La sección máquina laminadora de placasLa máquina dobladora de placas, también conocida como máquina dobladora de placas o roladora de placas, es un tipo de equipo de conformado de chapa metálica que utiliza rodillos para doblar y dar forma a láminas metálicas. Esta máquina es capaz de producir diversas formas, incluyendo componentes cilíndricos y cónicos. Desempeña un papel crucial en los procesos de doblado y conformado de chapa metálica.
Definición de máquina laminadora de placas
Una máquina laminadora de placas está diseñada para moldear diversas láminas metálicas en formas redondeadas o cónicas. Es la herramienta ideal para el precurvado y laminado de láminas metálicas.
Las máquinas dobladoras de placas son esenciales para fabricar componentes redondeados que se utilizan en plataformas de petróleo y gas, soportes de túneles, equipos de calderas, recipientes a presión, intercambiadores de calor y más.
A la vanguardia de la innovación, BIT se especializa en máquinas dobladoras de 3 o 4 rodillos para el laminado de placas, impulsando activamente el desarrollo tecnológico para satisfacer las demandas futuras y superar las expectativas de los clientes líderes del sector. Las máquinas dobladoras de placas impulsan la producción en diversos sectores, como la construcción, el transporte y la logística, la producción de energía, la fabricación de maquinaria y otros.
En China, BIT tiene una gran reputación y demuestra continuamente que desarrolla y produce las máquinas laminadoras de placas más resistentes del mercado.
Las máquinas laminadoras de placas se dividen en dos, tres y cuatro rodillos. Las máquinas laminadoras de placas de tres rodillos se dividen en dos tipos: simétricas y asimétricas.
Máquina laminadora de placas de 2 rodillos
La laminadora de placas de dos rodillos es un equipo que cuenta con dos rodillos: uno superior rígido de metal y uno inferior elástico. La lámina pasa entre los rodillos y, al aplicar fuerza, el metal se adhiere a la lámina, adquiriendo una forma cilíndrica. Se utiliza en metales delgados para operaciones de alta producción (filtros, cartuchos, etc.).
La máquina laminadora de placas de 2 rodillos está configurada con un rodillo de poliuretano que, al ejercer presión dinámica, acelera el proceso de conformado de la placa, asegurando que se retire el extremo recto de los rodillos producidos y simplificando enormemente las secuencias de precurvado-laminado-precurvado típicas de las máquinas laminadoras de placas de acero de 3 o 4 rodillos.
Máquina laminadora de placas de 3 y 4 rodillos
El principio de funcionamiento de la máquina laminadora de placas es el mismo que el de la máquina dobladora de perfiles según el principio de tres puntos que forman un círculo, el cambio de posición relativa y el movimiento de rotación de la pieza de trabajo se utilizan para producir una deformación plástica continua de la placa Para obtener una pieza con una forma predeterminada. Según el movimiento de rotación y los cambios de posición de los rodillos de trabajo de diferentes formas, se pueden procesar piezas elípticas, arqueadas, cilíndricas y de otras formas.
Precurvado estático y flexión dinámica
El precurvado estático y el curvado dinámico son dos métodos distintos que se utilizan en los procesos de curvado de placas.
El precurvado estático implica mantener la lámina metálica estacionaria mientras un rodillo asciende por ella, doblando el borde delantero. Este método se caracteriza por mantener la lámina en su lugar durante la operación de curvado.
En cambio, el plegado dinámico implica que la placa o lámina se mueve a medida que pasa por la máquina dobladora. El movimiento continuo de la lámina facilita un funcionamiento más eficiente de la máquina, lo que aumenta la capacidad de plegado de espesores.
El doblado dinámico ofrece ventajas en eficiencia y productividad, ya que el movimiento continuo de la chapa permite un procesamiento más rápido y doblar materiales potencialmente más gruesos en comparación con el predoblado estático.
Ambos métodos tienen sus respectivas aplicaciones y se eligen en función de factores como el tipo de material, el espesor y las características de plegado deseadas. El plegado dinámico suele preferirse en entornos de producción de alto volumen, donde la velocidad y la eficiencia son cruciales, mientras que el preplegado estático puede ser adecuado para aplicaciones de plegado de precisión que requieren un control minucioso del proceso de plegado.
Principio de funcionamiento de la máquina laminadora de placas simétrica de 3 rodillos
La imagen superior (a) muestra una vista en sección transversal de los rodillos de una dobladora simétrica de tres rodillos. Los rodillos tienen una longitud determinada en dirección axial, de modo que se dobla todo el ancho de la chapa.
Hay un rodillo superior 1 en una posición simétrica entre los dos rodillos inferiores. Este rodillo se puede ajustar verticalmente para que la lámina 4 colocada entre ambos pueda obtener diferentes radios de curvatura. El rodillo inferior 2 es activo y está montado sobre un rodamiento fijo. El motor gira en la misma dirección y a la misma velocidad mediante un reductor de engranajes. El rodillo superior es pasivo y está montado sobre un rodamiento que puede moverse verticalmente. El ajuste de los rodillos en las laminadoras de placas grandes es mecánico o hidráulico, mientras que en las laminadoras de placas pequeñas se suele utilizar el ajuste manual.
Durante el trabajo, la lámina se coloca entre los rodillos superior e inferior, y el rodillo superior se presiona para doblarla entre los puntos de apoyo. Al girar los dos rodillos inferiores, la lámina se mueve por fricción, de modo que toda la lámina se dobla uniformemente.
De acuerdo con el principio de curvatura anterior, el radio de curvatura requerido solo se puede lograr cuando la parte del material de la hoja está en contacto con el rodillo superior, por lo que los bordes de ambos extremos de la hoja tienen una longitud que no entra en contacto con el rodillo superior y no se dobla, lo que se denomina lado recto restante, la longitud del lado recto restante es aproximadamente la mitad de la distancia entre los dos rodillos inferiores.
Máquinas dobladoras de 3 rodillos de geometría variable
Las dobladoras de geometría variable de 3 rodillos ofrecen una versatilidad inigualable, permitiendo la más amplia gama de tipos y espesores de materiales en relación con el tamaño del rodillo superior. Estas máquinas destacan en aplicaciones de doblado de placas de espesor medio y grueso.
El principio operativo del sistema de tres rodillos de paso variable implica que los tres rodillos se mueven e inclinan. Mientras que el rodillo superior opera verticalmente, los rodillos laterales se mueven horizontalmente. Durante el proceso de laminado, el rodillo superior aplica presión a la placa metálica entre los dos rodillos laterales. La variabilidad del diseño de tres rodillos permite laminar cilindros de diversos espesores y diámetros. Estas máquinas cuentan con un rodillo superior de prensado y dos rodillos laterales de prensado.
El movimiento horizontal de los rodillos laterales asegura que la placa se mantenga en posición horizontal, facilitando un precurvado rápido y eficiente. La configuración de los tres rodillos, con el rodillo superior desplazándose verticalmente y los dos inferiores horizontalmente, permite ajustar de forma independiente la distancia entre centros del rodillo superior de curvado con cada rodillo inferior. En consecuencia, al reducir la distancia entre los rodillos inferiores y aplicar presión con el rodillo superior sobre la parte inicial de la placa, se minimiza la sección recta, logrando un precurvado perfecto.
La ampliación de la distancia entre centros de los rodillos inferiores mejora significativamente la capacidad de laminado. En la dobladora de placas de geometría variable de 3 rodillos, el rodillo superior está motorizado, mientras que los dos rodillos inferiores son libres y están equipados con un sistema de frenado automático que garantiza una alta fiabilidad. Además, la máquina puede equiparse con tres rodillos de accionamiento para doblar placas más delgadas. El paralelismo de los rodillos se controla y gestiona meticulosamente mediante un PLC, lo que garantiza la máxima precisión en el posicionamiento de los rodillos con tolerancias mínimas.
Por ejemplo, los rodillos laterales desempeñan un papel crucial en la generación de ventaja mecánica. Ajustarlos permite obtener distintos grados de ventaja mecánica. Cuando los rodillos laterales están completamente abiertos, la máquina alcanza la máxima ventaja mecánica, mientras que al cerrarlos, esta se reduce. Por lo tanto, una máquina capaz de laminar material de 2 cm de espesor con la máxima ventaja mecánica puede procesar piezas de hasta 1 cm de espesor, reduciendo la ventaja mecánica en consecuencia. Además, el eje independiente de cada rodillo contribuye a lograr un plegado perfecto. El rodillo trasero, situado en el extremo opuesto del punto de alimentación, actúa como tope trasero, garantizando la correcta alineación de la placa y eliminando la necesidad de asistencia del operador.
Máquina dobladora de tres rodillos con doble pinza
Las dobladoras de 3 rodillos con doble pinzado están disponibles en diversas capacidades, desde ligeras hasta muy pesadas, y ofrecen ventajas significativas sobre las dobladoras de 3 rodillos con pinzado inicial. A diferencia de las dobladoras de 3 rodillos con pinzado inicial, eliminan la necesidad de que los operarios retiren, volteen e intenten escuadrar la placa una segunda vez después del precurvado. Esto se debe a que los cilindros pueden laminarse al diámetro requerido inmediatamente después del precurvado, ya que el material puede mantenerse dentro de la máquina, una característica que no es posible en las dobladoras de XNUMX rodillos con pinzado inicial.
En una dobladora de placas, los rodillos laterales se ubican a la derecha e izquierda del rodillo superior y comparten el mismo eje, lo que contribuye al proceso de doblado. Además, el rodillo trasero sirve como tope trasero para escuadrar la placa y lograr una alineación correcta, eliminando así la necesidad de asistencia manual.
Para el laminado de conos en una máquina dobladora de tres rodillos con doble presión, los rodillos laterales se pueden inclinar para establecer el ángulo de cono deseado, lo que proporciona versatilidad en el modelado.
Al precurvar en una laminadora de placas de tres rodillos, las placas se inclinan hacia abajo a medida que se alimentan. En cambio, en una máquina de cuatro rodillos, las placas se cargan horizontalmente en el nivel de alimentación, lo que permite el uso de mesas de rodillos motorizadas horizontales para facilitar su alimentación.
Principio de funcionamiento de la máquina laminadora de placas asimétrica de tres rodillos
La Figura 7-1(b) muestra el diagrama del tambor de doblado de la dobladora asimétrica de placas de tres rodillos. El rodillo superior 1 se ubica sobre el rodillo inferior 2, y el otro rodillo 3, denominado rodillo lateral, se encuentra en el lateral. Los rodillos superior e inferior giran mediante el mismo motor. El rodillo inferior se puede ajustar verticalmente, y la distancia máxima de ajuste es aproximadamente igual al espesor máximo de la placa de acero que se puede doblar. El rodillo lateral 3 es pasivo y se puede ajustar en dirección inclinada.
Durante el doblado, la lámina 4 se introduce en los rodillos superior e inferior. A continuación, el rodillo inferior se ajusta para comprimir la lámina y generar una cierta fuerza de fricción. Posteriormente, se ajusta la posición de los rodillos laterales. Cuando el motor acciona la rotación de los rodillos superior e inferior, la lámina se dobla.
La ventaja de esta dobladora asimétrica de placas de tres rodillos es que también permite doblar los bordes de ambos extremos de la placa, y la longitud del borde recto restante es mucho menor que la de la dobladora simétrica de placas de tres rodillos, con un valor inferior al doble del espesor de la placa. Si bien la lámina no se puede doblar entre el rodillo lateral y el inferior, todo el proceso de doblado se puede completar extrayendo la lámina de la laminadora, volteándola y doblándola.
Máquina dobladora de tres rodillos de una sola presión
Las dobladoras de 3 rodillos con un solo pellizco o las laminadoras asimétricas de 3 rodillos suelen requerir la inserción doble de la chapa para predoblar ambos extremos. Sin embargo, también existen modelos con doble pellizco, lo que optimiza el proceso de predoblado en ambos extremos, mejorando la eficiencia, la velocidad y la precisión.
Las máquinas laminadoras de placas de tres rodillos con un solo prensado inicial suelen ser las más adecuadas para aplicaciones de baja capacidad. Pueden funcionar electromecánica o hidráulicamente, prensando la lámina plana entre dos rodillos opuestos verticalmente, mientras el tercer rodillo de doblado se mueve hacia arriba para entrar en contacto con la lámina y doblarla. Estas máquinas, a menudo de diseño antiguo, suelen requerir la extracción y reinserción de la lámina para predoblar ambos extremos. Si bien son rentables, suelen requerir más mano de obra en un entorno de producción en comparación con sus contrapartes modernas.
El principio de funcionamiento de la máquina laminadora de placas de 4 rodillos
La figura (c) muestra una laminadora de placas de cuatro rodillos, similar a la laminadora asimétrica de tres rodillos, con la diferencia de que se le añade un rodillo lateral 3. Esto elimina la necesidad de girar y doblar la chapa en la laminadora asimétrica de tres rodillos.
Las dobladoras de 4 rodillos cuentan con un rodillo superior, un rodillo de presión y dos rodillos laterales, lo que les permite producir pliegues con una velocidad y precisión inigualables. Estas dobladoras de placas son reconocidas por su eficiencia.
La placa metálica plana se coloca dentro de la máquina, generalmente en un lado, y se predobla en ese mismo lado. Los rodillos laterales realizan el doblado, mientras que el rodillo de presión la sujeta firmemente en su lugar. Con la placa firmemente sujeta entre los rodillos superior e inferior, los rodillos laterales se mueven verticalmente para iniciar el doblado. A medida que el rodillo inferior asciende para mantener un contacto seguro con el rodillo superior, el rodillo lateral se eleva para lograr un predoblado preciso, minimizando las zonas planas en el borde de la placa.
La alimentación de placas puede realizarse desde ambos lados de una máquina roladora de placas de 4 rodillos. Al alimentarse desde un solo lado, estas máquinas pueden colocarse contra la pared, optimizando así el espacio.
Los rodillos laterales están ubicados a la derecha e izquierda del rodillo inferior, cada uno operando sobre su propio eje. Esta configuración de ejes independientes contribuye a lograr plegados impecables. Además, el rodillo trasero, ubicado frente al punto de alimentación, actúa como tope trasero, asegurando la alineación de la placa sin necesidad de intervención del operador.
La sujeción segura y constante de los rodillos superior e inferior mantiene la perpendicularidad de la placa sin deslizamiento durante los procesos de predoblado y laminado. A diferencia de las máquinas de presión inicial de tres rodillos, las dobladoras de cuatro rodillos eliminan la necesidad de que los operarios retiren, volteen y escuadren la placa una segunda vez después del predoblado, lo que permite una operación más eficiente. Además, se puede laminar un cilindro al diámetro deseado inmediatamente después del predoblado, ya que el material permanece dentro de la máquina.
El doblado del borde posterior se produce después del laminado del cilindro, lo que permite una operación unidireccional de una sola pasada. Para aplicaciones de laminado de conos, los rodillos laterales pueden inclinarse para establecer el ángulo del cono, mientras que el rodillo inferior también puede inclinarse para sujetar e impulsar el extremo principal del cono.
Las dobladoras de placas de 4 rodillos ofrecen versatilidad, lo que permite la creación de piezas con formas rectangulares, elípticas y cuadradas al doblar con precisión el metal en áreas específicas a medida que pasa por la máquina.
Doblado de cono
El doblado cónico es una aplicación especializada del laminado de placas, en la que se moldea una placa metálica para obtener una estructura cónica. Para lograrlo, la placa metálica debe cortarse con precisión a las dimensiones correctas antes de doblarla. Normalmente, se prepara una pieza metálica plana con el radio interior y exterior adecuados para formar la forma cónica deseada.
Durante el proceso de doblado, la pieza en bruto se introduce en el rodillo de placas con un lado alineado contra un cono. El radio interior de la pieza en bruto se introduce en el rodillo a menor velocidad que el radio exterior. Este meticuloso proceso exige precisión y exactitud, lo que resulta en una fabricación de conos que requiere mucho tiempo.
Para el doblado de conos se pueden emplear máquinas laminadoras de placas de tres y cuatro rodillos. Estas máquinas tienen la capacidad de inclinar los rodillos formadores en una posición positiva y deben estar equipadas con una matriz de contraste endurecida para regular y reducir la velocidad del diámetro menor.
Guiar el diámetro pequeño e inclinar los rodillos son pasos esenciales para el laminado exitoso de un cono. Este proceso crea una situación atípica para la operación de laminado. Sin embargo, en una máquina de doble presión de tres rodillos, donde los tres rodillos son accionados, resulta difícil para la matriz de contraste retardar eficazmente la rotación del diámetro pequeño mientras, simultáneamente, mueve el diámetro mayor a mayor velocidad.
Por el contrario, una máquina de cuatro rodillos equipada con rodillos de formación inclinables y una matriz de contraste endurecida es más adecuada para el laminado de conos. El control adicional que proporcionan los rodillos inclinables y la matriz de contraste mejora la precisión y la eficiencia del proceso de doblado de conos, lo que resulta en una fabricación de conos superior en comparación con una máquina de tres rodillos.
Radio de curvatura
La máquina laminadora de placas suele constar de tres rodillos de acero paralelos dispuestos en forma triangular. Al pasar la chapa entre los rodillos superior e inferior, experimenta una transformación que desarrolla una curvatura conocida como radio de curvatura. Este radio depende de la posición relativa de los tres rodillos.
En el laminado de placas, el radio de curvatura se refiere a la curva que se forma al doblar una chapa metálica en forma cilíndrica o cónica. Representa la distancia desde el centro de la curva hasta el borde exterior de la placa laminada. El radio se ve influenciado por factores como el espesor y el ancho de la placa, el diámetro del rodillo y el proceso de doblado utilizado. Un radio menor produce una curva más pronunciada, mientras que un radio mayor crea una curva más suave.
Lograr el radio deseado requiere un control preciso del proceso de doblado, que incluye el ajuste de la posición de los rodillos, la presión y la velocidad de avance. Las máquinas laminadoras modernas suelen ofrecer geometría o posición de rodillos ajustables para adaptarse a diversos radios según las necesidades.
Análisis de la deformación del proceso de flexión
De acuerdo con las características de la deformación por laminación, la proceso de laminado de placas Se puede dividir en etapas de deformación elástica, deformación elasto-plástica y deformación plástica pura.
En la etapa inicial de flexión de la pieza bruta, el momento flector externo es bajo, la tensión interna es inferior al límite elástico σs del material y solo se produce deformación elástica en el interior de la pieza bruta, denominada etapa de deformación elástica. Cuando el momento flector externo continúa aumentando, la tensión interna supera el límite elástico y la deformación en la zona de deformación de la pieza bruta pasa de elástica a elástica-plástica y a plástica pura.
Análisis de deformaciones
Como se puede ver en la figura anterior, la tensión superior de la sección en bruto pasa de la tensión de tracción externa a la tensión de laminación interna, y debe haber una capa de metal en el medio, cuya tensión tangencial es cero, llamada capa neutra de tensión, y su radio de curvatura está representado por ρσ. De manera similar, la distribución de la deformación pasa de la deformación de tracción de la capa externa a la deformación de compresión de la capa interna, y debe haber una capa de metal con deformación cero en el medio, es decir, cuando la bobina se deforma, su espesor permanece inalterado, que se llama capa neutra de tensión, y su radio de curvatura está representado por ρε. Esta es la base para calcular con precisión el tamaño desenrollado del espacio en blanco redondo. Cuando la deformación es pequeña, ρσ = ρε = r + t / 2, es decir, la capa neutra de tensión y la capa neutra de tensión se superponen, y en el medio del espesor del espacio en blanco, cuando la deformación es grande, la capa neutra de tensión y la capa neutra de tensión son opuestas entre sí. El desplazamiento hacia adentro y el desplazamiento de la capa neutra de tensión es mayor que el desplazamiento de la capa neutra de deformación, es decir, ρε>ρσ, en la producción de placas enrolladas, se puede utilizar la siguiente fórmula empírica para determinar la posición de la capa neutra de deformación, a saber:
ρε=r+xt (7-1)
En la fórmula: ρε——radio de curvatura de la capa neutra de deformación, mm; r——radio del círculo de involución, mm; x——coeficiente relacionado con el grado de deformación, tome x=0.33; t——espesor del material, mm.
