レベラーとは何ですか?レベリングマシン完全ガイド

レベラー、別名レベラー レベリングマシンまたはローラーレベラー は、内部応力、反り、表面の凹凸を除去して金属コイル、シート、プレートを平らにするように設計された産業用機械です。この機械は、制御された曲げ力を加える一連のオフセット ローラーに金属を通過させ、材料を永続的に変形させて平坦でストレスのない表面を実現します。レベラーは、スタンピング、レーザー切断、溶接などの後続の作業で平らな金属が重要である金属加工施設、鉄鋼サービスセンター、製造工場では不可欠な機器です。

レベリングマシンの仕組み

レベリングプロセスは塑性変形の原理に基づいています。金属がレベラーを通過するとき、千鳥状に配置された複数のローラーに遭遇します。交互に配置された上部と下部のローラーが一連の逆曲げを作成します。各曲げは材料の降伏強度を超え、内部応力を中和する永久変形を引き起こします。

ローラーの構成

一般的な精密レベラーには次のものが含まれます。 9～21ローラーの間 ただし、頑丈なモデルにはさらに多くの機能がある場合があります。入口ローラーは大きなギャップで積極的な曲げを適用しますが、出口ローラーは徐々に小さなギャップを使用してより細かい修正を行います。この曲げ強度の段階的な減少により、材料は最小の残留応力と最大の平坦度で排出されます。

調整機構

最新のレベラーは、ローラーの侵入深さを制御する油圧または電気調整システムを備えています。オペレーターは、材料の厚さ、硬度、初期の平面度に基づいて設定を変更できます。高度なモデルには、入ってくる材料を測定し、ローラーの位置をリアルタイムで調整する自動ゲージシステムが含まれており、次の平坦度公差を達成します。 ±0.5mm/m以上 .

レベリングマシンの種類

ローラーレベラー

ローラーレベラーは最も一般的なタイプで、コイルやシートの加工に適しています。 厚さ0.3mm～25mm 。冷間圧延鋼材、ステンレス鋼、アルミニウム、銅合金など様々な材質を取り扱っております。生産ラインでは、多くの場合、ローラー レベラーとスリット、長さの切断、またはブランキング装置が統合されています。

ストレッチャーレベラー

ストレッチャー レベラーは、材料の両端をつかみ、縦方向の張力を加えます。 1～3%の伸び 、波打ちやコイルのセットを解消します。このプロセスは、ローラーレベリングによって表面にマーキングが発生する可能性がある 3 mm 未満の薄いゲージの材料に特に適しています。ストレッチャー レベラーは、冷間圧延コイルによく見られるエッジのウェーブやセンターのバックル欠陥を除去するのに優れています。

プレートレベラー

からの厚板用に設計されています。 6mm～200mm 、プレートレベラーは、数は少ないものの直径が大きいローラーと、より大きな曲げ力を使用します。これらの機械は、構造用鋼板、造船材料、および溶接や組立作業に精度の高い平坦性が重要な重量物を加工します。

主要なコンポーネントと設計上の特徴

フレーム構造は、以下を超える可能性のある水平化力に耐える必要があります。 1000トン 過酷な用途に。メーカーは通常、精密機械加工されたベアリング ハウジングを備えた溶接スチール フレームを使用して、負荷がかかった状態でローラーの位置合わせを維持します。たわみにより材料幅全体にわたるローラーの貫通力が変化するため、フレームの剛性はレベリングの精度に直接影響します。

産業用途

自動車製造

自動車のプレス工場では、成形作業中のしわ、破れ、寸法誤差を防ぐために、非常に平坦なスチールブランクが必要です。レベリングマシンは、以下の高張力鋼グレードを加工します。 引張強さ1500MPa ボディパネル、構造部品、シャーシ部品などに。レベリングステップは通常、スリットの後、ブランキングまたはスタンピングの前に行われます。

家電産業

冷蔵庫、洗濯機、HVAC 機器のメーカーは、外装パネルや内部コンポーネントに平らな鋼板やステンレス鋼シートを使用しています。平坦度の要件は次のとおりです。 1メートルあたり±1mm～±3mm 用途に応じて、化粧面にはより厳しい公差が要求されます。

金属サービスセンター

サービスセンターは、製鉄所からのコイルを平らなシートに加工して製造業者に配送します。一般的なサービスセンターでは、さまざまな厚さの範囲や材料の種類、加工を扱う複数のレベラーを運用する場合があります。 1日あたり50～200トン 機器の能力と顧客の需要に応じて異なります。

レーザー切断と製造

レーザー切断システムでは、一貫した焦点距離と切断品質を維持するために、非常に平坦な材料が必要です。シートが平らではない場合、焦点の変動が生じ、テーパー状のエッジや寸法誤差が生じます。レーザー切断用に材料を加工する製造業者は、次の平坦度公差を指定します。 ±0.5mm以上 最適な切断性能を確保します。

平準化プロセスパラメータ

最適なレベリング結果を得るには、最終的な平坦度の品質を決定するために相互作用するいくつかのパラメーターを注意深く制御する必要があります。

• 侵入侵入力: 初期の曲げ強度を決定します。通常は次のように設定されます。 素材の厚さの 150 ～ 200% 最初のローラーペアの場合
• 出口貫通: 通常、最終的な矯正を制御します。 素材の厚さの 20 ～ 50% 最後のローラーペア用
• 回線速度: 生産率の範囲は次のとおりです。 毎分10～120メートル 材料の仕様と必要な平坦度に応じて
• バックアップロール圧力: ワークロールのたわみを防止し、材料幅全体にわたって一貫した貫通を保証します。
• 温度に関する考慮事項: 材料温度は降伏強度に影響します。冷たい材料には、50 ～ 100 °C の材料よりも大きな力が必要です

オペレーターは、さまざまな材料の組み合わせに応じたレベリングレシピを開発し、パラメータを制御システムに保存して、セットアップを迅速に変更できるようにします。適切にメンテナンスされたレベラーと最適化された設定により、一定範囲内での再現性を達成できます。 ±0.2mm 同一の材料バッチの場合。

レベリングによって修正される一般的な欠陥

コイルセット

コイルセットとは、コイルに巻いたときに保持される曲率を指します。コイルの外側のラップには引張応力があり、内側のラップには圧縮応力があり、コイルをほどいたときに持続的な曲率が生じます。レベラーは、降伏強度を超える交互の曲げを適用し、材料を永久に真っ直ぐにし、この形状記憶を除去します。

エッジウェーブとセンターバックル

これらの欠陥は、圧延操作中にエッジが中心よりも長くなった場合 (エッジ ウェーブ)、または中心がエッジよりも長くなった場合 (センター バックル) に発生します。伸びの差により圧縮応力が発生し、うねりとして現れます。レベリングは、制御された塑性変形を通じてこれらの応力を再分散し、シートを平らにします。

キャンバーとボウ

キャンバー (横方向の湾曲) と反り (縦方向の湾曲) は、不均一な圧延条件または冷却速度によって発生します。キャンバーがひどい場合は追加の矯正装置が必要になる場合がありますが、通常、適度な反りはレベリングによく反応します。両側に個別の油圧調整を備えた機械では、差圧を適用することでキャンバーを補正できます。

クロスボウとツイスト

クロスボウ (横方向の湾曲) とねじれの欠陥は修正がより困難です。ローラーを密に配置した頑丈なレベラーはクロスボウに効果的に対処できますが、ツイストには特殊な機器が必要な場合が多く、発生源で修正する必要がある上流の処理の問題を示す可能性があります。

メンテナンスとパフォーマンスの考慮事項

適切なメンテナンスにより、安定したレベリング品質が確保され、装置の寿命が延びます。重要なメンテナンス作業には次のものが含まれます。

1. ローラーの検査: 作業ローラーは毎年点検する必要があります。 3～6ヶ月 摩耗、孔食、表面の損傷を防ぎます。小さな表面欠陥は、加工された材料にマーキングや引っかき傷として転写されます。
2. ローラー研削: 表面の磨耗や損傷が顕著になると、ローラーを研磨して適切な形状を復元する必要があります。ほとんどのローラーは再研磨可能 3～5回 交換が必要になる前に。
3. ベアリングのメンテナンス: ローラーベアリングには定期的な潤滑と温度と振動の監視が必要です。ベアリングの故障により、ローラーの位置がずれ、レベリング結果が低下します。
4. 油圧システムサービス: 定期的なオイル交換、フィルター交換、シール検査により、レベリングの一貫性に影響を与える汚染や圧力損失を防ぎます。
5. 校正: ローラーの位置、圧力センサー、測定システムを定期的に検証することで、制御システムが正確な設定を維持できるようにします。

包括的な予防メンテナンス プログラムにより、レベラーの耐用年数を延長できます。 20～30年 元の性能仕様を維持しながら。メンテナンスを怠った施設では、通常、平坦度の品質の低下、ローラーの磨耗の増加、計画外のダウンタイムによる運用コストの増加が発生します。

レベリング装置の選択基準

適切なレベラーを選択するには、初期投資と長期的な運用コストの両方に影響を与えるいくつかの要因を評価する必要があります。

材質仕様

厚さの範囲、幅の容量、および材料の強度によって、機械の基本要件が決まります。施設処理 0.5～6mmの炭素鋼 1つの処理とは異なる機器が必要です 10～50mmのステンレス板 。材料の降伏強度は、必要なローラー力とバックアップ サポート システムに直接影響します。

平坦度の要件

要求の厳しいアプリケーション 平面度±0.5mm 密に配置された多数のローラーと高度な制御システムを備えた精密レベラーが必要です。それほど重要ではないアプリケーションの受け入れ 平面度±2～3mm よりシンプルで経済的な設計を使用できます。平坦性の要件により、機器のコストと運用の複雑さの両方が高まります。

生産量

大量生産では、自動化されたコイル処理、迅速な交換ツール、および高速処理機能への投資が正当化されます。設備処理 月産500トン未満 よりシンプルな機器と手動セットアップ手順により、より優れた経済性を実現できる可能性があります。

統合要件

レベラーは、多くの場合、デコイラー、ストレートナー、スリッター、カットツーレングス剪断機と並んで加工ライン内で動作します。レベラーはライン速度の機能に適合し、上流および下流の機器制御と統合する必要があります。ジョブショップアプリケーション用のスタンドアロンレベラーには、インライン生産システムとは異なる機能が必要です。