Q4: Wie entsteht das Phänomen der Endaufweitung beim Profilwalzen?, insbesondere in Profilen wie C-Pfetten, und welche technischen Techniken verwendet werden, um diesen Fehler zu minimieren?
Fackel beenden (auch bekannt als “Fischschwanz” oder “Ende Sweep”) ist ein Maßfehler, bei dem der Querschnitt des rollgeformten Profils am vorderen und hinteren Ende des fertigen Stücks vom Sollprofil abweicht. Dieses Phänomen ist eine direkte Folge des komplexen Spannungs- und Dehnungsverlaufs, der für die Profilbildung erforderlich ist.
1. Die Physik der End-Flare-Erzeugung
Das Aufflackern am Ende ist eine Manifestation der Freisetzung von **längsgerichteter Restspannung**, besonders elastische Rückstellung an den unbelasteten Bandenden.
A. Längsspannungsaufbau
Während des Rollformprozesses, Das Metallband wird beiden **Querbewegungen** ausgesetzt (Biegen) und **längs** (entlang der Länge des Streifens) betont.
- Querspannung (Biegen): Notwendig, um die Profilform zu erreichen.
- Längsspannung: Dies ist unerwünscht, unvermeidbare Nebenwirkung. Da sich das Band in den Rollen biegt, Die Gesamtlänge des Streifens muss durch die Maschine hindurch gleich bleiben. Jedoch, die inneren Flanschteile (kleinere Biegeradien) Versuchen Sie, in Längsrichtung zu komprimieren, während die äußeren Bahnabschnitte (größere Wirkradien) versuche dich zu dehnen. Dadurch entsteht eine ungleichmäßige Verteilung der Längsdehnung und Spannung über die Breite des Streifens.
B. Der uneingeschränkte Endeffekt
- Mittelteil: Im durchgehenden Abschnitt des Streifens (weit vom Ende entfernt), Das Metall wird seitlich durch die Rollen und in Längsrichtung durch den Bandabschnitt, der unmittelbar darauf folgt, eingezwängt (das bereits geformt und starr ist). Die eingebauten Eigenspannungen werden im Gleichgewicht gehalten.
- Führende/hintere Enden: Wenn das Ende des Bandes in den letzten Satz Formrollen eintritt oder diesen verlässt, Die Längsbeschränkung wird plötzlich aufgehoben. Die gespeicherte elastische Dehnungsenergie, der zuvor durch das durchgehende Band ausgeglichen wurde, wird am unbeschränkten Ende freigegeben.
- Querschnittsabweichung: Für ein offenes Profil wie eine C-Pfette, die stark beanspruchten Bereiche (die offenen Flansche) nach innen oder außen einrasten (Aufflackern) um die Längsspannung oder Kompression zu entlasten.
- Führendes Ende (Vorne ausgestellt): Typischerweise “flammt auf” (Die Flansche ziehen zur Stegmitte) durch den Abbau aufgebauter Druckspannungen.
- Hinteres Ende (Schwanzflare): Typischerweise “flackert auf” (Flansche bewegen sich von der Stegmitte weg) durch den Abbau aufgebauter Zugspannungen.
2. Technische Techniken zur Flare-Minimierung
Um die Endverbreiterung zu kontrollieren, muss die Spannungsverteilung über die Profilbreite ausgeglichen werden, insbesondere in den späteren Umformdurchgängen.
A. Optimierung des Blumenmusters (Allmähliche Formung)
Die wichtigste Methode besteht darin, sicherzustellen, dass die Biegung möglichst gleichmäßig und gleichmäßig über die Anzahl der Ständer verteilt wird.
- Dehnungskontrolle: Durch die Minimierung des Biegeaufwands pro Durchgang, die Anhäufung ungleichmäßiger Längsdehnungen wird reduziert. Der Rollenkonstrukteur muss sicherstellen, dass die Dehnungsgeschwindigkeit gleichmäßig und kontinuierlich ist.
- Hochpassanzahl: Verwendung weiterer Rollenständer (höher $N$) Bei komplexen Profilen ist dies oft am effektivsten, wenn auch teurer, Möglichkeit, Streulicht zu reduzieren, da es die Spannungszuwächse glättet.
B. Verwendung von Seitenrollen (Seitliche Einschränkung)
Seitenrollen (oft einfache Lager oder angetriebene Rollen) werden zwischen den Endgerüsten eingebaut, manchmal nach dem letzten Gefecht, um präzisen seitlichen Druck auf die Flansche auszuüben.
- Kontrollierter Innendruck: Diese Rollen drücken die Flansche am Austrittsende der Linie leicht nach innen. Dies führt zu einem kleinen, kontrolliertes Maß an plastischer Verformung Gegenteil in die Richtung des erwarteten Aufflackerns, präventive Kompensation des Stressabbaus.
C. Rollenkegel- und Spalteinstellung
Die Feinabstimmung der Geometrie und des vertikalen Spalts der Endwalzen ist von entscheidender Bedeutung:
- Einstellung des Rollabstands: Durch leichtes Schließen des Walzspalts unterhalb der Materialstärke in den letzten ein bis zwei Gerüsten, Es kann ein leichtes Dehnen/Bügeln in Längsrichtung induziert werden. Dies trägt dazu bei, die Druckspannungskomponente zu reduzieren, die eine Aufweitung nach innen verursacht.
- Rollkegel (Axiale Verschiebung): Manchmal, Die Rollen werden geringfügig geneigt oder axial verschoben, um einen ungleichmäßigen Druck über die gesamte Breite auszuüben, dem Stressungleichgewicht entgegenzuwirken.
D. Endverjüngung (Maschinensteuerung)
Fortschrittlich, computergesteuerte Rollformer (Dynamisches Rollformen) Verwenden Sie das Abschaltsignal, um Maschinenanpassungen in Echtzeit vorzunehmen:
- Hydraulik-/Servosteuerung: Kurz vor dem Cut-off, Die Maschine kann die Walzenabstände oder Seitenwalzenpositionen absichtlich geringfügig anpassen Unterform am Ende des Profils so, dass die bekannte Ein-/Auswärtsschnappung ausgeglichen wird.
Im Wesentlichen, Endaufweitung ist ein klassisches Problem der Randbedingungen und Eigenspannungen in der kontinuierlichen Fertigung. Seine Minimierung erfordert eine genaue Kontrolle über den Dehnungsverlauf (allmähliche Verformung) und die strategische Anwendung von seitlichem Zwang (Seitenrollen) zur Stabilisierung des Profils, wenn die Längssteifigkeitsbeschränkung am Ende des Streifens verloren geht.
