна или листовой стали значительной толщины, монтируется деформирующий орган станка, который может включать в себя два, три или даже четыре валка. Преимущественное большинство таких аппаратов, в том числе и изготовленных своими руками, оснащается тремя рабочими органами, так как двухвалковые вальцы не отличаются высокой эффективностью.

Вращательное движение в процессе работы трехвалкового станка сообщается только двум нижним рабочим органам, которые между тем могут совершать линейное перемещение лишь в горизонтальной плоскости, что необходимо для изменения расстояния между ними. Верхний валок такого устройства, который называется упорным, совершает свое вращение за счет сил трения, создаваемых между его поверхностью и поверхностью обрабатываемой заготовки.

Устройство вальцовочного станка (нажмите для увеличения)

Верхний валок, которым оснащают вальцовочную машину, обладает возможностью не только совершать движение в вертикальном направлении, что позволяет прижать его с требуемым усилием к поверхности обрабатываемой заготовки, но и откидываться в сторону. Последнее необходимо для того, чтобы осуществить его быструю замену на валок, предназначенный для обработки заготовок с другими геометрическими параметрами.

Станок, рабочие вальцы которого оснащены специальными канавками, может использоваться для гибки труб, прутков и даже проволоки большого сечения. Следует иметь в виду, что дополнительный четвертый валок, использование которого значительно увеличивает нагрузку на приводной механизм оборудования, может устанавливаться только на вальцовочный электромеханический или гидравлический станок.

Узел регулировки положения нижнего вала

Листогибочный станок, основными рабочими органами которого являются вальцы, работает по следующему принципу.

Лист металла, из которого необходимо сформировать изделие цилиндрической или конической формы, укладывается на два нижних валка, разведенных между собой на определенное расстояние.
Опуская при помощи специального механизма верхний валок, металлический лист надежно зажимают между тремя рабочими органами.
При вращении двух нижних валков, которое обеспечивает ручной или электромеханический привод, обрабатываемый лист металла приводится в движение и начинает огибать зажимающие его рабочие органы вальцовочного станка, постепенно принимая требуемую конфигурацию.

Полированные поверхности вальцов не повреждают заготовки, а прорези по краям позволяют гнуть прутки

Двигаясь с определенной скоростью между валками, плоский лист металла постепенно превращается в изделие цилиндрической, конической или овальной формы. Очевидно, что станок данного типа работает не так, как развальцовочная машина, рабочий орган которой раскатывает конец трубного изделия, расширяя его до требуемых геометрических параметров.

Вальцовочную машину, на которой можно эффективно гнуть не только листовой металлический прокат, но и трубные изделия, совершенно не обязательно покупать. Вальцовочный аппарат, если от него не требуется высокая производительность, несложно изготовить своими руками. Конечно, проще всего сделать такой станок с ручным приводом, но мощности и функциональных возможностей этого оборудования вполне хватит для того, чтобы выполнять на нем работы, связанные со строительством и ремонтом.

Вальцовочный станок своими руками: чертежи и видео

Для изготовления ручного вальцовочного станка необходимо в первую очередь найти его чертежи или разработать их самостоятельно, приняв за основу конструкцию любой серийной модели.

В качестве примера рассмотрим комплект чертежей вальцовочного станка УСГ, которые представлены ниже.

Сборочный чертеж серийного вальцовочного станка УСГ (нажмите для увеличения)

Итак, чтобы своими руками изготовить вальцовочный ручной станок, необходимо следовать представленному ниже алгоритму.

Из металлических листов, раскроив их по предварительно подготовленному чертежу, изготавливают станину устройства, в специальных пазах которой будут фиксироваться его нижние валы. Между собой конструктивные элементы станины соединяют при помощи ребер жесткости, в качестве которых могут быть использованы металлические трубы или уголки.
Для размещения верхнего валка к станине устройства привариваются опорные стойки. Для их изготовления лучше всего использовать мощный П-образный профиль. В опорной стойке монтируются подшипниковые узлы, в которые и устанавливается верхний валок станка.
На боковой части станины монтируется приводной механизм, который включает в себя три звездочки, цепь и устройство для ее натяжения.
Завершающим этапом изготовления самодельного вальцовочного станка является установка ручки приводного механизма, натяжка цепи и регулировка всех конструктивных элементов.

Установка верхнего валка на самодельном станке

Естественно, что после окончательной сборки самодельный станок необходимо протестировать (и отрегулировать работу всех его механизмов, если в этом возникнет необходимость).

Основные технические параметры

Как сделать листогибочный станок своими руками? Для этого необходимо не только разработать чертежи такого устройства, но и определиться с его техническими характеристиками. Лучше всего взять за основу конструкцию серийной модели и уже самостоятельно адаптировать ее под собственные потребности.

Сборочный чертеж трехвальцового станка заводского изготовления (нажмите для увеличения)

Учитывая тот факт, что свои вальцы вы собираетесь установить в определенном помещении, следует сразу определиться с их габаритами. От данного параметра, который напрямую зависит от длины устанавливаемых валов, будет зависеть, какой ширины листовые заготовки вы сможете обработать на устройстве, изготовленном своими руками. Определяясь с размерами ручных вальцов, следует также учитывать и то, что выполнять на них обработку листовых заготовок с шириной более 1,2 метра будет достаточно тяжело физически. Масса самодельного станка будет оказывать влияние на возможность его перемещения по помещению и транспортировки.

Вал приводной. Чертеж (нажмите для увеличения)

Вал откидной. Чертеж (нажмите для увеличения)

Вал прижимной. Чертеж (нажмите для увеличения)

Чертеж трехвалковых листогибочных вальцов с электроприводом (нажмите для увеличения)

Кроме габаритов и массы будущих вальцов, надо определить следующие характеристики такого оборудования:

диаметр валков – основных рабочих органов устройства (от данного параметра, который является достаточно важным, будет зависеть то, с каким максимальным радиусом вы сможете сгибать обрабатываемые металлические листы);
максимальное расстояние, на котором верхний упорный валок сможет располагаться от нижних;
максимальное расстояние, на которое смогут раздвигаться нижние валки;
скорость, с которой обрабатываемый листовой материал сможет перемещаться между валками.

Определится с размерами и конструкцией станка поможет изучение технических параметров заводских моделей

Важным параметром, на который следует обращать особое внимание при разработке чертежа будущих вальцов, является жесткость их конструкции. При обработке металлических листов значительные механические нагрузки испытывают не только валки, но и все остальные узлы – станина, приводной механизм и др. Именно поэтому выбирать схему работы вальцов, а также подбирать материалы для ее реализации следует с особой тщательностью.

Чаще всего принимаются за изготовление вальцов 3-х валковых, так как увеличение количества рабочих органов таких маломощных ручных устройств приводит к увеличению и уровня нагрузки, оказываемой на его приводной механизм.

Применение устройств

Гибочные операция по вальцовке листового материала выполняется на производстве, когда не выгодно покупать готовую продукцию или количество заказов достаточно большое. Главные потребители вальцовочного оборудования – это металлургическая, химическая промышленность, строительство и многие другие.

Основные направления использования станков:

Формирование конусообразных и цилиндрических изделий.
Изготовление труб и конструкций с радиальным изгибом.
Выведение эллипсов и других металлических форм.

Решение о покупке таких гибочных вальцов значительно упростит операции по сгибанию указанных форм и конструкций. И это позволит Вашему предприятию выйти на новый уровень выпуска металлопроката.

Листогибочные станки электромеханического типа

Вальцовочные электромеханические станки представлены на отечественном рынке в не менее широком ассортименте. Так, из наиболее популярных торговых марок аппаратов данного типа стоит отметить следующие.

ВЭМ

Это функциональное оборудование для вальцовки, которое благодаря высокой надежности редко нуждается в ремонте и дорогостоящем обслуживании. За счет оснащения дополнительными конструктивными элементами технические возможности станков данной торговой марки могут быть значительно расширены.

Stalex

Под данной торговой маркой выпускаются вальцовые электромеханические станки профессионального уровня. Конструктивной особенностью таких станков является асимметричное расположение рабочих валков, а также возможность быстрого отвода верхнего рабочего органа, что позволяет выполнять оперативное извлечение заготовки из зоны обработки.

Электромеханический вальцовочный станок Stalex ESR-1300×2.5 (ширина и толщина обрабатываемого металла отражена в обозначении станка)
Metalmaster
Это мощное и надежное оборудование с удобным ножным управлением, которое может использоваться не только для гибки листового металла, но и для обработки трубных изделий и арматурных прутков.

Вальцовочный станок: виды, изготовление своими руками