Precisão em movimento: avanços nas dobradeiras de rolos chinesas

1. Visão Geral

A Máquina curvadora de rolos de chapa é um dos oito principais produtos de máquinas de forjamento e se enquadra na categoria de máquinas de correção de dobra.

A Máquina dobradora de rolos é um equipamento formador de metal que utiliza o princípio do círculo de três pontos para moldar chapas metálicas. O movimento e a rotação do rolo de trabalho, cujos eixos são paralelos entre si, resultam na flexão elastoplástica contínua da chapa, o que leva à criação de uma peça de forma e precisão pré-determinada.

O rolo de trabalho serve como principal componente de trabalho e converte energia mecânica e hidráulica em energia cinética para facilitar sua mudança de posição e rotação. Isso facilita dobrar e laminar chapas de metal em peças curvas ou cilíndricas de curvatura única ou múltipla em um estado frio, médio ou quente.

Ajustando a forma do rolo ou adicionando um dispositivo de enrolamento cônico, o fluxo do material pode ser restringido e a velocidade de movimento de diferentes peças na mesma peça pode ser alterada. Isso permite a criação de peças de arco ou cilindro com formas de curvatura única ou múltipla, como elipses, quadrados e formas assimétricas.

Dois métodos, dobra por prensa e dobra, podem ser usados ​​para dobrar chapas metálicas em formas simples ou de arco com curvaturas únicas ou múltiplas. A dobra da prensa é realizada em uma prensa hidráulica ou dobradeira com o auxílio de uma matriz, contando principalmente com a dobra plástica transversal. O processo de dobra é um processo descontínuo ponto a ponto ou seccional.

Comparada à dobra por prensa, a dobra por rolo tem as seguintes vantagens:

  • O processo de dobra é uma dobra elástica-plástica contínua com baixo retorno elástico e força de tração definida, resultando em conformação precisa, dobras de alta qualidade e alta eficiência de trabalho.
  • A ausência de moldagem reduz os custos operacionais.
  • A dobra de rolos requer uma força de dobra menor em comparação com a dobra por prensa e o custo de uma dobradeira de rolos é menor do que o de uma prensa hidráulica.
  • Com a adição de equipamentos auxiliares, a dobra por rolo também pode ser usada para criar peças cônicas e dobrar tubos e perfis.

Como resultado, a Máquina curvadora de rolos de chapa é amplamente utilizada em vários setores, como fabricação de caldeiras, construção naval, petróleo, química, hidráulica e estrutura metálica.

Na China, o desenvolvimento de máquinas curvadoras de rolos progrediu de mecânico para hidráulico e agora para tecnologia CNC. A tecnologia de controle hidráulico e automático das máquinas dobradeiras de rolos melhorou muito nos últimos anos.

Na década de 1990, as máquinas dobradeiras de placas com controle numérico desenvolveram-se rapidamente na China e passaram por melhorias contínuas, tornando-se cada vez mais maduras. A transição da automação de máquina única para uma célula de produção flexível também foi concluída.

A produção eficiente, precisa e em massa é essencial para a civilização industrial moderna. O desenvolvimento de equipamentos de correção de flexão de alta eficiência, alta precisão, seguros, ecologicamente corretos, automatizados, flexíveis e inteligentes é crucial para melhorar o nível da indústria de fabricação de equipamentos da China, atender às necessidades da concorrência empresarial e aumentar os benefícios econômicos.

2. A situação básica das dobradeiras de rolos na China

2.1 Papel importante da dobradeira de rolos na indústria de fabricação de equipamentos

A demanda por máquinas dobradeiras de chapas está aumentando devido ao desenvolvimento de diversas indústrias, como aeroespacial, armas militares, automóveis, locomotivas e material rodante, instrumentos e medidores, construção naval, indústria química, vasos de pressão, metalurgia, máquinas de engenharia e metal componentes. A exigência de precisão da laminação de placas também está aumentando.

A indústria de construção naval da China tem maiores demandas por funcionalidade, confiabilidade, segurança e automação de dobradeiras comuns e marítimas com funções de compostos de enrolamento devido ao rápido crescimento da indústria de manufatura.

A indústria de energia elétrica, que inclui energia a carvão, energia hidrelétrica, energia nuclear e energia eólica incentivada pela política nacional de energia limpa, requer grandes conjuntos de máquinas de dobra para dutos e torres de colunas.

A tendência para vasos de pressão de grande escala e de alto parâmetro está se tornando mais aparente em indústrias como petróleo offshore, gás natural, petroquímica e química de carvão. Máquinas laminadoras de placas em grande escala, capazes de formar placas espessas e de alta resistência, são cruciais para a produção de reatores de hidrogenação de mil toneladas, reatores de liquefação de carvão de duas mil toneladas e tanques esféricos de gás natural de 10.000 metros cúbicos.

No futuro, os requisitos de eficiência energética, poupança de materiais e redução de corte tornar-se-ão cada vez mais intensos. Estima-se que o uso de dobradeiras de chapas como equipamentos de processo aumente a eficiência em 10 a 40 vezes e economize mais de 60% de materiais.

Os dados mostram que 70% da produção de aço precisa ser deformada e 2/3 do aço na indústria de conformação de metais precisa de processamento. Para cada 10.000 toneladas de reprocessamento de chapas, tubos e perfis, são necessárias uma dobradeira de tubos, uma dobradeira de rolos e uma dobradeira de rolos de perfil.

2.2 Situação atual da dobradeira de chapas

Nos últimos anos, a indústria de dobradeiras de rolos na China cresceu significativamente e sua capacidade de fabricação melhorou. Isto teve um impacto significativo na melhoria do nível de fabricação de equipamentos e na promoção do processo de industrialização na China.

1) Principais tipos e características da máquina dobradeira de rolos de chapa

As máquinas dobradeiras de placas podem ser classificadas em várias categorias com base em vários fatores:

  • Número de rolos de trabalho: dois rolos, três rolos, quatro rolos ou vários rolos
  • Disposição dos rolos: simétrica ou assimétrica
  • Posição do eixo do rolo: horizontal ou vertical
  • Modo de ajuste do rolo: ajuste para cima ou ajuste para baixo
  • Modo de condução principal: mecânico ou hidráulico
  • Modo de transmissão do rolo: acionamento superior, acionamento inferior ou acionamento completo
  • Tipo de corpo do rolamento: aberto ou fechado (marítimo)
  • Função: comum ou multiuso
  • Método de laminação: laminação a frio, laminação a quente ou laminação a quente
  • Modo de controle: controle de corrente forte, controle NC ou controle CNC

A Tabela 1 mostra os principais tipos de dobradeiras de chapas com base no número de rolos de trabalho, disposição dos rolos, métodos de ajuste de posição, etc. Os tipos comuns de dobradeiras de três rolos incluem:

  • Tipo simétrico
  • Tipo curva para baixo
  • Tipo horizontal para baixo
  • Rolo superior tipo cruzado (rolo superior tipo universal)

Outros tipos comuns de máquinas para dobrar chapas incluem:

  • Máquina dobradeira de quatro rolos (tipo comum)
  • Máquina dobradeira de dois rolos
  • Máquina dobradeira vertical de três rolos
  • Máquina de dobra marítima

2) História de desenvolvimento e situação atual da máquina dobradeira de chapas

A produção especializada de dobradeiras de chapas na China começou no início da década de 1970 com o desenvolvimento de uma dobradeira simétrica de três rolos com transmissão mecânica. Embora tivesse uma estrutura simples, não conseguia pré-dobrar as extremidades da chapa, o que resultava em baixa eficiência de produção e aumento nos custos de mão de obra e materiais.

No final da década de 1970, a Changzhi Iron and Steel (Group) Forging Machinery desenvolveu com sucesso uma máquina dobradeira de chapa de quatro rolos com transmissão mecânica que poderia pré-dobrar ambas as extremidades da chapa. Porém, essa máquina possuía grande estrutura, alto consumo de material e longo ciclo de fabricação.

Em meados da década de 1980, a fábrica introduziu a dobradeira totalmente hidráulica de quatro rolos e a dobradeira de três rolos com ajuste de nível hidráulico. Estas máquinas não apenas pré-dobraram a chapa metálica, mas também completaram a formação do cilindro após a soldagem, levando a uma melhoria de 2 a 3 vezes na eficiência de trabalho em comparação com o modelo original.

No final da década de 1980, máquinas dobradeiras de três ou quatro rolos controladas por PC e NC entraram no mercado chinês. Estas máquinas tinham as funções de nivelamento automático do rolo de trabalho e levantamento síncrono do rolo de trabalho em estado inclinado, com precisão síncrona entre os rolos de trabalho controlada dentro de ±0,2 mm.

No início da década de 1990, a Changzhi Forging desenvolveu a máquina dobradeira de chapa de três rolos tipo arco para baixo e a máquina dobradeira de chapa de arco de quatro rolos. Essas máquinas podiam pré-dobrar e rolar a placa em um processo de carga e descarga e tinham uma força de flexão razoável, peso leve e estrutura compacta. A dobradeira curva de quatro rolos era particularmente adequada para laminar cilindros de pequeno diâmetro, com um diâmetro mínimo de cilindro de 1,1-1,2 vezes o diâmetro superior do rolo.

Em meados da década de 1990, a Changzhi Forging adotou a tecnologia de acionamento principal de confluência de quatro motores e aplicou-a à estrutura reguladora do tipo horizontal para baixo para máquinas dobradeiras de três rolos em grande escala. A primeira dobradeira de três rolos horizontal para baixo CDW11XNC -140×4000 em grande escala foi desenvolvida para o Projeto Three Gorges e, em 2002, a fábrica produziu a dobradeira de três rolos horizontal para baixo CDW11XNC -160/250×4000 para a Fábrica de Máquinas Químicas de Nanjing.

CDW11XNC -140×4000 máquina dobradeira horizontal de três rolos tipo descendente

Fig. 1 Máquina dobradeira de três rolos tipo horizontal para baixo CDW11XNC-140 × 4000

Atualmente, a China é capaz de produzir a maior máquina dobradeira horizontal de três rolos com regulação negativa. Esta máquina pode laminar chapas frias com espessura de até 250 mm e chapas quentes com espessura de até 400 mm. A largura máxima da placa que pode ser processada é de 3.000 mm a 4.500 mm, e a pressão do rolo superior e inferior pode atingir 40.000 kN a 60.000 kN.

Os principais fabricantes nacionais de dobradeiras horizontais de três rolos em grande escala são Changzhi Forging, Hubei Ezhong e Tai'an Hualu. A Figura 2 mostra a dobradeira de três rolos tipo horizontal para baixo CDW11XNC -40×8000.

Fig. 2 Máquina dobradeira de três rolos tipo horizontal para baixo CDW11XNC -40×8000

Fig. 2 Máquina dobradeira de três rolos tipo horizontal para baixo CDW11XCNC-40 × 8000

A máquina é capaz de laminar placas com espessura máxima de 40 mm, largura máxima de 8.000 mm, limite de escoamento de 240 MPa e diâmetro mínimo da bobina em plena carga de ø2500 mm, com diâmetro mínimo da bobina de ø900 mm.

A máquina compensa a deflexão do rolo superior através do uso de um mecanismo de cunha, acionado por motor, redutor e parafuso, que ajusta a deflexão do rolo inferior.

O sistema NC pode calcular e gerar programas automaticamente com base em parâmetros como espessura da placa, largura, diâmetro do tambor, limite de rendimento e muito mais, permitindo o controle automático.

Para acomodar a laminação de chapas finas e extra longas (onde a relação espessura/largura é pequena), a Changzhi Forging desenvolveu um novo tipo de dobradeira de três rolos simétrica ou horizontal, com um rolo de apoio e viga transversal no rolo superior (conforme mostrado na Fig. 3).

Fig. 3 Máquina dobradeira de três rolos tipo horizontal para baixo CDW11XNC-8 × 9500

Fig. 3 Máquina dobradeira de três rolos tipo horizontal para baixo CDW11XCNC-8 × 9500

A máquina é movida principalmente por três rolos com corpo de rolamento basculante, capazes de rolar peças cilíndricas fechadas. Ele também possui controle por computador, tornando-o particularmente adequado para laminar peças cilíndricas longas e de paredes finas com múltiplas curvaturas.

A dobradeira de três rolos com rolo superior tipo cruzado (rolo superior tipo universal) foi fabricada com sucesso pela primeira vez pela Primeira Fábrica de Máquinas Pesadas no início dos anos 1980. No final da década de 1980, empresas como a Nantong Hengli Heavy Industry começaram a produzi-lo profissionalmente.

A máquina requer apenas o ajuste do rolo superior para realizar a laminação e pré-dobragem da chapa. O rolo inferior é fixo, proporcionando facilidade de uso para laminação de materiais e chapas. No entanto, a grande estrutura da máquina pode ser desafiadora, tornando-a mais adequada para laminação de placas com espessura inferior a 80 mm a 100 mm.

A máquina dobradeira de placas marítimas foi fabricada pela First Heavy Machinery Factory e pela Changzhi Forging. Inicialmente, possuía uma estrutura simétrica com especificações como W11TNC-20×8000 e W11TNC-25×9000. À medida que a produção de construção naval da China cresceu rapidamente e a indústria de construção naval passou de fraca para forte, a dobradeira marítima desenvolveu-se para um tipo horizontal para baixo, além de sua estrutura simétrica.

Esta máquina é capaz de laminar e pré-dobrar peças curvas e cônicas e pode dobrar placas de aço com a ajuda de uma matriz de dobra. Funciona tanto como máquina de laminação quanto como máquina de dobra. A tecnologia de compensação de deflexão para os rolos de trabalho superiores e inferiores, a tecnologia de acionamento independente bidirecional do rolo de trabalho e a tecnologia de controle numérico para dobra e parâmetros do processo de dobra atingiram um nível de classe mundial.

Atualmente, a pressão descendente máxima do rolo superior da dobradeira de chapa marítima doméstica é de 22.000 kN. A largura das chapas laminadas ou dobradas pode chegar a mais de 21.000 mm, atendendo às necessidades da indústria naval.

As Figuras 4 e 5 mostram a dobradeira marítima de três rolos Changzhi Forging CDW11TNC-32×13500 e a dobradeira marítima horizontal de três rolos CDW11TXNC-22000kN×16000 mm, respectivamente. Os principais fabricantes nacionais de máquinas dobradeiras marítimas incluem Changzhi Forging, Tai'an Hualu e Nantong Hengli.

Fig. 4 Máquina dobradeira marítima de três rolos CDW11TNC-32 × 13500

Fig. 4 Máquina dobradeira marítima de três rolos CDW11TNC-32 × 13500

Fig. 5 CDW1ITXNC-2000kN×16000mm tipo fechado (Marítimo) horizontal para baixo tipo máquina de dobra de três rolos

Fig. 5 CDW1ITXNC-2000kN×16000mm tipo fechado (Marítimo) horizontal para baixo tipo máquina de dobra de três rolos

  1. Sistema de acionamento principal 2. Estrutura 3. Cilindro de óleo principal 4. Viga superior
  2. Rolo de trabalho superior 6. Rolo de apoio superior7. Abaixe o rolo de trabalho 8. Abaixe o rolo de backup
  3. Dispositivo de movimento horizontal do rolo inferior 10. Viga inferior 11. Viga de conexão

O Rolo Vertical é uma dobradeira de três ou quatro rolos, onde o eixo é perpendicular ao plano horizontal. O tipo mais comumente usado é a dobradeira vertical simétrica de três rolos.

A Changzhi Iron and Steel (Group) Forging fabricou equipamentos como CDW11TNC-36×1000 e 12×2000 para diversas indústrias, incluindo as indústrias de petróleo e química.

A Primeira Fábrica de Máquinas Pesadas introduziu tecnologia da Hugh Smith Company do Reino Unido e projetou e produziu uma série de dobradeiras verticais com um único rolo principal. Eles fabricaram uma dobradeira vertical de 30.000 kN x 3.600 mm.

Em comparação com as dobradeiras horizontais, as dobradeiras verticais têm as vantagens de serem leves, ocuparem menos espaço e terem menor consumo de energia, levando à redução da intensidade de trabalho, principalmente na laminação a quente.

A dobradeira de dois rolos possui um rolo de aço rígido como rolo superior e um rolo elástico com um núcleo de aço envolto em revestimento elástico como rolo inferior.

A modelagem rotativa com o uso de meios elásticos (RSEM) é um método avançado de dobra de peças de chapa metálica com um meio elástico.

Atualmente, empresas como a Changzhi Forging e outras possuem a tecnologia para projetar e fabricar esses produtos, e a Escola de Engenharia Mecânica e Elétrica da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing também desenvolveu uma.

A Figura 6 mostra a dobradeira de dois rolos produzida pela Changzhi Forging. O rolo superior é um rolo elástico feito de um núcleo de aço com revestimento elástico, enquanto o rolo inferior é um rolo de aço rígido. A máquina possui uma estrutura de descarga inferior.

Fig. 6 Desenho de uma máquina dobradeira de chapa de dois rolos

Fig. 6 Desenho de uma máquina dobradeira de chapa de dois rolos

A dobradeira de dois rolos foi inventada por Kauffman, dos Estados Unidos. Desde então, países como Grã-Bretanha, Japão, França, Itália e Rússia também dominaram a tecnologia e produziram máquinas-ferramentas CNC altamente automatizadas. Essas máquinas são usadas para fabricar diversas peças de paredes finas em indústrias como aviação, química e produtos civis. As peças incluem cascas cilíndricas e cônicas, seções de tubos, peças de paredes finas com formato especial, peças de paredes finas com várias unidades e seções de placas reforçadas ou onduladas (consulte a Figura 7).

Fig. 7 Peças de parede fina fabricadas com tecnologia RESM

Fig. 7 Peças de parede fina fabricadas com tecnologia RESM

Comparado às tecnologias de dobra de três e quatro rolos, o processo RESM possui vários recursos e benefícios notáveis:

  • Alta precisão na conformação de peças: O processo RESM resulta em alto grau de precisão na curvatura e no paralelismo das arestas após a dobra, com a aresta reta permanecendo menor que a espessura da chapa, tornando-o ideal para conformar chapas porosas e chapas nervuradas com camadas protetoras.
  • Alta curvatura e rendimento de dobra: O processo de dobra do rolo envolve deformação gradual sob baixa pressão, o que reduz o risco de enrugamento e rachaduras durante a conformação. A pequena força necessária para a conformação também o torna adequado para materiais difíceis de deformar, como ligas de titânio, aço inoxidável e materiais compósitos.
  • Alta eficiência de produção: O processo RESM é fácil de operar e possui alta velocidade de trabalho, resultando em maior produtividade da mão de obra.
  • Boa qualidade superficial: O uso de um meio elástico protege a superfície contra arranhões durante a dobra e conformação, preservando a qualidade da superfície, principalmente para chapas com camadas protetoras e superfícies polidas.

No entanto, também existem algumas desvantagens a serem consideradas:

  • Versatilidade limitada: A necessidade de utilização de camisas no rolo superior para cilindros com diferentes curvaturas faz com que o RESM não seja ideal para produtos com muitas variedades e pequenos lotes.
  • Limitações de espessura de processamento: O RESM geralmente é limitado ao processamento de chapas com espessura inferior a 10 mm.

Concluindo, a tecnologia RESM tem uma ampla gama de aplicações potenciais. Atualmente, à medida que a indústria química e indústrias como caldeiras e vasos de pressão da China continuam a se desenvolver, a demanda por dobradeiras para chapas grossas e de alta resistência com controle numérico está crescendo. Enquanto isso, o desenvolvimento das indústrias de caminhões-tanque e tanques de petróleo está impulsionando a necessidade de pequenas máquinas de dobra com capacidade de lidar com chapas finas, tipos superlongos, multicurvaturas e controle numérico. O futuro da tecnologia de dobra também envolverá o desenvolvimento de unidades de dobra flexíveis, com máquinas de dobra CNC como centro.

3) Controle automático da máquina laminadora de placas

A dobradeira mecânica normalmente usa forte controle de corrente, enquanto a dobradeira hidráulica de placas emprega controle NC (controle numérico). O sistema de controle NC é usado principalmente para sincronizar o controle de posição dos cilindros de óleo em ambas as extremidades do rolo de trabalho de maneira estática e dinâmica.

No processo de laminação, o controle é realizado principalmente pelo operador com base na sua experiência. A laminadora de controle numérico, entretanto, permite controle automático e oferece alta precisão de laminação, eficiência e facilidade de operação. É adequado tanto para laminação de lotes quanto para laminação de pequenos lotes de peça única.

Atualmente, várias máquinas de dobra, como tipo horizontal para baixo, tipo curva para baixo, máquina de dobra de três rolos móveis cruzados de rolo superior, máquina de dobra de dois rolos, máquina de dobra de quatro rolos comum e tipo arco, máquina de dobra marítima, entre outras, estão equipadas com funções CNC.

O componente principal dessas máquinas é um PLC de processamento de computador industrial, que não apenas sincroniza os cilindros de óleo esquerdo e direito do rolo de trabalho de forma dinâmica e estática, mas também calcula e otimiza automaticamente os parâmetros do processo, como tempos de laminação, quantidade de redução a cada vez, movimento horizontal. do rolo inferior, taxa de avanço da chapa metálica, raio de conformação teórico, carga em cada rolo e borda reta residual mínima durante a pré-dobra. Essa otimização é baseada em parâmetros como espessura, largura, diâmetro do tambor e limite de rendimento, entre outros.

No entanto, a disposição dos rolos superiores e inferiores da dobradeira de três rolos é escalonada, tornando difícil controlar a taxa de alimentação da chapa metálica e, portanto, o controle numérico real não é possível. A dobradeira de quatro rolos e a dobradeira de dois rolos, por outro lado, podem controlar com precisão a taxa de alimentação da chapa metálica, permitindo assim um controle CNC real.

A Changzhi Forging desenvolveu com sucesso uma dobradeira CNC de quatro rolos, preenchendo a lacuna doméstica e sendo comparável aos produtos de fabricantes avançados de máquinas dobradeiras de chapas em todo o mundo.

O rolo superior de uma dobradeira de quatro rolos NC (Controle Numérico) é o rolo motriz principal, alimentado por um motor DC. O feedback de velocidade e posição é controlado através de um sistema de circuito fechado, composto por um regulador de velocidade CC, motor CC e codificador fotoelétrico, para garantir o controle preciso da alimentação do material em folha.

O rolo inferior e os rolos de ambos os lados são acionados por cilindros hidráulicos para movimento ascendente e descendente. O PLC (Controlador Lógico Programável) compara o sinal de entrada (Ur) com o sinal de feedback (Up) coletado pelo sensor de deslocamento e ajusta o sinal de entrada (△U) de acordo. Este sinal de entrada é então convertido em formato digital/analógico (D/A) e utilizado para acionar o sistema hidráulico, garantindo o controle preciso da posição do rolo inferior e dos dois rolos.

O sistema de controle da dobradeira CNC de quatro rolos é composto pelo seguinte hardware: um controlador de velocidade digital DC Eurotherm série 590, um PLC Omron C200HX, uma interface homem-máquina com tela de toque Mitsubishi A970GOT, um sensor de deslocamento de alta precisão e uma tela conectada à CPU C200HX através de comunicação padrão RS232.

Com base em parâmetros como espessura, largura, diâmetro, limite de rendimento e coeficiente de correção de retorno elástico, a dobradeira de quatro rolos com controle numérico pode calcular e otimizar automaticamente os parâmetros do processo, incluindo tempos de laminação, o deslocamento do rolo inferior e do rolo lateral, alimentação taxa da chapa, raio de conformação teórico, carga em cada rolo, inclinação do rolo superior e borda reta residual mínima durante a pré-dobragem. A máquina também permite controle automático.

O controle preciso da taxa de avanço da chapa metálica e da posição do rolo lateral e do rolo inferior permite uma verdadeira laminação CNC. A máquina pode armazenar 100 programas e tem a capacidade de editar e chamar programas, bem como recursos como autodiagnóstico de erros, alarme, monitoramento de estado e memória de desligamento.

4) Unidade de processamento flexível de bobina

A Unidade de Processamento Flexível de Bobinas é normalmente equipada com uma laminadora controlada numericamente e vários outros equipamentos, incluindo um sistema de pré-tratamento para a seção frontal da chapa e um sistema de entrega de produto acabado para a seção traseira.

A unidade é controlada por um sistema de controle que pode ser composto por um ou vários computadores, formando um sistema de processamento automatizado da placa da bobina.

A integração de informações e fluxo de materiais no sistema da dobradeira CNC permite o processamento eficiente e automatizado de pequenos lotes.

Como resultado, esta unidade oferece alta precisão, eficiência e flexibilidade, tornando-a um sistema de fabricação ideal.

As Figuras 8 e 9 mostram o layout da Unidade Dobradora de Placas Flexíveis, que é composta por uma dobradeira CNC, uma mesa de armazenamento de placas, um manipulador de carregamento, uma mesa de carregamento, um dispositivo de suporte e um dispositivo de descarregamento.

Fig. 8 Layout I da unidade de processamento flexível de bobina

Fig. 8 Layout I da unidade de processamento flexível de bobina

1. Quadro elétrico 2. Manipulador de carregamento 3. Dispositivo de suporte

4. Mesa de carga 5. Peça de trabalho 6. Dispositivo de descarga

7. Motor principal da máquina dobradeira 8. Plataforma de empilhamento de chapas

Fig. 9 Layout II da unidade de processamento flexível de bobina

Fig. 9 Layout II da unidade de processamento flexível de bobina

1. Motor principal da máquina de dobra 2. Dispositivo de suporte 3. Dispositivo de descarga

4. Mesa de rolos de alimentação 5. Manipulador de carregamento 6. Plataforma de empilhamento de placas

Durante o processo de laminação, o manipulador de carregamento retira o material da placa da mesa de armazenamento de placas e o coloca na mesa de trabalho de carregamento. O manipulador então alinha a placa e a envia para a dobradeira de placas.

À medida que o processo de laminação continua, o manipulador fixa a peça com base em seu formato, espessura e diâmetro. Ele fixa a peça por dentro ou por ambos os lados e a apoia com a curvatura da peça até que o formato desejado seja formado.

Uma vez concluído o processo de laminação, a máquina principal libera o corpo do rolamento e o manipulador de descarga empurra a peça para fora. O manipulador de descarga então pega a peça e a transporta para a mesa de produto acabado. Finalmente, a máquina principal e os manipuladores retornam às suas posições originais, prontos para a próxima peça a ser laminada.

Algumas unidades de processamento flexível de bobinas também podem ser equipadas com recursos adicionais, como centralização de chapas metálicas, inspeção cilíndrica e soldagem.

3. A diferença entre a China e os países estrangeiros

3.1 Bgrande introdução de máquinas dobradeiras no exterior

Os principais fabricantes de laminadoras avançadas incluem HAEUSLER na Suíça, SCHAFER na Alemanha, PROMAU DAVI MG, SER-TOM e BODRINI na Itália, ROUNDO na Suécia, KURI-MOTO no Japão e HUGH SMITH na Grã-Bretanha.

A dobradeira de chapa de quatro rolos da HAUSLER na Suíça é a mais renomada, com sua especificação máxima atingindo 78.000 kN, espessura de chapa de 250 mm e largura de chapa de 4.000 mm, com apenas 1,28 vezes a espessura da chapa permanecendo como borda reta.

Em algumas empresas, como a alemã Schafer, a italiana Davi, a italiana MG, a italiana FAC-CIN, a italiana SERTOM e a italiana BODRINI, a dobradeira horizontal de três rolos tipo down é comum e é ideal para laminação de chapas grossas e extrapesadas.

No Japão, o tipo de movimento cruzado de rolo superior da KURIMOTO (tipo universal de rolo superior) é mais prevalente, e as laminadoras de placas marítimas de grande escala da britânica HUGH SMITH e da italiana FACCIN têm um alto nível de tecnologia.

As dobradeiras curvas de três e quatro rolos das italianas PROMAU DAVI e MG são mais prevalentes, com a espessura máxima da dobradeira curva de três rolos capaz de atingir 140 mm.

A dobradeira de arco CNC de quatro rolos da DAVI possui acionamento totalmente hidráulico e os rolos em ambos os lados estão em modo de movimento de arco. O ponto tangente entre o rolo lateral e o rolo superior está mais próximo da linha central do rolo superior, e o menor diâmetro do rolo pode atingir 1,1 vezes o do rolo superior.

Os demais lados retos são curtos, com resistência de atrito quase nula entre os mecanismos. O acionamento planetário hidráulico é acoplado diretamente às extremidades do eixo do rolo superior e do rolo inferior, proporcionando alta eficiência de transmissão e ocupando pouco espaço. Os rolamentos são isentos de manutenção e não necessitam de lubrificação. A máquina possui compensação linear automática de velocidade para garantir a correspondência das velocidades superior e inferior dos rolos durante a laminação.

O controle CNC está disponível e a laminação de peças com raio de curvatura único e múltiplo pode ser calculada e programada automaticamente. O programa pode ser modificado e armazenado, e o controle da rede é fornecido. Possui uma função de exibição de animação 3D em tempo real e está equipado com REAL AUTO-CAD (CAD/CAM).

3.2 TOs principais problemas e o fosso entre a China e os países estrangeiros

Estima-se que a China tenha a maior produção de máquinas de dobragem a nível mundial, no entanto, a sua competitividade global na indústria não é forte. Os principais motivos são:

  • Em termos de composição do produto, uma grande proporção de máquinas dobradeiras de chapas nacionais são de pequeno a médio porte e de baixa qualidade. Embora existam alguns fabricantes que produzem dobradeiras em grande escala com uma força de laminação de 40.000 kN e uma espessura de 160 mm ou mais, eles são em sua maioria importados. Além disso, o valor técnico agregado e a taxa de controle numérico das dobradeiras de rolos nacionais são baixos, com produtos estrangeiros dominando o mercado de dobradeiras de controle numérico e unidades flexíveis de dobra de chapas.
  • As empresas estrangeiras possuem uma forte capacidade de fornecer soluções abrangentes, equipamentos completos e tecnologia aos clientes. Por exemplo, a empresa DAVI oferece um conjunto completo de equipamentos de conformação para torres de energia eólica, que atende bem à demanda do mercado nacional. Atualmente, apenas máquinas de dobra simples estão disponíveis na China.
  • A pesquisa básica sobre o mecanismo de conformação, especialmente a formação de chapas extra grossas e de alta resistência, a simulação do processo de conformação e o estabelecimento de modelos matemáticos, precisam ser fortalecidas.
  • Motores hidráulicos domésticos de baixa velocidade e alto torque e redutores planetários de grande torque e alta relação de velocidade que podem ser acoplados diretamente à extremidade do eixo do rolo de trabalho são insuficientes para o desenvolvimento de máquinas dobradeiras de chapas.
  • Ainda existe uma lacuna significativa no desenvolvimento especializado e na adequação de sistemas CNC.
  • Apesar do progresso na padronização das máquinas de dobra de chapas na China, ainda existem diferenças consideráveis ​​nos tipos de máquinas, configurações, parâmetros técnicos e segurança, exigindo mais esforços de padronização.
  • A maioria dos fabricantes nacionais de máquinas dobradeiras de chapas são empresas privadas de pequeno e médio porte, sem capacidade de desenvolvimento tecnológico e competitividade geral.

4. Discussão sobre a tendência de desenvolvimento da máquina dobradeira de chapas na China

  • O desenvolvimento da indústria química da China, bem como o crescimento das indústrias de caldeiras e vasos de pressão, levou a um aumento na demanda por dobradeiras horizontais de três rolos em grande escala. Essas máquinas estão sendo cada vez mais usadas para processar chapas grossas, chapas extra grossas, chapas de alta resistência e chapas compostas. Ao mesmo tempo, o desenvolvimento de máquinas dobradeiras de quatro rolos em grande escala está sendo impulsionado pela necessidade de conformação eficiente e precisa, economia de material e bordas retas restantes curtas.
  • O rápido crescimento de indústrias como petroleiros e tanques de petróleo criou uma demanda por máquinas dobradeiras de chapas pequenas que possam manusear chapas finas, tipos superlongos, multicurvaturas e controle numérico.
  • A utilização de dobradeiras como principal equipamento de processamento permite um conjunto completo de configurações, proporcionando aos clientes uma solução global. Também vale a pena considerar a solução global para a formação de torres de turbinas eólicas.
  • O desenvolvimento futuro de unidades flexíveis de dobra de chapas será centrado em máquinas de dobra de controle numérico.

5. Conclusão

Após décadas de crescimento, a indústria de máquinas de dobra da China estabeleceu um cluster de produção bem estruturado e uma cadeia industrial eficiente. Isso permitiu atender melhor às necessidades da indústria nacional de fabricação de equipamentos e impulsionar o processo de industrialização.

Para fortalecer ainda mais a indústria de fabricação de máquinas dobradeiras de chapas da China, é importante que a indústria aproveite as vantagens do plano nacional de revitalização industrial. Isto envolve acelerar o ajustamento da estrutura dos produtos, transformar e modernizar as empresas, incorporar tecnologia avançada do exterior, aumentar a capacidade de inovação independente e expandir o alcance da indústria.

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