1. Introdução
Na produção de caldeiras e vasos de pressão, o uso da tecnologia de dobra de rolos é generalizado. Inclui dobra de rolos cilíndricos e cônicos, bem como uma variedade de dobras de rolos de seção de aço, sendo a dobra de rolos de seção de tubo cilíndrico a mais comum.
A chapa metálica é utilizada para formar essas peças e elas podem ser feitas através do método de prensagem ou dobra por rolo, também conhecido como placa rolante. O método de prensagem normalmente usa uma matriz universal, enquanto uma dobradeira de rolo é usada para realizar dobra contínua de três pontos na placa, causando deformação plástica para atingir o raio de curvatura necessário.
2. Dobragem do rolo
A dobra de rolo é um método de conformação por dobra no qual uma máquina dobradeira de rolo é usada para dobrar uma chapa metálica ou perfil em branco. As formas que podem ser obtidas através da dobra por rolo incluem curvatura cilíndrica, cônica e variável.
Para peças com espessura igual e espessura variável na direção da espessura, normalmente é usada uma dobradeira de chapa de três rolos. As peças dobradas por rolo feitas de perfis, como perfis angulares ou em forma de T, podem ter curvatura igual ou curvatura variável. Os blanks usados na dobra de rolos podem ser extrudados ou dobrados de placas. Para dobrar peças com curvatura variável, normalmente é usada uma dobradeira de placas de quatro rolos.
2.1 Rtudo bem dobrarcaracterísticas
Ao rolar, o material em folha é posicionado entre os eixos de rolos superior e inferior da base de rolos. O eixo do rolo superior desce então, fazendo com que o material da placa dobre e se deforme devido ao momento fletor. A rotação dos eixos dos rolos superior e inferior cria atrito entre o eixo do rolo e a placa de aço, o que faz com que a placa se mova, mudando continuamente a posição de pressão da chapa metálica e formando uma superfície de curvatura lisa, completando assim o processo de perfilagem.
Durante a dobra por rolo, a chapa metálica sofre deformação equivalente à dobra livre. A curvatura da peça dobrada por rolo é determinada pela posição dos rolos, pela espessura da chapa metálica e por suas propriedades mecânicas. Ajustando a posição relativa entre os rolos, a peça bruta pode ser dobrada em qualquer curvatura menor que a curvatura do rolo superior. No entanto, devido à recuperação elástica de flexão, a curvatura da parte dobrada pelo rolo não pode ser igual à do rolo superior.
Uma das principais vantagens do método de perfilagem é a sua versatilidade. Geralmente, não há necessidade de adicionar nenhum equipamento de processo adicional à laminadora de chapas grossas. Somente rolos adequados para diferentes formatos e tamanhos de seções são necessários para a dobra de rolos de perfil. No entanto, o método também apresenta algumas desvantagens, incluindo baixa produtividade e baixa precisão.
2.2 Plançamento atrasadoer
As máquinas dobradeiras de rolos vêm em duas formas: rolo de placas e máquina dobradeira de rolos de aço. A maioria dos materiais processados usando dobragem de rolos são placas brutas, portanto o rolo de placas é usado principalmente. Existem três tipos principais de laminadoras de placas: rolo de placas simétrico de três rolos, rolo de placas assimétrico de três rolos e rolo de placas de quatro rolos.
2.3 Rprocesso de dobra oll
O principal método de laminação e dobra em um rolo de placa é rolar uma superfície cilíndrica usando uma placa bruta. Com a adoção de medidas tecnológicas adequadas e equipamentos necessários, é possível laminar superfícies cônicas e também perfilar aço para dobra de rolos.
A laminação de chapas de aço consiste em três etapas: pré-dobra (cabeça de prensagem), centralização e dobragem por rolo.
1) Pré-dobra
Pode-se observar na Figura 1 que apenas uma porção da chapa de aço que entra em contato com o eixo do rolo superior pode sofrer flexão. Como resultado, haverá um comprimento em ambas as extremidades da placa de aço que não pode ser dobrado. Este comprimento é denominado régua residual.
O tamanho da régua residual depende da forma de dobra do equipamento. O valor teórico da régua residual é mostrado na Tabela 1. Normalmente, a régua residual real é maior que o valor teórico, com valores variando de 6-20t para flexão simétrica e 1/10-1/6 para flexão assimétrica.
Tabela 1 Valor limite residual teórico da flexão de chapa de aço
| Tipo de equipamento | Máquina laminadora de placas | Imprensa | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Forma de flexão | Flexão simétrica | Flexão assimétrica | Morrer dobrando | ||
| Três rolos | Quatro rolos | ||||
| Borda reta restante | Dobragem a frio | L/2 | (1,5~2)t | (1~2) t | 1,0t |
| Dobra quente | L/2 | (1,3~1,5) t | (0,75~1)t | 0,5 toneladas | |
Nota: na tabela, L é a distância central do rolo lateral da dobradeira de chapas e t é a espessura da chapa de aço.
- A matriz geral é usada para dobra múltipla na prensa.
É mostrado na Fig. 1 (a).
Este método é adequado para pré-dobrar placas de aço de várias espessuras.
- Pré-dobragem com cofragem em calandra de três rolos.
É mostrado na Fig. 1 (b).
Este método é adequado para t≤t0/2, t≤24mm, que não ultrapassa 60% da capacidade do equipamento.
- A pré-dobra deve ser realizada na dobradeira de três rolos com placa de apoio e bloco de amortecimento.
Conforme mostrado na Figura 1 (c).
Este método é adequado para t≤t0/2, t≤24 mm, que não exceda 60% da capacidade do equipamento.
- Pré-dobra com bloco almofadado em calandra de três rolos.
É mostrado na Fig. 1 (d).
Este método é adequado para chapas de aço finas, mas sua operação é mais complicada e raramente usada.
2) Centralização
O objetivo da centralização é alinhar a linha central da peça paralela ao eixo do rolo, eliminar a possibilidade de torção e manter a forma geométrica precisa da peça após a dobra do rolo.
As técnicas de centralização incluem: centralização de rolos laterais, centralização de defletores especiais, centralização de alimentação inclinada e centralização de ranhuras de rolos laterais, conforme ilustrado na Figura 2.
3) Dobragem do rolo
A dobra por laminação de chapas de aço geralmente é realizada em uma máquina de laminação.
As peças rolantes típicas são cilíndricas e cônicas.
a. Dobragem de rolos para peças cilíndricas
Ao dobrar o cilindro em uma dobradeira simétrica de três rolos, a posição do eixo do rolo superior durante a dobra final pode ser determinada de acordo com o raio de curvatura conhecido, conforme mostrado na Fig.
Onde:
- h – distância central vertical entre o rolo superior e o rolo lateral, mm
- R – raio de curvatura da peça, mm
- t – espessura da chapa de aço, mm
- R1 – raio do eixo do rolo superior, mm
- R2 – raio do eixo do rolo lateral, mm
- eu2 – distância do centro do rolo lateral, mm
A posição final de dobra do eixo do rolo lateral é mostrada na Fig. 3 (b) quando a superfície cilíndrica é enrolada em uma dobradeira de chapa de quatro rolos, que pode ser obtida pela seguinte fórmula:
Onde:
- h – distância central vertical entre o rolo lateral e o rolo inferior, mm
- R – raio de curvatura da peça, mm
- t – espessura da chapa de aço, mm
- R1 – raio dos eixos dos rolos superior e inferior, mm
- R'- R+t, mm
- eu2 – distância do centro do rolo lateral, mm
Devido ao retorno elástico da chapa metálica, o valor de H obtido na fórmula acima precisa ser corrigido adequadamente na aplicação prática.
b. Dobragem de rolo de superfície cônica:
Os métodos de dobra de rolos cônicos comumente usados são o método de desaceleração de boca pequena, método de dobra de quatro rolos de velocidade dupla, método de alimentação rotativa e método de dobra de rolamento de zona.
Isto se deve ao fato de que as linhas principais da superfície do cone não são paralelas e a curvatura de cada ponto da linha principal é única.
Para garantir que o rolo superior esteja sempre pressionando a linha central do cone durante o processo de dobra e para produzir diferentes raios de curvatura ao longo da linha central, as seguintes medidas devem ser tomadas:
- Ajuste a posição do rolo superior para que fique inclinado em um ângulo específico em relação ao rolo inferior.
- Mantenha a proximidade do rolo superior com a linha da superfície do cone implementando taxas de alimentação desiguais em ambas as extremidades do cone.
Para peças cônicas com grande conicidade, as distâncias centrais verticais, Ya e Yb, dos rolos superior e inferior em ambas as extremidades podem ser calculadas usando a figura geométrica mostrada na Figura 4.
As distâncias centrais, Ya e Yb, dos rolos superiores e inferiores podem ser obtidas aplicando o método de cálculo para peças circulares simples, ou seja, utilizando a fórmula (1).
A partir das figuras geométricas apresentadas nas Figuras 4 (b) e 4 (c), podem ser obtidos os seguintes valores:
A posição da peça bruta na extremidade direita do rolo é determinada por lb+c, onde
Para peças cônicas com pequena conicidade, a equação (2) pode ser simplificada da seguinte forma:
Ao rolar peças cônicas, é comum ocorrer distorção.
Um método eficaz para eliminar esta distorção é inclinar razoavelmente o rolo superior e manter o alinhamento paralelo do rolo inferior.
Durante o processo de laminação e dobra, a peça bruta é formada através de uma série de dobras seccionais sobrepostas.
2.4 Pclassificação do processo de dobra de rolo
De acordo com as diferentes temperaturas da placa de laminação, ela pode ser dividida em laminação a frio, laminação a quente e laminação média.
1) Laminação a frio
A laminação de uma placa em temperatura normal, também conhecida como laminação a frio, é apropriada para laminação de placas finas a médias.
No entanto, isso resulta em uma certa quantidade de retorno elástico, conforme demonstrado na Figura 5.
Uma vez alcançada a flexão desejada, é necessário reverter várias vezes para fixar a curvatura.
O aço de alta resistência apresenta um alto grau de retorno elástico. Para reduzir o retorno elástico, é aconselhável realizar o tratamento de recozimento antes do processo de conformação final.
O diâmetro mínimo de um cilindro que pode ser dobrado usando a dobradeira depende do diâmetro do rolo superior.
Levando em consideração o retorno elástico do cilindro após a flexão, o diâmetro mínimo de um cilindro dobrável é aproximadamente 1,1 a 1,2 vezes o diâmetro do rolo superior.
A laminação a frio é um processo conveniente com curvaturas fáceis de controlar e baixos custos de produção. No entanto, requer equipamentos potentes para chapas mais espessas e é suscetível ao desenvolvimento de endurecimento por trabalho a frio.
2) Laminação a quente
Geralmente considera-se que quando a espessura
