На сегодняшний день одним из самых выгодных и быстрых решений для возведения корпусов промышленного назначения, складских сооружений, административных и спортивных зданий являются быстровозводимые здания. Наиболее распространенным материалом при строительстве таких объектов являются сэндвич-панели. И это неслучайно: уникальные свойства выгодно выделяют их на фоне многообразия материалов, представленных на современном строительном рынке. Но и здесь, как и в любом деле, существуют свои тонкости. О некоторых из них мы уже поведали читателю. Так, в статье «COPRA RollForm: когда качество решает все» рассказывалось о решении задачи, связанной с обеспечением стабильного процесса формовки при производстве качественной обкладки Z-Lock.

Сегодня мы рассмотрим результаты выполненных специалистами компании ЗАО «СиСофт» работ по расчету калибровки валков для производства кровельной облицовки сэндвич-панелей (рис. 1) на базе программного комплекса COPRA RollForm немецкой компании data M Sheet Metal Solutions GmbH.

Рис. 1. Кровельная обкладка сэндвич-панелей
Рис. 1. Кровельная обкладка сэндвич-панелей

Заказчик работ, ООО «РоллМет Инжиниринг», — отечественная инжиниринговая компания, созданная ведущими специалистами в области разработки и производства оборудования для профилирования и продольно-поперечной резки тонколистового металла.

Специалисты ЗАО «СиСофт» должны были рассчитать калибровку валков профилегибочного стана для производства кровельной обкладки сэндвич-панелей. В ходе решения этой задачи нам, в частности, предстояло:

  • получить требуемую форму и размеры профиля при простой конфигурации формовочных валков и наименьшем числе клетей стана;
  • создать оптимальный скоростной режим процесса профилирования;
  • обеспечить высокое качество поверхности изделия при условии, что профиль будет ориентирован в стане лакокрасочным покрытием вниз.

Приступив к выполнению работ, мы решили, что основная ось будет проходить через середину центрального узкого участка профиля. Напомним, что основная ось — это прямая, проходящая через элемент профиля, который не меняет своего положения и не деформируется в процессе валковой формовки. Таким образом, в качестве основного участка нами был выбран центральный узкий участок облицовки (рис. 2).

Рис. 2. Основная ось и основной участок профиля
Рис. 2. Основная ось и основной участок профиля

На следующем этапе предстояло определиться с калибровкой. COPRA RollForm позволяет проанализировать и выбрать оптимальный метод для формообразования гофрированных профилей на основе существующих систем. К таким методам относятся: последовательная калибровка, предусматривающая последовательное формообразование как от центральных участков профиля к периферийным, так и наоборот; одновременная калибровка, при которой одновременно формируются все участки профиля, и многие другие. В данном расчете мы выбрали систему последовательной формовки от середины к периферии. Это позволило обеспечить получение качественных сечений на каждом этапе и упростить настройку стана. Таким образом, на первом этапе профилирования мы формировали два участка кровельной обкладки, а затем приступали к формированию следующих крайних гофр (рис. 3).

Рис. 3. «Цветок» развертки
Рис. 3. «Цветок» развертки

Как правило, качество получаемых крайних полок позволяет судить о работоспособности и применимости выбранной калибровки, поскольку именно в этих областях профиля часто встречаются заломы и «гофрирование». Данный этап выполнения расчетов осложнялся геометрическими размерами и формой крайних подгибаемых участков профиля (рис. 4), а также тем, что их формирование должно было осуществляться, прежде всего, за счет эджеров (холостых валков), размещенных в пространстве между основными клетями. Между тем, холостые валки предназначены, в основном, не для приложения каких-либо значительных усилий, а для стабилизации формовочного процесса. Среди причин этого — например, их малый диаметр, вызывающий локальную продольную деформацию в материале полосы, что, в свою очередь, может приводить дефектам. Поэтому при выполнении работ тщательно анализировались возможные варианты формообразования крайних элементов профиля.

Рис. 4. Крайние подгибаемые полки
Рис. 4. Крайние подгибаемые полки

Итак, с помощью программного комплекса COPRA RollForm мы смогли определить оптимальные значения углов подгибки и разработать конструкцию валков для каждой конкретной клети (рис. 5).

Рис. 5. Первая клеть
Рис. 5. Первая клеть

На заключительном этапе средствами специализированного программного комплекса COPRA FEA RF был проведен анализ процесса валковой формовки методом конечных элементов (МКЭ) (рис. 6−7).

Рис. 6. Моделирование процесса формовки основных гофр
Рис. 6. Моделирование процесса формовки основных гофр
Рис. 7. Моделирование процесса формовки одного из крайних элементов
Рис. 7. Моделирование процесса формовки одного из крайних элементов

Апробация показала, что рассчитанная специалистами ЗАО «СиСофт» калибровка валков для производства кровельной облицовки сэндвич-панелей позволяет получить качественный профиль и обеспечить стабильный процесс его формовки при массовом производстве (рис. 8−9).

Рис. 8а. Крайние участки профиля
Рис. 8а. Крайние участки профиля
Рис. 8б
Рис. 8б
Рис. 9. Общий вид профиля
Рис. 9. Общий вид профиля

Полученные результаты убедительно свидетельствуют, что программный комплекс COPRA RollForm является необходимым инструментом для анализа и оптимизации процесса профилирования гнутых профилей (рис. 10).

Рис. 10. Отзыв
Рис. 10. Отзыв
Юрий Максимов,
генеральный директор ООО «РоллМет Инжиниринг»
Антон Скрипкин
CSoft
Тел.: (495) 913−2222
E-mail:
E-mail: