Figura 1. Durante um ciclo de laminação em um sistema alimentado por bobina vertical, a borda de ataque "ondula" na frente dos rolos de dobra. A borda de fuga recém-cortada é então empurrada para a borda de ataque, pregada e soldada para formar a casca laminada .
Todos no campo da fabricação de metal provavelmente estão familiarizados com as prensas de laminação, seja a braçadeira inicial, a braçadeira dupla de três rolos, a geometria de translação de três rolos ou a variedade de quatro rolos. Cada uma tem suas limitações e vantagens, mas também têm uma característica em comum: enrolam folhas e folhas na posição horizontal.
Um método menos familiar envolve a rolagem vertical. Como outros métodos, a rolagem vertical tem suas próprias limitações e vantagens. Essas vantagens quase sempre resolvem pelo menos um dos dois desafios. Um é a influência da gravidade na peça de trabalho durante o processo de laminação e o outro é a baixa eficiência do manuseio de materiais. Melhorar ambos pode melhorar o fluxo de trabalho e, por fim, aumentar a competitividade dos fabricantes.
A tecnologia de laminação vertical não é nova. Suas raízes remontam a um punhado de sistemas personalizados construídos na década de 1970. Na década de 1990, alguns fabricantes de máquinas ofereciam laminadores verticais como uma linha de produtos regular. A tecnologia foi adotada por várias indústrias, especialmente em o campo da produção de tanques.
Os tanques e recipientes comuns que são tipicamente produzidos verticalmente incluem tanques e recipientes para as indústrias de alimentos e bebidas, laticínios, vinho, cerveja e farmacêutica;Tanques de armazenamento de óleo API;e tanques soldados para agricultura ou armazenamento de água. Rolamento vertical reduz muito o manuseio de materiais;geralmente produz dobras de maior qualidade;e alimenta com mais eficiência os próximos estágios de produção de montagem, alinhamento e soldagem.
Outra vantagem entra em jogo onde a capacidade de armazenamento de material é limitada. O armazenamento vertical de placas ou folhas requer muito menos metros quadrados do que placas ou folhas armazenadas em uma superfície plana.
Considere uma oficina que rola as cascas (ou “rotas”) de tanques de grande diâmetro em rolos horizontais. Após a laminação, o operador solda por pontos, abaixa as estruturas laterais e desliza para fora da casca laminada. Uma vez que a casca fina se dobra sob seu próprio peso , a casca precisa ser apoiada com reforços ou estabilizadores ou precisa ser girada para uma posição vertical.
Uma quantidade tão grande de manuseio - alimentação de folhas de uma posição horizontal em rolos horizontais, que são retirados e inclinados para empilhamento após a laminação - pode criar uma variedade de desafios de produção. Com a rolagem vertical, a loja elimina todo o processamento intermediário. Folhas ou as folhas são alimentadas e enroladas verticalmente, coladas e depois levantadas verticalmente para a próxima operação. Ao rolar verticalmente, a carcaça do tanque não resiste à gravidade e, portanto, não cede sob seu próprio peso.
Alguma laminação vertical ocorre em máquinas de quatro rolos, especialmente para tanques de diâmetro menor (geralmente com menos de 8 pés de diâmetro) que serão enviados a jusante e trabalhados na direção vertical. O sistema de quatro rolos permite a relaminação para eliminar planos não dobrados ( onde os rolos agarram a placa), que é mais pronunciado em conchas de pequeno diâmetro.
A maioria das latas é laminada verticalmente usando máquinas de geometria de três rolos e duas pinças, usando blocos de chapa metálica ou alimentando diretamente da bobina (uma abordagem que está se tornando mais comum). Nessas configurações, o operador usa um medidor de raio ou gabarito para medir o raio do invólucro. Eles ajustam os rolos de dobra quando a borda de ataque da bobina está em contato e, em seguida, ajustam novamente conforme a bobina continua a alimentar. e o operador move os rolos para causar mais dobras para compensar.
O retorno elástico varia de acordo com as propriedades do material e o tipo de bobina. O diâmetro interno (ID) da bobina é importante. Todas as outras coisas sendo iguais, uma bobina de 20 polegadas. Comparado com a mesma bobina enrolada em 26 polegadas, o ID é enrolado mais apertado e exibe maior rebote.ID.
Figura 2. A rolagem vertical tornou-se parte integrante de muitas instalações de campo de tanques. Usando um guindaste, o processo geralmente começa com o curso superior e progride em direção ao curso inferior. Observe a única solda vertical no curso superior.
Observe, no entanto, que a laminação vertical do pote é muito diferente da laminação de chapas grossas na laminação horizontal. Para esta última, o operador se esforça para garantir que as bordas da tira sejam alinhadas exatamente no final do ciclo de laminação. Chapas grossas laminadas a apertadas diâmetros não são facilmente retrabalhados.
Ao formar a carcaça do tanque com rolos verticais de bobina, o operador não pode deixar que as bordas se encontrem no final do ciclo de laminação porque, é claro, a chapa vem diretamente da bobina. Durante a laminação, a chapa tem uma borda de ataque, mas não uma borda de fuga até ser cortada da bobina.No caso desses sistemas, a bobina é enrolada em um círculo completo antes de realmente dobrar os rolos e, em seguida, cortada após a conclusão (consulte a Figura 1).Depois disso, a borda de fuga recém-cortada é empurrado para a borda principal, preso e depois soldado para formar a casca laminada.
A pré-dobragem e a relaminação na maioria das unidades alimentadas por bobina são ineficientes, o que significa que seus bordos de ataque e fuga têm seções de queda que geralmente são descartadas (semelhante às seções planas não dobradas na laminação não alimentada por bobina). Dito isso, muitos operadores veja a sucata como um pequeno preço a pagar por toda a eficiência de manuseio de material que os rolos verticais oferecem.
Mesmo assim, alguns operadores querem aproveitar ao máximo o material que possuem, então optam por um sistema nivelador de rolos integrado.Eles são semelhantes aos endireitadores de quatro rolos em uma linha de processamento de bobinas, apenas invertidos.Configurações comuns incluem sete e endireitadores de doze alturas que usam alguma combinação de rolos ociosos, endireitadores e dobradores. O endireitador não apenas minimiza a seção de queda de sucata por casca, mas também aumenta a flexibilidade do sistema;ou seja, o sistema pode produzir não apenas peças laminadas, mas também tarugos planos.
A tecnologia de nivelamento não pode replicar os resultados dos sistemas de nivelamento estendidos usados em centros de serviço, mas pode produzir material plano o suficiente para ser cortado com laser ou plasma. Isso significa que os fabricantes podem usar bobinas para laminação vertical e operações de corte plano.
Imagine que um operador que rola o casco para uma seção de tanque receba um pedido de um lote de blanks para uma mesa de corte a plasma. Após enrolar o casco e enviá-lo rio abaixo, ele configura o sistema para que o nivelador não alimente diretamente na vertical rolos. Em vez disso, o nivelador alimenta material plano que pode ser cortado no comprimento desejado, criando uma peça plana para corte a plasma.
Depois de cortar um lote de peças brutas, o operador reconfigura o sistema para retomar a rolagem de reservatórios de tanques. E como ele rola material plano, a variabilidade do material (incluindo vários graus de retorno elástico) não é um problema.
Na maioria das áreas de fabricação industrial e estrutural, os fabricantes visam aumentar o volume de fabricação em oficina para simplificar e simplificar a fabricação e instalação em campo. No entanto, para a fabricação de grandes tanques e grandes estruturas semelhantes, esta regra não se aplica, principalmente por causa do incríveis desafios de manuseio de materiais que esses trabalhos apresentam.
Operando no local de trabalho, os rolos verticais de bobina simplificam o manuseio de materiais e simplificam todo o processo de fabricação do tanque (consulte a Figura 2). É muito mais fácil transportar uma bobina de metal para um local de trabalho do que desenrolar uma série de grandes seções em uma oficina. , a laminação no local significa que mesmo os tanques de maior diâmetro podem ser fabricados com apenas uma solda vertical.
Trazer o nivelador para o campo permite mais flexibilidade nas operações de campo. Esta é uma escolha comum para a produção de tanques no local, onde a funcionalidade adicional permite que os fabricantes construam decks ou fundos de tanques no local a partir de bobinas retas, eliminando o transporte entre a oficina e local de trabalho.
Figura 3. Alguns rolos verticais são integrados com sistemas de produção de tanques no local. O macaco eleva o curso previamente enrolado sem a necessidade de um guindaste.
Algumas operações de campo integram rolos verticais em um sistema maior – incluindo unidades de corte e soldagem usadas com macacos de elevação exclusivos – eliminando a necessidade de um guindaste no local (consulte a Figura 3).
O tanque inteiro é construído de cima para baixo, mas o processo começa de baixo para cima. Veja como funciona: A bobina ou chapa é passada por rolos verticais a apenas alguns centímetros de onde a parede do tanque está no campo. A parede é então alimentada em guias que transportam a folha à medida que ela é alimentada ao redor de toda a circunferência do tanque. Os rolos verticais são parados, as extremidades são cortadas e as costuras verticais individuais são posicionadas e soldadas. O conjunto do reforço é então soldado ao invólucro. Em seguida , o macaco levanta a casca enrolada. Repita o processo para a próxima casca abaixo.
Soldas circunferenciais foram feitas entre as duas seções laminadas e as peças do topo do tanque foram montadas no lugar - enquanto a estrutura permaneceu próxima ao solo e apenas as duas cascas superiores foram feitas. Uma vez que o telhado está completo, macacos levantam toda a estrutura em preparação para a próxima casca, e o processo continua – tudo sem a necessidade de um guindaste.
Quando a operação atinge a linha mais baixa, as chapas mais grossas entram em ação. Alguns produtores de tanques no local usam chapas de 3/8 a 1 polegada de espessura e, em alguns casos, até mais pesadas. É claro que as chapas não estão em forma de bobina e podem ser tão longo, então essas seções inferiores terão múltiplas soldas verticais conectando as seções de chapa laminada. Em qualquer caso, com máquinas verticais no local, as chapas podem ser descarregadas de uma só vez e enroladas no local para uso direto na construção do tanque.
Este sistema de construção de tanques resume a eficiência de manuseio de material alcançada (pelo menos em parte) pela laminação vertical. Claro, como acontece com qualquer tecnologia, a rolagem vertical não está disponível para todos os aplicativos. Sua adequação depende da eficiência de processamento que ela cria.
Considere um fabricante que instala um rolo vertical não alimentado por bobina para fazer uma variedade de trabalhos, a maioria dos quais são cascas de pequeno diâmetro que requerem pré-dobra (dobrar as bordas dianteira e traseira da peça de trabalho para minimizar o plano não dobrado). Esses trabalhos são teoricamente possíveis em rolos verticais, mas a pré-dobra na direção vertical é muito mais complicada. Na maioria dos casos, a laminação vertical é ineficiente para um grande número de trabalhos que requerem pré-dobra.
Além dos problemas de manuseio de materiais, os fabricantes integraram rolos verticais para evitar o combate à gravidade (novamente para evitar a deformação de grandes invólucros sem suporte). a placa verticalmente não faz muito sentido.
Além disso, o trabalho assimétrico (ovais e outras formas incomuns) geralmente é melhor formado em rolos horizontais, com suporte superior, se desejado. Nesses casos, os suportes fazem mais do que apenas evitar a queda induzida pela gravidade;eles guiam o trabalho através dos ciclos de laminação e ajudam a manter a forma assimétrica da peça de trabalho. O desafio de operar tal trabalho em uma orientação vertical pode anular qualquer benefício da rolagem vertical.
A mesma ideia se aplica ao rolamento cônico.Os cones de rolamento contam com o atrito entre os rolos e a quantidade variável de pressão de uma extremidade dos rolos para a outra.Rolar um cone verticalmente, a gravidade adiciona ainda mais complexidade.Pode haver situações únicas, mas para todos os efeitos, rolar o cone verticalmente é impraticável.
O uso vertical de máquinas de geometria de translação de três rolos geralmente também não é prático. Nessas máquinas, os dois rolos inferiores se movem para a esquerda e para a direita em qualquer direção;o rolo superior pode ser ajustado para cima e para baixo. Esses ajustes permitem que essas máquinas dobrem geometrias complexas e rolem materiais de várias espessuras. Na maioria dos casos, esses benefícios não são aprimorados pela rolagem vertical.
Ao escolher uma laminadora de placas, é importante pesquisar e considerar o uso de produção pretendido da máquina com cuidado e minuciosamente. Os rolos verticais são mais limitados em funcionalidade do que os rolos horizontais tradicionais, mas na aplicação certa oferecem vantagens importantes.
Em comparação com as máquinas de dobra de placas horizontais, as máquinas de dobra de placas verticais geralmente têm características de projeto, operação e construção mais básicas. ajustado para o trabalho em mãos). Quando usados em conjunto com desbobinadores, eles formam um material fino para um tanque de oficina inteiro, normalmente não mais que 21 pés e 6 polegadas de diâmetro. Tanques instalados em campo com cursos superiores de diâmetro muito maior podem ser produzidos com apenas uma solda vertical em vez de três ou mais painéis.
Novamente, a maior vantagem da laminação vertical é que o tanque ou contêiner precisa ser construído em uma orientação vertical devido aos efeitos da gravidade em materiais mais finos (por exemplo, até 1/4 ou 5/16 polegadas). A produção horizontal forçará o uso de anéis de reforço ou estabilização para manter a forma redonda da peça laminada.
A vantagem real dos rolos verticais é a eficiência do manuseio de materiais. Quanto menos vezes um invólucro precisar ser manipulado, menor será a probabilidade de ser danificado e retrabalhado. Considere a alta demanda por tanques de aço inoxidável na indústria farmacêutica, que agora está mais movimentada do que nunca .O manuseio inadequado pode levar a problemas estéticos ou, pior ainda, a uma camada de passivação que quebra e cria um produto contaminado.Rolos verticais trabalham em conjunto com sistemas de corte, soldagem e acabamento para reduzir o manuseio e as oportunidades de contaminação.Quando isso acontece, os fabricantes colhem Os benefícios.
A FABRICATOR é a principal revista da indústria de conformação e fabricação de metais da América do Norte. A revista fornece notícias, artigos técnicos e histórias de casos que permitem que os fabricantes façam seus trabalhos com mais eficiência. A FABRICATOR atende a indústria desde 1970.
Horário da postagem: 16 de junho de 2022