3 Principio y proceso de laminado

Curvado de 3 rodillos

Con el rápido desarrollo de la industria manufacturera, impulsado por la política nacional de energía limpia, ha aumentado la demanda de centrales de carbón, hidroeléctricas, nucleares y eólicas, junto con la necesidad de grandes laminadoras de chapa para procesar piezas de tuberías y torres de columnas.

Las industrias de petróleo y gas en alta mar, petroquímica, química del carbón y la producción de recipientes de alta presión para cargas pesadas son cada vez más frecuentes, lo que ha dado lugar al uso generalizado de rodillos de chapa para cargas pesadas especializados en el laminado de chapas gruesas y de alta resistencia, incluidos reactores de hidrogenación de 1000 toneladas, reactores de licuefacción de carbón de 2000 toneladas y reactores de 10.000 m3 tanques esféricos de gas natural.

Precurvadora y curvadora de 3 rodillos

Principio de funcionamiento de la máquina curvadora de rodillos 3

En Curvado de rodillos La máquina laminadora, también conocida como redondeadora o máquina de rodillos, es un versátil equipo de conformado utilizado para laminar chapas metálicas en cilindros, conos, curvas y otras formas.

Esta máquina funciona utilizando el principio de los círculos de conformación de tres puntos, donde el cambio de posición relativa y el movimiento de rotación de los rodillos de trabajo provocan una deformación plástica continua de la chapa metálicaEl resultado es la forma deseada de la pieza.

En Curvado de rodillos La máquina se utiliza ampliamente en industrias como la fabricación de calderas, la construcción naval, el petróleo, los productos químicos, las estructuras metálicas y la fabricación de maquinaria.

En una plegadora de 3 rodillos típica, dos rodillos inferiores funcionan como rodillos activos y pueden girar en sentido positivo e inverso, mientras que el rodillo superior sirve como rodillo seguidor, que puede moverse verticalmente hacia arriba y hacia abajo. (Véase la figura)

Estructura de la máquina curvadora de rodillos
  1. Asiento de cojinete móvil
  2. Cilindro hidráulico
  3. Marco izquierdo
  4. Base
  5. Rodillo superior
  6. Rodillo inferior
  7. Tirante
  8. Marco derecho
  9. Cilindro hidráulico
  10. Asiento de cojinete fijo
  11. Engranaje de rodillos
  12. Reductor
  13. Motor
  14. Dispositivo de descarga

El proceso de laminación chapa de acero consiste en colocar la chapa entre los rodillos superior e inferior. Los tres puntos de corte expuestos a la chapa por los tres rodillos hacen que la chapa se doble en forma curva o circular.

Este proceso de conformado de chapa metálica puede considerarse como un proceso continuo de tres puntos proceso de plegado realizado por la máquina curvadora de tres rodillos.

Un extremo de la placa metálica se introduce en la máquina entre el rodillo superior y el inferior.

A continuación, el cilindro superior ejerce una presión descendente sobre la placa metálica, haciendo que ésta sufra una deformación plástica por flexión debido a la compresión.

La rotación de los rodillos inferiores, impulsada por la fricción entre la placa y los rodillos, hace que la placa se mueva hacia delante y hacia atrás a lo largo de su dirección longitudinal.

El rodillo superior sigue ejerciendo presión hacia abajo y se mueve hacia delante y hacia atrás sobre la placa.

A medida que la chapa atraviesa la zona de deformación del rodillo, se produce una deformación plástica cuando la tensión supera el límite elástico.

De este modo, la placa sufre una deformación plástica por flexión en toda su longitud y se le da la forma deseada.

Ajustando la posición relativa entre los rodillos superior e inferior, la placa puede doblarse hasta un radio no inferior al del rodillo superior.

A continuación se muestra un diagrama del principio de funcionamiento de una plegadora simétrica de tres rodillos.

principio de funcionamiento de la curvadora simétrica de 3 rodillos

Los rodillos motrices II y III están accionados por un motor y un reductor y giran en el mismo sentido (o en sentidos opuestos) a la misma velocidad.

Debido a la fricción entre los rodillos y la placa, ésta se desplaza hacia delante a medida que los rodillos giran.

Ajustando la posición del rodillo superior, se pueden producir planchas de curvaturas variables.

Si la pieza no alcanza la curvatura deseada tras un único proceso de laminado, puede ajustarse el rodillo superior y repetirse el proceso hasta conseguir la forma deseada.

Los tres rodillos de la curvadora simétrica de tres rodillos están dispuestos en un triángulo isósceles, lo que hace que los dos extremos de la pieza salgan de un segmento recto en el proceso de curvado.

Este segmento rectilíneo, que es aproximadamente la mitad de la distancia entre los centros de los dos rodillos inferiores, es donde el rodillo no puede rodar y es la principal desventaja de este tipo de máquina.

A pesar de sus limitaciones, el rodillo simétrico de tres rodillos máquina curvadora de chapas se utiliza mucho por su estructura sencilla, facilidad de manejo y bajo coste.

El problema del segmento rectilíneo puede abordarse utilizando distintos métodos, en función de la situación concreta, como se muestra en la tabla siguiente.

ArtículoSolución
Precurvado del codoEsta técnica consiste en utilizar una matriz para precurvar los extremos de la chapa de acero en un máquina de prensarpara conseguir la curvatura deseada.
Mantener subsidioAñada un margen de chapa adecuado en los extremos de la chapa. Después de extender una cierta longitud en los dos extremos, se puede cortar el resto (también conocido como segmento rectilíneo).
Añadir placa base para precurvadoEste método se lleva a cabo en el maquinaria de laminacióncomo se muestra en la figura 3b.

Sin embargo, a la hora de adoptar este método, es crucial tener en cuenta la capacidad de la laminadora, es decir, la combinación de fuerza de flexión de la pieza y la junta necesaria no debe ser superior a la de la máquina de laminación.
eliminación del método lineal por segmentos

En otra máquina curvadora asimétrica de tres rodillos, la disposición de los rodillos del eje está diseñada para eliminar los segmentos de línea recta en la pieza laminada.

La máquina tiene la característica de que los dos rodillos inferiores pueden ajustarse verticalmente. Uno de los rodillos inferiores puede ajustarse distancia entre centros del rodillo superior, mientras que el otro se eleva hasta la posición adecuada.

El extremo inicial de la chapa de acero puede doblarse y laminarse. Después de medio rodillo, se cambia la alineación de los dos rodillos inferiores, y el laminado continúa para eliminar el segmento recto del extremo de la pieza.

Alternativamente, la pieza puede voltearse de modo que el extremo posterior se convierta en el extremo anterior para el laminado, lo que también eliminará el segmento de línea.

Máquina curvadora de 3 rodillos Proceso de laminado

He aquí un breve resumen del proceso de laminado de un cilindro corto con un diámetro de 400 mm o superior, para ayudarle a comprender el funcionamiento de una plegadora de tres rodillos.

Obtener el material

El material debe verificarse de acuerdo con el plano y los requisitos del proceso, y no debe presentar defectos evidentes en su superficie.

La calidad y las especificaciones del material deben ajustarse a las normas nacionales e industriales pertinentes.

Trazar la línea

Al expandirse, el diámetro del cilindro debe coincidir con el diámetro real de la caja final, y el diámetro del material del cilindro debe calcularse basándose en el diámetro intermedio del cilindro.

La dirección de expansión debe alinearse con la dirección de laminación del acero y limitarse a una posición de 45°. La disposición debe ser eficiente, utilizando eficazmente el material del borde y aumentando la utilización del acero.

Si el cilindro se construye a partir de múltiples secciones, la soldadura debe ejecutarse correctamente de acuerdo con los requisitos técnicos de montaje y soldadura del equipo.

La separación entre las soldaduras a tope de la envolvente final y la soldadura longitudinal Las costuras de la sección cilíndrica de la cáscara deben ser más de 3 veces el espesor del cilindro y no menos de 100 mm.

Si el cilindro está conectado a una tubería, soporte, anillo de refuerzo, placa base, etc., la interposición de las soldaduras longitudinal y circunferencial en el cilindro debe evitar que se produzcan orificios en el costura de soldadura o estar demasiado cerca de ella, y el anillo de refuerzo o la placa base deben cubrir los cordones de soldadura.

El dibujo de la línea debe ser preciso, utilizando un método de trazado geométrico para dibujar una línea vertical, una bisectriz y un punto medio, en lugar de un patrón cuadrado.

Tenga en cuenta los márgenes necesarios, dibuje primero la línea de corte del borde en la placa metálica, luego la línea real del material y verifique la línea.

Requisitos de tolerancia para el trazado de líneas de corte:

El requisito de tolerancia para el dibujo lineal de la altura H del cilindro es H ± 1 mm.

La diferencia entre dos líneas diagonales (△ L = L1 - L2) debe ser inferior o igual a 2 mm, y la tolerancia de longitud de la sección del cilindro es L ± 3 mm.

La fórmula del perímetro es L = π (Di + S), siendo Di el diámetro del cilindro (mm) y S el espesor del cilindro (mm).

Tras el marcado, se realiza un trasplante de marca de material en el recuadro de 100 mm x 100 mm de la esquina superior derecha de la placa de acero.

Blanking y tratamiento de bordes:

Para las chapas de acero al carbono con un espesor inferior a 12 mm, el cegado se realiza con una máquina cizalla si es posible (de lo contrario, se utiliza una cortadora semiautomática).

Tras el corte, la escoria debe limpiarse y desbarbarse.

Para las chapas con un grosor superior a 6 mm que requieren una ranura, se utilizan máquinas de corte semiautomáticas o máquinas de biselado por laminación. Para placas con un grosor inferior a 6 mm, debe utilizarse el método de rectificado.

Los surcos generados por la corte con llama La máquina debe tener la escoria limpia, y la ranura de soldadura no debe tener defectos como grietas o delaminaciones.

Antes de soldar, la superficie del junta soldada debe limpiarse de cualquier impureza nociva como óxido, grasa y escoria.

El margen de holgura (calculado desde el borde de la ranura o placa) debe ser ≥ 20 mm.

Precurvado

Al laminar una chapa, los extremos de la chapa pueden doblarse debido a la falta de contacto con el rodillo superior, lo que da lugar a bordes rectos residuales.

Durante el plegado simétrico, el borde recto residual suele ser aproximadamente la mitad de la distancia central del rodillo inferior y depende del grosor de la chapa.

La flexión asimétrica da lugar a bordes rectos residuales que son aproximadamente de 1/6 a 1/10 de los de la flexión simétrica.

Estos bordes rectos residuales pueden ser difíciles de eliminar por completo durante la corrección y pueden dar lugar a problemas de calidad y accidentes del equipo, por lo que deben doblarse previamente.

Si no es posible el precurvado, pueden corregirse con una plantilla después del último rollo.

Antes de doblar, hay que limpiar la superficie de la placa de acero y la superficie del rodillo, y eliminar cualquier resto de óxido, cuero, lana, bordes, esquinas o partículas rígidas.

Por ejemplo, al laminar acero inoxidable, los rodillos superior e inferior deben protegerse envolviéndolos con cinta adhesiva o una capa de pintura especial, y la capa protectora no debe tener partículas rígidas.

Alineación central

Cuando la chapa se introduce en la laminadora, para evitar desalineaciones, la pieza debe girar, y el eje principal de la pieza debe alinearse en paralelo al eje del rodillo para garantizar que la laminación redonda sea de buena calidad.

Círculos rodantes

La laminación circular es la etapa principal del conformado del producto y puede realizarse en procesos de una o varias pasadas.

El número de pasadas depende de los requisitos del proceso, como la tasa de deformación máxima admisible en el laminado en frío, y de las limitaciones del equipo, como las condiciones de agarre y potencia.

Cuando la recuperación elástica de la laminación en frío es importante, debe aplicarse un cierto exceso de laminación.

El escalonamiento longitudinal del extremo del cilindro debe ser inferior a 1,5 mm. El laminado de chapa en la figura adjunta.

Diagrama esquemático del proceso de curvado de rodillos

Corrección de la redondez

El objetivo de redondez La corrección consiste en hacer que la curvatura de todo el círculo sea lo más uniforme posible, mejorando así la calidad del producto. Normalmente, los pasos son:

(1) Alimentación: Basándose en la experiencia o en cálculos, los rodillos pueden ajustarse a la posición de curvatura máxima correcta.

(2) Rodillo redondo: Enrolle el cilindro dos veces bajo la curvatura de corrección, centrándose en la posición de soldadura para lograr una curvatura consistente en todo el círculo.

(3) Descarga: Disminuya gradualmente la carga, permitiendo que la pieza se ruede varias veces con una carga de corrección reducida.

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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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