Как сделать вальцы в домашних условиях. Как сделать самодельные вальцы для профильной трубы? Общие сведения о конструкции

Так называемые вальцы, используемые для работы с металлическими заготовками, представляют собой станок особого класса, посредством которого вы сможете получать гнутые профили любой степени сложности.

Основным функциональным узлом такого механизма являются валки, выполненные в виде вращающихся цилиндров, в промежутке между которыми и осуществляется формовка исходной трубной заготовки. У различных моделей вальцов число таких цилиндров может быть различным (обычно их устанавливается от 3-х до 5-ти штук).

Виды валковых механизмов

Известно несколько моделей механизмов этого класса, различающихся как по виду привода, так и по своим рабочим характеристикам. Это следующие устройства:

• вальцы ручного типа;
• электрические вальцы;
• валковые механизмы, оснащённые гидравлическим приводом.

Ручные вальцы для профильной трубы своими руками удобны, практичны в применении и имеют сравнительно небольшие размеры. У хорошего хозяина, который решит приобрести этот инструмент, скорее всего, не возникнет проблем с его установкой или обслуживанием. Вальцы состоят обычно из следующих частей:

1. Массивное основание (станина).
2. Подающие и приёмные вальцы, соединённые между собой посредством цепной передачи.
3. Комплект специальных струбцин.

Ручное приспособление оборудуется специальной трубой, служащей направляющей для изгибаемой заготовки. Человек, обращающийся с таким механизмом, должен обладать «недюжей» физической силой. Вот почему подобные станки больше всего подходят для работы с небольшими трубными изделиями, производимыми в минимальных количествах.

Электрическиеаналоги обладают заметно большей производительностью, так как исполнительный механизм, протягивающий трубу через вальцы, приводится во вращение при помощи электрического мотора. Результативность автоматической протяжки заметно повышается, так что такое оборудование используется очень часто на производствах, ориентированных на выпуск больших количеств изделий.

Что касается механизмов с гидравлическим приводом, то они отличаются от всех представленных выше приспособлений повышенной мощностью и могут быть отнесены к разряду капитального промышленного оборудования.

Вальцы домашней сборки

В том случае, если вы решили заняться самостоятельными ремонтными работами – без так называемого «трубогиба» вам вряд ли удастся обойтись. Это утверждение относится в основном к тем бытовым операциям, которые напрямую связаны с использованием гнутых трубных профилей.

Самостоятельная сборка вальцов в принципе возможна; причём главное здесь – это придерживаться определенных инструкций. Кроме того, сама процедура монтажа механизмов потребует от исполнителя определённых навыков в проведении механических работ и не всем новичкам будет под силу.

Перед началом сборочных процедур вам следует подготовить все комплектующие изделия, в качестве которых допускается использовать различные запчасти, всегда имеющиеся в наличии почти у каждого заботливого хозяина.

Порядок сборки

Порядок поэтапной сборки этого бытового механизма выглядит примерно следующим образом:

1. В первую очередь собирается основание (станина), для монтажа которой можно использовать трубчатый каркас или швеллер подходящего типоразмера.
2. Вертикальная опора изготавливается из каркаса, имеющего обычный П-образный профиль, в верхней открытой части которого устанавливается деформирующий элемент вальцового механизма. Следует отметить, что для её крепежа вам потребуется специальная струбцина, оснащённая подходящей резьбой. При подобном способе монтажа вертикальной опоры её нижняя часть закрепляется непосредственно под станиной; при этом деформационное усилие получается за счёт направленного давления на расположенные по краям вальцы подачи.
3. Для реализации механизма подачи вальцов для профилированных труб своими руками вам потребуется специальная передаточная цепь (её роль может исполнить старая цепь от велосипеда). При наличии последней вам нужно будет подобрать две звездочки от старых велосипедов и закрепить их на подающем и ведомом валах. После установки цепи на звёздочки следует должным образом натянуть её, а затем (после проверки на лёгкость хода) перейти к монтажу ручки подачи.
4. В качестве материала для изготовления самих вальцов рекомендуем вам воспользоваться обычной закалённой сталью.

В готовом валковом механизме должна быть предусмотрена так называемая радиальная регулировка, посредством которой вы сможет изменять величину зазора между рабочими валками. Помимо этого, неплохо было предусмотреть и возможность осуществления угловой (осевой) регулировки.

Видео

Секреты работы с использованием вальцового механизма:

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

Особенности конструкции

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.

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.

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.

После того как чертежи ваших будущих вальцов разработаны, а материалы подготовлены, можно приступать к изготовлению станка. Перед его сборкой вам надо изготовить следующие элементы.

На ней будут установлены нижние валки оборудования. Изготовить такую раму можно из двух листов толстого металла, которые соединяются между собой ребрами жесткости (можно использовать для этого несколько труб). К боковой поверхности листов, из которых будет изготовлена рама, для придания им дополнительной жесткости необходимо приварить стальные уголки. Опорные валы на элементы такой рамы устанавливаются в специальные пазы, которые следует предварительно разметить и вырезать.

На них будет располагаться верхний валок. Для изготовления таких стоек лучше использовать не трубы, а массивный П-образный профиль из стали. Для обеспечения вертикального перемещения верхнего валка подойдет червячная передача.

Он будет состоять из трех звездочек, цепи и механизма ее натяжения.

Сами валки, которые и будут выполнять основную работу по деформированию листового металла, лучше приобрести в заводском исполнении, а не использовать для этого трубы или не пытаться выточить их на токарном станке самостоятельно.

Вам также потребуются болгарка, сварочный аппарат, дрель и набор слесарных инструментов. Порядок действий по изготовлению вальцов своими руками выглядит следующим образом.

1. Предварительно подготовленные узлы станка, размеры которых должны точно соответствовать чертежу, соединяются между собой при помощи сварки.
2. Верхний и нижние валки устанавливаются в предварительно подготовленные для них места на станине и опорных стойках.
3. Собирается приводной механизм вальцов.
4. После сборки оборудования проводится тестирование работоспособности его составных элементов и корректность их взаимодействия друг с другом.

Вальцы являются одними из наиболее важных приспособлений на металлургическом производстве. Они помогают сгибать листы из металла, трубы, а также прочие детали овальной и другой формы. Кроме того, вальцы применяются в ювелирном деле для аккуратного сгибания изделий.

Что представляют собой вальцы, чем отличаются трехвалковые модели от четырехвалковых, и как их сделать своими руками, мы и расскажем ниже.

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.

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.

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:

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:

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 станка своими руками

Естественно, собрать станок своими руками будет весьма затратно в плане времени и нагрузки, но если вы планируете его применять для мелких ремонтов, то самодельная сборка будет более экономичным вариантом, чем заводская модель, стоимостью от 20 тысяч рублей и выше.

При самостоятельной сборке вальцов не допускайте таких ошибок:

• не допускайте появления трещин на металлическом профиле;
• не допускайте сжатия и растяжки поверхности в точке нагрузки на конструктивную часть;
• не сжимайте и не деформируйте детали перед работой.

Перед тем как приступить к работе, приготовьте чертеж проекта, материалы и детали . Этапы работы будут следующими:

Вот изделие и готово. Как видите, вальцы можно приобрести в готовом виде, или сделать своими руками, имея на руках требуемый инструментарий, чертежи, и, обладая нужными навыками.

Ручные настольные вальцы окажут умельцам большую помощь в работе. На них можно прокатать листовой металл на более тонкий, проволоку - на полосу любой заданной толщины или ширины и даже с квадратным сечением. Если же сделать в вальцах ручейки, легко получить и любой фасонный прокат для самых разных вспомогательных или основных операций.

Так, например, при выполнении тонких работ маломощным паяльником требуется совсем немного припоя, но чтобы взять эту каплю, приходится прогревать край всего куска. Пайка пойдет быстрее и лучше, если олово предварительно прокатать в виде тонкой ленты и свернуть спиралью: ее конец достаточно будет лишь тронуть паяльником - припой мгновенно переходит на жало; уменьшается его расход, и шов будет чище.

Конечно, не всякому по силам изготовить своими руками такие , но их можно заказать в соответствующих мастерских. Основные детали этого настольного станка - стальные, каленые, шлифованные цилиндры - вальцы. Их размеры: диаметр 55 мм, длина рабочей части 75 мм. Станина - сварная, из листовой стали толщиной 10...15 мм (или отлитая по деревянной модели). Опорные (из двух половин) и нажимные втулки - бронзовые или латунные. Конструкция предусматривает возможность их взаимной перестановки.

Основные данные механизма небольших вальцов

Шестерни подбираются в соответствии с приведенной таблицей. Их модуль должен быть достаточно большим, чтобы можно было поднимать верхний валик, не выводя шестерни из зацепления. В шестернях и осях вальцов выполняется шпоночная канавка. Чтобы шестерни не проворачивались, их сажают на шпонку или на квадратный заплечик в винте или же стопорят шпилькой. Винты нажимных шестерен - М16. Шейки осей желательно отполировать.

1 - крепежный болт, 2 - опорная втулка, 3, 4 - вальцы, 5 - шпоночные канавки,
6 - соединительная планка, 7, 8 - шестерни нажимного механизма, 9 - вороток, 10 - гайка нажимного винта, 11 - приводные шестерни, 12 - рычаг, 13 - рукоятка, 14 - станина,
15 - нажимной винт, 16 - нажимная втулка.

Рычаг рукоятки - из полосовой стали, длиной 300 мм; для передачи больших усилий она должна быть подходящего сечения и достаточно жесткой. Втулка рычага крепится на ось валика на шпонке.

Вальцы фиксируются на столе или простейшей станине болтами. На вальцах можно прокатывать мягкие металлы - латунь, красную медь, алюминий и их сплавы. Твердый металл следует предварительно отжечь - сделать мягче.

Предыдущие публикации:

• Два приспособления для дрели для шлифовки и распиливания

Ротационная гибка листового и широкополосного металла востребована в производственной деятельности и мелких компаний, и ремонтных мастерских. Вальцы своими руками смогут изготовить даже домашние умельцы, сэкономив при этом на приобретении аналогичного промышленного оборудования.

В процессе деформировании металла на машинах ротационного действия (какими и являются вальцы) основное деформирующее усилие прикладывается не одновременно ко всей поверхности заготовки, а постепенно, по мере того, как в очаг деформации вовлекаются все новые объемы металла. В результате усилие значительно уменьшается, а некоторое снижение производительности гибки в большинстве случаев некритично. Кроме того, сам принцип работы листогибочных вальцев настолько прост, что для самостоятельного изготовления не потребуется существенных затрат труда и исходных материалов.

Последовательность операций листовой вальцовки заключается в следующем:

1. Исходную заготовку (лист или широкая полоса) заправляют в начальный зазор между рабочими валками.
2. Опускают подвижный валок до надежного прижима заготовки к нижним валкам.
3. Проворачивая подвижный валок, изгибают заготовку. Количество оборотов инструмента может быть разным - все зависит от ровности поверхности заготовки.
4. Когда нужное качество гибки достигнуто, деталь извлекают из валков.

Таким способом можно получать продукцию типа цилиндров и конических деталей, производить правку полос и т.д. Усилие ротационной вальцовки невелико, поскольку трение в ходе штамповки минимально, и необходимо лишь для фиксирования заготовки в валках. Более существенен крутящий момент, но и его значения относительно малы. Они определяются только величиной плеча приложения усилия. Более заметно на усилие процесса влияют физико–механические характеристики материала, и его толщина (для толстолистовых заготовок резко возрастает момент сопротивления сечения). Поэтому ротационная вальцовка выгодна для малоуглеродистой стали толщиной не более 4 мм, жести, алюминия и других высокопластичных металлов и сплавов.

Ввиду малости усилий и моментов, вальцы своими руками в большинстве случаев обходятся без электродвигателя. Более того, электромеханический привод приводит к увеличению металлоемкости станка и усложнению его конструкции. Так, потребуется понижающий редуктор, промежуточный вал, и, возможно, тормоз.

Выбор и обоснование конструктивной схемы станка

Листогибочные вальцы различаются по следующим параметрам:

1. По количеству рабочих валков: могут быть трех– или четырехвалковыми (установки с большим числом валков встречаются редко).
2. По схеме расположения валков. Имеются механизмы, оси валков которых расположены симметрично и асимметрично поперечной оси.
3. По способу фиксации валков в станине - на подшипниках качения или скольжения.
4. По типу привода - от вальцев ручных, до приводимых в действие двигателями переменного и (реже) постоянного тока.

Вопрос - как сделать вальцы, которые будут предназначены для листового металла - следует начать с разработки технического задания. При этом следует учесть, что ручной привод эффективен при гибке изделий с толщиной не выше 0,8…1.2 мм, и при ширине не более 500…800 мм, иначе приводную рукоятку придется делать очень длинной. Это не только неудобно, но и приведет к увеличению размеров производственной площади, где предполагается установить агрегат.

По той же причине трехвалковую схему стоит предпочесть четырехвалковой - сложность изготовления возрастет, а видимых выгод пользователь не получит. Тем более нет смысла делать вальцы с еще большим количеством валков (например, семивалковые исполнения нужны при необходимости выполнения радиусной гибки листовых изделий на диаметры от 1500…1600 мм).

Более сложным является вопрос симметричности расположения валков в трехвалковых вальцах. Симметричная схема (при которой валки располагаются равносторонним треугольником: нажимной - сверху, а рабочие - снизу) конструктивно проще и технологичнее в изготовлении. Однако, после обработки на таком оборудовании передний и задний края заготовки на некотором расстоянии (примерно половины от межосевого) останутся прямыми и потребуют повторного цикла деформирования. Если на вальцах предполагается производство толстолистовых изделий преимущественно типа цилиндров с изогнутыми краями, то придется изготавливать асимметричную машину.

Таким образом, оптимальной для изготовления в домашних условиях можно считать установку с тремя симметрично расположенными рабочими валками.

Состав узлов и особенности их изготовления

Вальцовочные станки с ручным приводом состоят из следующих узлов:

1. Сварной станины рамного типа, которая, в свою очередь, состоит из двух опорных стоек, связанных для повышения жесткости крест–накрест профильными трубами или квадратными стальными стержнями. Для повышения устойчивости конструкции к нижним торцам опорных стоек можно приварить подпятники.
2. Узла регулировки расстояния между подвижным и неподвижным валками.
3. Рукоятки вращения верхнего валка (для увеличения скорости вращения валков можно предусмотреть повышающую передачу, для чего следует снабдить вал рукоятки зубчатым колесом, а на одном из валков установить соответствующую шестерню).
4. Рычажных устройств для осевого перемещения верхнего валка (при установке исходной заготовки в зазор между валками).
5. Собственно валков, два из которых - нижние, устанавливаются в подшипники опорных стоек, а верхний, нажимной - в оси поворотного рычага.
6. Фиксатора положения нажимного валка, который учитывает толщину обрабатываемого металла.
7. Опорной трубы, на которую укладывается исходная заготовка (вместо трубы можно смонтировать небольшой приемный столик из холоднокатаной стали толщиной 6 мм).

Многие детали для конструкции можно позаимствовать от списанных рольгангов, предназначенных для подачи листа, например, к листовым ножницам.

Порядок изготовления и сборки в условиях домашней мастерской вальцев ручных с тремя валками заключается в следующем.

Определяются с размерами установки. Например, с уменьшением расстояния между опорными стойками (по сравнению с теми, что указаны на рисунке), можно пропорционально увеличить диаметр валков, при этом предельно допустимое значение их прогиба при деформировании не увеличится. Уменьшать поперечное сечение опорных стоек при этом не следует.

Материалом стоек можно принять профильную квадратную трубу из стали типа Ст.3, которая хорошо поддается сварке. Вначале привариваются распорки жесткости, а затем к ним - трубчатые или сплошные профили. Сварку необходимо проводить в кондукторах, чтобы исключить коробление конструкции и обеспечить строгую параллельность полученной рамы. Небольшие погрешности для уже сделанных стоек легко исправить подваркой опорных подпятников, имеющих разную высоту.

Далее изготавливают рабочие валки. Для этого используют толстостенные трубы, причем они должны быть либо холоднокатаными, либо изготовленными из нержавеющей стали: таким образом можно обеспечить нужную шероховатость рабочей поверхности. Горячекатаный прокат использовать не рекомендуется из–за высокой трудоемкости очистки с последующей шлифовкой поверхности будущих валков.

Подбирают под свои потребности нужный типоразмер подшипникового узла. Для подшипников скольжения лучше принимать стандартные узлы, изготовленные по ГОСТ 27672. Ввиду малых окружных скоростей и усилий деформирования, надобности в применении подшипников качения нет.

Следующий этап изготовления вальцев - монтаж валков. Его надо выполнять, используя лазерный уровень, чтобы исключить перекос инструмента, и с учетом зазора между нижними валками. Отверстия под крепеж корпусов подшипников к стойкам стоит выполнять овальными, для последующей регулировки.

Убедившись в легкости вращения нижних валков, приступают к установке механизма перемещения верхнего валка. Валковые рычаги проектируют так, чтобы в конечном положении ось нажимного валка располагалась точно между осями нижних валков, а ход рычага соответствовал возможности извлечения готового изделия из зоны гиба. Второе плечо рычага выполняют с несколькими отверстиями, в которые при регулировке технологического зазора будут вставляться фиксирующие штифты. Процесс подгонки размеров производят с одной установки, учитывая то, что левый и правый рычаги отличаются зеркально друг от друга.

Последний этап перед опробованием станка - монтаж опорного стола или трубы. Для удобства на ней стоит предусмотреть подвижные ограничители ширины заготовки.

Самодельные вальцы можно устанавливать и вне помещений, тогда придется дополнительно изготовить защитный кожух. Часто его делают откидным, используя при работе вальцев в качестве задней опоры деформируемому металлическому листу.