Трехвалковые и другие вальцы по чертежам своими руками

Вальцы представляют собой универсальное оборудование, позволяющее эффективно справляться с листогибочными операциями. Изготовить вальцы своими руками не так уж трудно, но для этого необходимо предварительно познакомиться с серийными моделями, их конструкцией и принципом действия.

Трехвалковые ручные вальцы – наиболее подходящая конструкция для самостоятельного изготовления

Вальцы: принцип работы

Ключевой рабочий механизм приспособления – это вращающийся цилиндр, через который пропускаются раскаленные пласты металла и сгибаются. Вальцовочные станки могут быть оснащены цилиндрами от 2 до 5 штук, но чаще всего используются трехвалковые и четырехвалковые изделия.
Детали изгибаются посредством действия третьего заднего вала, а радиус закрепления зависит от расстояния между верхним и задним валом.

Иногда вальцы для металла ломаются и требуют замены. Станок при работе с железом нужно постоянно греть, а пласты железа после вальцов идут в печь, их там раскаляют, а потом вновь прокачивают. После этого они опять идут на станок.

После обработки вальцами поперечное сечение металла уменьшается, и он становится длиннее под воздействием высокой температуры металла и степени давления.

Чтобы получить цилиндрическое изделие, задний вал должен быть настроен параллельно переднему, а чтобы сделать конус, задний вал устанавливается под углом относительно переднего.

Существуют модели вальцов, с помощью которых можно обрабатывать металл прямо на столе, но они не слишком функциональны. Работу с ними можно упростить с помощью крепежей. Стоимость вальцов зависит от их габаритов. А если вы решили сделать станок своими руками, то вы значительно сэкономите.

Функции современных вальцовочных станков, самодельных и заводских, трехвалковых и четырехвалковых, такие:

• возможность сгибать трубы до 160 градусов;
• работа с металлическими трубами;
• деформация труб независимо от их диаметра.

Прокатный трубогиб своими руками

На таком оборудовании заготовка приобретает заданную форму путем прокатки. В условиях домашней мастерской проще изготовить 3-роликовую конструкцию с ручным приводом. Рассмотрим два варианта подобных станков.

Вариант станка с поворотной платформой

Принцип устройства такого станка для гибки труб с сечением, отличным от круглого, следующий:

1. Основная станина связана через шарнирное соединение с поворотной платформой, которая и задает угол загиба.
2. Платформу приводит в движение домкрат, упирающийся в нее рабочим штоком.
3. Протяжка профиля осуществляют путем вращения рукоятки, находящейся на промежуточном валу.

Для изготовления основания станка и стоек потребуется швеллер с высотой стенки от 150 до 200 мм в количестве около 3 м. В качестве обойм для подшипников, основы вальцев, подойдет стальная труба с внутренним диаметром равным внешнему диаметру подшипников, которую делят на 6 коротких отрезков.

Поворотная платформа не единственный вариант регулирования параметров изгиба профильной трубы, это можно осуществить при помощи крайних вальцов. Для этого в опорных пластинах и швеллере проделывают отверстия, чтобы элементы были подвижными. Подымать крайнюю платформу можно любым домкратом, который найдется в хозяйстве

Из швеллера выполняют основу и две платформы. Отступив от одной из сторон около 0,5 м, приваривают вертикальную стойку из того же швеллера. Для этого два отрезка спаривают, чтобы стойка получилась прочной.

Строго соблюдая горизонтальность, монтируют стационарную платформу, а к ней приваривают заднюю стойку. Далее, берут отрезок профильной трубы и наращивают ограничители высотой не меньше, чем толщина профильной трубы, деформацию которой предполагают выполнять на изготавливаемом станке.

Направляющую платформу соединяют с основной станиной посредством дверных петель. На наращенные ограничители и края обеих платформ посредством сварки монтируют подшипники и усиливают конструкцию уголками. Валы вставляют в подшипники, а к среднему крепят ручку. Под краем направляющей платформы устанавливают домкрат и закрепляют его на основе при помощи болтового соединения.

Прокатный станок с тремя роликами

На этом станке трубу укладывают на ролики, расположенные по бокам. Верхний подвижный ролик опускают на изделие сверху и таким путем фиксируют его. Далее, вращают ручку и через цепь передают движение валам. Труба протягивается и меняет свою геометрию. Постепенно усиливая нажим путем закручивания прижимного болта, и протягивая заготовку, добиваются изгиба трубы под необходимым углом.

Профилегибочный трехроликовый станок оснащен тремя роликами. Подсоединив к такому станку электродвигатель мощностью 1,5 кВт, можно гнуть трубы сечением до 8 см за один раз

Чтобы изготовить станок, работающий по такой схеме, необходимо заготовить полку и профильный металлический прокат для каркаса, валы, 4 прочные пружины, цепь, подшипники, крепеж, другие детали. Для крепления подшипников потребуется 3 вала с параметрами, соответствующими звездочкам и подшипникам.

Два вала предназначены для бокового размещения, а третий (прижимной) — для подвешивания на пружинах. Эти элементы, скорее всего, придется заказать в мастерской, а остальное можно выполнить собственноручно.

В состав прижимного вала входят подшипники, шестерни и кольца. В кольцах нарезают резьбу под зажимные болты и делают пазы. В полках из швеллера выполняют посадочные места под прижимной вал. На заключительном этапе собирают конструкцию начиная с установки каркаса.

После, прижимной вал на пружинах, присоединенный к полке посредством шпоночного соединения, подвешивают. Опорные валы устанавливают по бокам и натягивают между ними цепь, применяя в качестве держателя магнитный уголок. На один из них крепя ручку с поворачивающейся трубкой, затем выполняют работы по монтажу домкрата. Присоединяют его к платформе болтами и сваркой.

При монтаже подвесного вала соблюдают определенную последовательность: сначала устанавливают его на полку, к ней приваривают гайки под пружины, переворачивают площадку и подсоединяют к пружинам. Следует учесть, что с увеличением расстояния между роликами, усилия, прилагаемые для изгиба, уменьшаются.

Сферы применения станков

Вальцовые станки широко используются при производстве таких вещей, как:

• дымоходы;
• воздуховоды;
• трубы;
• вентиляционные системы;
• водостоки.

Благодаря компактным размерам, вальцы можно использовать где угодно, прямо на строительном объекте, а ручные приборы не испортят полимерное покрытие металла.

Для пищевой промышленности применяют вальцы дробильного типа, а для химической – листогибочные, листовальные и другие.

Составные части вальцов

Вальцовочное оборудование бывает двух типов:

• станки с нажимным валиком, чаще всего расположенным посередине;
• установки с инструментом, размещенным эксцентрично.

Первый тип применяют для вальцовки толстого металла. Второй вариант используется при деформировании заготовок не более 2,5 мм.

В рассматриваемом оборудовании существенным различием является взаимное расположение валков: симметричное либо асимметричное. Более универсальными являются асимметричные машины. Они используются не только для свертки цилиндров, но и для разнообразного оформления кромки.

На практике чаще применяется схема с тремя симметрично расположенными валками, так как при обслуживании она более технологична. Такого типа вальцовочный станок с внешним приводом имеет следующие узлы:

• электродвигатель;
• клиномерную передачу или редуктор;
• вал с размещенным на нем основным валком;
• боковые стойки с узлами из подшипников: в быстроходных вальцах используют подшипники качения, а для мощности оборудования — скольжения;
• два приводных нижних валка;
• станина с двумя опорными стойками;
• защитный кожух для приемки полуфабриката при работе станка;
• система управления вальцами.

Регулируются технологические параметры оборудования изменением величины зазора между валками. В ручных моделях это выполняется с помощью винтового или храпового механизма, в автоматических станках — программно.

Особенности станков для металла

Без вальцовочного станка невозможно придать листовому металлу цилиндрическую форму, а вальцы для труб помогают обустроить водосточную систему. Станки с ковочными цилиндрами нужны для холодной гибки заготовок их металла, также благодаря вальцам можно обрабатывать:

• пластмассу;
• пластичный металл;
• резиновые смеси.

Выбирать тот или иной станок нужно в зависимости от толщины металла:

• двухвалковые вальцы включают в себя два параллельно размещенных вала, верхний имеет малое сечение и сделан из высокопрочной стали, а нижний имеет большой диаметр сечения и выполнен из стали, покрытой каучуком. В зависимости от силы давления трубы подбирается ее диаметр на выходе;
• трехвалковые могут быть симметричными и асимметричными, часто их используют при производстве вентиляций, круглых водостоков и радиусных деталей. Кроме того, трехвалковые вальцы применяют при обработке изделий из меди, железа, стали, цинка и т.д.;
• четырехвалковые конструкции оснащены внизу дополнительным валком для упрощения вальцовочного процесса.

Наиболее распространенные вальцы – это трехвалковые и четырехвалковые. Так, трехвалковые обладают такими отличительными свойствами:

• лист, ширина которого менее 6 мм, будет проскальзывать между валами;
• скорость прокатки листа должна быть максимум 5 м в минуту;
• управлять станком сложно за счет отсутствия точных координат точки зажима металла;
• доступная стоимость.

А вот четырехвалковые вальцы имеют такие характеристики:

• вальцы надежно сцеплены, и риск выскальзывания листа сведен к минимуму;
• скорость прокатки может превышать показатель в 6 м в минуту;
• процесс работы полностью автоматизирован;
• цена высокая.

Характеристика процесса вальцевания

Принципиальная особенность вальцовки листового металла состоит в том, что процесс деформирования происходит по всей контактной поверхности. Это немного снижает производительность, но повышает стойкость прокатных рабочих валиков. К преимуществам вальцовки металла можно отнести:

1. Снижение эксплуатационных расходов на оснастку и оборудование.
2. Увеличение эксплуатационного срока инструментов и станков.
3. Эффективное использование в условиях единичного и мелкосерийного производства.
4. Снижение потерь от брака.
5. Низкую стоимость вальцовочной машины в сравнении с гидравлическим или механическим прессом. Затраты на ее приобретение окупаются в течение полугода активного использования.

В процессе выполнения вальцовки оператор может изменять скорость деформирования металла. При других формовочных операциях штамповки это не всегда возможно.

Вальцовку листа металла можно выполнять в нескольких вариантах:

• в поперечном направлении подачи заготовки;
• в продольном направлении;
• при винтовой подаче.

Первый вариант используется для получения коротких труб, второй — длинных.

Процесс листовой вальцовки характеризуется следующими особенностями:

1. Деформирование производится крутящим моментом, а не усилием. Значение крутящего момента зависит от условий контактного трения, диаметра рабочих валиков и физико-математических характеристик материала.
2. При выполнении операции скорость вальцовки не влияет на энергетические затраты, напротив, при увеличении показателя рабочее усилие процесса снижается.
3. Трение между валками напрямую зависит от поверхности. Снижение шероховатости приводит к снижению трения. Поэтому при постоянной эксплуатации вальцовочных машин необходимо периодически шлифовать поверхность оснастки.

При вальцовке стального изделия до 6 мм толщиной исходный металл обрабатывается в холодном состоянии. Если работают с деталями из толстолистового материала, применяют предварительный подогрев. Вальцовочную машину в таких случаях устанавливают возле печей с безокислительной нагревательной системой. Благодаря этому процесс образования поверхностной окалины снижается.

Если производят деформацию горячекатаного листового проката, перед вальцеванием правят лист. Это оговаривается техническими требованиями ГОСТа.

Классификация станков

По методу сгибания вальцы бывают:

• сегментными, где трубы сгибаются под действием одного вытягивающего сегмента;
• дорновыми, которые деформируют тонкостенные трубы;
• пружинными. Благодаря наличию пружины, пластик сгибается без деформации;
• арбалетными, которые предназначены для труб того или иного диаметра.

Станки по методике использования подразделяются на следующие категории:

• Ручные. Такие станки самые удобные и практичные, их не нужно подключать в сеть. На их основной станине крепят струбцины и подающие вальцы, имеющие цепную передачу. Ручные профильные станки долговечны, надежны, компакты, удобны в плане регулировки и имеют доступную цену. Ручные вальцы имеют подкатегорию ювелирных, их применяют для вальцовки и прокаток заготовок ювелирных изделий;
• Гидравлические. Гидроприводные приборы с большой мощностью, которые отличаются высокой производительностью. Их недостаток – габариты, переместить своими руками без труда такой агрегат не получится;
• Электрические. Высокая производительность достигается за счет работы элекромотора, хотя принцип работы станка не отличается от ручного. Чаще всего их используют в промышленных масштабах, поскольку такие вальцы имеют немалую цену.

Если вы приобретаете или изготавливаете станок своими руками для домашних мелких нужд, то желательно, чтобы он имел такие характеристики:

• мобильность и маловесность;
• компактность;
• экономичность в плане расхода энергии, поскольку мощный аппарат может повредить домашнюю проводку.

Изготовление листогибочного оборудования собственноручно

Чтобы собрать станок для обработки листового металла, необходимо наличие определенных навыков, расходный материал и инструменты.

Первое, что понадобится — составить самостоятельно или найти в интернете чертеж. Далее можно приступить к подготовке материалов и к сборке конструктивных узлов, к которым относятся:

• рама вальцов;
• боковые стойки;
• стальные валки (их диаметр и количество зависит от того, какой мощности будет устройство);
• рукоятка, приводящая нижние валки в движение;
• приводной узел (зубчатый или цепной), который обеспечивает синхронное вращение нижних валков;
• нажимной узел пружинного типа.

Начинают сборку вальцов с изготовления рамы. Ее можно сварить из толстых стальных заготовок согласно размерам, указанным в чертежах. Для боковых стоек подойдут мощные швеллеры из низкоуглеродистой стали, которые крепятся к раме при помощи сварки.

На одной из стоек фиксируются элементы приводного узла, для чего предусмотрены специальные отверстия. После монтирования боковых стоек в подшипниковые узлы устанавливаются валки. Их необходимо параллельно выставить и окончательно зафиксировать остальные узлы.

Вальцевание широко востребовано благодаря своим неоспоримым преимуществам. Так как это метод холодной деформации, в процессе обработки материал не подвержен действию высокой температуры. Такая особенность оставляет без изменений свойства материалов. Операция вальцевания дает возможность получить точную заготовку, полноценную деталь или декоративный элемент.

Правила усиления профильной трубы

Без такого устройства, как оборудование для вальцовки труб, почти не обойтись в тех случаях, когда необходимо самостоятельно провести ремонт, при выполнении которого нужно будет использовать изогнутые трубы.

Для этого необходимо приобрести агрегат подобного типа или использовать самодельные профилегибы, конструкция которых довольно несложная.

Вопросом о том, как сделать станок для гибки металла, есть смысл задаться ещё и потому, что магазинные изделия дорогостоящие, поэтому их покупка (в особенности если они нужны только для использования дома) не всегда рациональна. Для того чтобы высококачественно сделать самодельные вальцовки, можно изучить теорию, просмотреть видеоролик на данную тему, но основное – прислушаться к советам тех, кто уже добился отличных результатов.

При использовании станка следует соблюдать правила техники безопасности

Естественно, чтобы соорудить свои вальцы, нужно:

• Обладать соответствующими знаниями;
• Иметь определенные навыки изготовления и применения различных техустройств;
• Подготовить чертежи и материалы.

Вальцы своими руками могут создаваться даже из подручных стройматериалов, которые почти всегда есть в любом гараже или мастерской дома. При этом такое оборудование, если все выполнить с учётом всех рекомендаций, будет работать не хуже, чем изделия из магазина.

Какие есть на рынке

Хозяйственный рынок предоставляет широкий выбор трубогибочного оборудования, различающегося по разным параметрам. Станки могут иметь несколько роликов и даже направлений для одновременного загиба нескольких заготовок. Рабочая зона оборудована откидным или регулируемым валом.

Привод выводится на верхние и нижние валы или только на один уровень. Электрические и гидравлические устройства предусматривают возможность ручного вращения с указанием, какое усилие для этого потребуется.

Современные модели трубогибов классифицируются по таким критериям:

• силовой привод;
• габариты;
• вид обрабатываемого металла;
• толщина стенок профиля;
• диаметр (мм) роликов;
• максимальная длина заготовок.

Практически все станки имеют опцию реверса вращения прокатного механизма.