Arroz. 1. Durante o ciclo de laminação do sistema de alimentação de rolo vertical, a borda principal “dobra” na frente dos rolos de dobra. A borda de fuga recém-cortada é então deslizada sobre a borda de ataque, posicionada e soldada para formar a casca laminada.
Qualquer pessoa que trabalhe na indústria de fabricação de metal provavelmente estará familiarizada com laminadores, sejam eles laminadores de pré-nip, laminadores de três rolos de nip duplo, laminadores translacionais geométricos de três rolos ou laminadores de quatro rolos. Cada um deles tem suas limitações e vantagens, mas têm uma coisa em comum: enrolam chapas e chapas na posição horizontal.
Um método menos conhecido envolve a rolagem na direção vertical. Como outros métodos, a rolagem vertical tem limitações e benefícios. Esses pontos fortes quase sempre resolvem pelo menos um de dois problemas. Um deles é o efeito da gravidade na peça durante o processo de laminação e o outro é a ineficiência do processamento do material. As melhorias podem melhorar o fluxo de trabalho e, em última análise, aumentar a competitividade do fabricante.
A tecnologia de laminação vertical não é nova. Suas raízes remontam a vários sistemas personalizados criados na década de 1970. Na década de 1990, alguns fabricantes de máquinas ofereciam laminadores verticais como linha de produtos padrão. Esta tecnologia tem sido adotada por diversas indústrias, principalmente na área de construção de tanques.
Tanques e recipientes comuns que são frequentemente produzidos verticalmente incluem aqueles usados nas indústrias alimentícia, de laticínios, de vinho, de cerveja e farmacêutica; Tanques de armazenamento de petróleo API; tanques de água soldados para agricultura ou armazenamento de água. Os rolos verticais reduzem significativamente o manuseio de materiais, muitas vezes proporcionam melhor qualidade de dobra e lidam com mais eficiência com a próxima etapa de montagem, alinhamento e soldagem.
Outra vantagem é mostrada onde a capacidade de armazenamento do material é limitada. O armazenamento vertical de lajes ou lajes requer menos espaço do que o armazenamento de lajes ou lajes em uma superfície plana.
Considere uma oficina na qual corpos de tanques de grande diâmetro (ou “camadas”) são enrolados em rolos horizontais. Após a laminação, os operadores realizam soldagem por pontos, abaixam as estruturas laterais e estendem a carcaça laminada. Como a casca fina cede sob seu próprio peso, ela deve ser reforçada com reforços ou estabilizadores ou girada para uma posição vertical.
Um volume tão elevado de operações – alimentar pranchas de rolos horizontais para rolos horizontais apenas para retirá-las depois de laminá-las e incliná-las para empilhá-las – pode criar todos os tipos de problemas de produção. Graças à rolagem vertical, a loja elimina todo processamento intermediário. As folhas ou placas são alimentadas verticalmente e enroladas, fixadas e depois levantadas verticalmente para a próxima operação. Ao levantar, o casco do tanque não resiste à gravidade, por isso não dobra com o próprio peso.
Alguma laminação vertical ocorre em máquinas de quatro rolos, especialmente para tanques menores (normalmente com menos de 2,5 metros de diâmetro) que serão enviados a jusante e processados verticalmente. O sistema de 4 rolos permite a relaminagem para eliminar superfícies planas não dobradas (onde os rolos prendem a folha), o que é mais perceptível em núcleos de pequeno diâmetro.
Na maioria dos casos, a laminação vertical dos tanques é realizada em máquinas de três rolos com geometria de fixação dupla, alimentadas por placas metálicas ou diretamente por bobinas (este método está se tornando mais comum). Nessas configurações, o operador usa um medidor de raio ou modelo para medir o raio da cerca. Eles ajustam os rolos de dobra quando tocam a borda principal da teia e, novamente, à medida que a teia continua a ser alimentada. À medida que a bobina continua a entrar em seu interior firmemente enrolado, o retorno elástico do material aumenta e o operador move a bobina para causar mais flexão para compensar.
A elasticidade depende das propriedades do material e do tipo de bobina. O diâmetro interno (ID) da bobina é importante. Outras coisas sendo iguais, a bobina tem 20 polegadas. O ID é enrolado com mais força e tem mais salto do que a mesma bobina enrolada em até 26 polegadas. IDENTIFICADOR.
Figura 2. A rolagem vertical tornou-se parte integrante de muitas instalações de campo de tanques. Ao usar um guindaste, o processo geralmente começa no andar superior e desce. Observe a única costura vertical na camada superior.
Observe, entretanto, que a laminação em calhas verticais é muito diferente da laminação de chapas grossas em rolos horizontais. Neste último caso, os operadores trabalham diligentemente para garantir que as bordas da chapa correspondam exatamente no final do ciclo de laminação. Chapas grossas laminadas em diâmetros estreitos são menos retrabalhadas.
Ao formar cascas de latas com rolos verticais alimentados por rolo, o operador não pode unir as bordas no final do ciclo de laminação porque, é claro, a folha vem diretamente do rolo. Durante o processo de laminação, a folha possui uma borda de ataque, mas não terá uma borda de fuga até que seja cortada do rolo. No caso desses sistemas, o rolo é enrolado em um círculo completo antes de ser realmente dobrado e, em seguida, cortado após a conclusão (ver Figura 1). A borda posterior recém-cortada é então deslizada sobre a borda principal, posicionada e então soldada para formar uma casca enrolada.
A pré-dobragem e a nova laminação na maioria das máquinas alimentadas por rolo são ineficientes, o que significa que elas geralmente apresentam quebras nas bordas dianteira e traseira (semelhantes aos planos não dobrados na laminação não alimentada por rolo). Essas peças geralmente são recicladas. No entanto, muitas empresas veem a sucata como um pequeno preço a pagar por toda a eficiência no manuseio de materiais que os rolos verticais lhes proporcionam.
No entanto, algumas empresas desejam aproveitar ao máximo o material que possuem, por isso optam por sistemas niveladores de rolos integrados. Eles são semelhantes aos endireitadores de quatro rolos nas linhas de manuseio de rolos, apenas virados de cabeça para baixo. As configurações comuns incluem endireitadores de 7 e 12 rolos que usam uma combinação de rolos de enrolamento, endireitadores e dobradores. A endireitadeira não apenas minimiza a perda de cada bucha defeituosa, mas também aumenta a flexibilidade do sistema, ou seja, o sistema pode produzir não apenas peças laminadas, mas também placas.
A técnica de nivelamento não consegue reproduzir os resultados dos sistemas de nivelamento comumente usados em centros de serviços, mas pode produzir material plano o suficiente para ser cortado com laser ou plasma. Isso significa que os fabricantes podem usar bobinas tanto para laminação vertical quanto para corte longitudinal.
Imagine que um operador que enrola um invólucro para uma seção de uma lata receba uma ordem para enviar metal bruto para uma mesa de corte a plasma. Depois de enrolar as caixas e enviá-las rio abaixo, ele configurou o sistema para que as endireitadeiras não fossem alimentadas diretamente nas leiras verticais. Em vez disso, o nivelador alimenta um material plano que pode ser cortado no comprimento certo, criando uma placa de corte a plasma.
Depois de cortar um lote de peças brutas, o operador reconfigura o sistema para retomar a laminação das mangas. E porque rola material horizontal, a variabilidade do material (incluindo diferentes níveis de elasticidade) não é um problema.
Na maioria das áreas de fabricação industrial e estrutural, os fabricantes procuram aumentar o número de fábricas para simplificar a fabricação e montagem no local. Porém, esta regra não se aplica quando se trata da fabricação de grandes tanques de armazenamento e estruturas similares de grande porte, principalmente porque tal trabalho envolve dificuldades incríveis no manuseio de materiais.
A faixa vertical alimentada por rolo usada no local simplifica o manuseio de materiais e otimiza todo o processo de fabricação do tanque (ver fig. 2). É muito mais fácil transportar rolos de metal para o local de trabalho do que enrolar uma série de perfis enormes na oficina. Além disso, a laminação no local significa que mesmo os tanques de maior diâmetro podem ser produzidos com apenas uma solda vertical.
Ter um equalizador no local proporciona mais flexibilidade para as operações no local. É uma escolha comum para fabricação de tanques no local, onde a funcionalidade adicional permite que os fabricantes usem bobinas endireitadas para fabricar decks ou fundos de tanques no local, eliminando o transporte entre a oficina e o local de construção.
Arroz. 3. Alguns rolos verticais integrados ao sistema de produção de tanques no local. O macaco levanta a camada previamente enrolada sem o uso de guindaste.
Algumas operações no local integram leiras verticais num sistema maior, incluindo unidades de corte e soldadura combinadas com macacos exclusivos, eliminando a necessidade de gruas no local (ver Figura 3).
Todo o reservatório é construído de cima para baixo, mas o processo começa do zero. Veja como funciona: O rolo ou folha é alimentado através de rolos verticais a apenas alguns centímetros de onde deveria estar a parede do tanque. A parede é então alimentada em guias que transportam a folha à medida que ela passa por toda a circunferência do tanque. O rolo vertical é interrompido, as pontas são cortadas, perfuradas e uma única costura vertical é soldada. Em seguida, os elementos das nervuras são soldados à casca. Em seguida, o macaco levanta a casca enrolada. Repita o processo para o próximo bolo abaixo.
Soldas circunferenciais foram feitas entre as duas seções laminadas e, em seguida, o teto do tanque foi fabricado no local – embora a estrutura permanecesse próxima ao solo, apenas as duas conchas superiores foram fabricadas. Assim que o telhado estiver concluído, macacos levantam toda a estrutura em preparação para a próxima cobertura, e o processo continua – tudo sem guindaste.
Quando a operação atinge seu nível mais baixo, as lajes entram em ação. Alguns fabricantes de tanques de campo usam placas com 3/8 a 1 polegada de espessura e, em alguns casos, até mais pesadas. É claro que as folhas não são fornecidas em rolos e têm comprimento limitado, portanto essas seções inferiores terão várias soldas verticais conectando as seções da folha laminada. Em qualquer caso, utilizando máquinas verticais no local, as placas podem ser descarregadas de uma só vez e roladas no local para utilização direta na construção de tanques.
Este sistema de construção de tanques é um exemplo de eficiência no manuseio de materiais alcançada (pelo menos em parte) pela laminação vertical. É claro que, como qualquer outro método, a rolagem vertical não é adequada para todas as aplicações. A sua aplicabilidade depende da eficiência de processamento que cria.
Suponha que um fabricante instale uma faixa vertical sem alimentação para uma variedade de aplicações, a maioria das quais são revestimentos de pequeno diâmetro que requerem pré-dobramento (dobrar as bordas dianteira e traseira da peça de trabalho para minimizar superfícies planas não dobradas). Estes trabalhos são teoricamente possíveis em rolos verticais, mas a pré-dobragem na direção vertical é muito mais difícil. Na maioria dos casos, a laminação vertical de grandes quantidades, exigindo pré-dobramento, é ineficiente.
Além dos problemas de manuseio de materiais, os fabricantes integraram a rolagem vertical para evitar a gravidade (novamente, para evitar flexionar grandes conchas sem suporte). No entanto, se a operação envolver apenas a laminação de uma folha suficientemente forte para manter a sua forma durante todo o processo de laminação, não faz sentido enrolar essa folha verticalmente.
Além disso, trabalhos assimétricos (ovais e outras formas incomuns) geralmente são melhor formados em faixas horizontais, com suporte superior, se desejado. Nestes casos, os suportes não só evitam a flacidez devido à gravidade, mas também guiam a peça durante o ciclo de laminação e ajudam a manter a forma assimétrica da peça. A complexidade de manipular esse trabalho verticalmente pode anular todos os benefícios da rolagem vertical.
A mesma ideia se aplica à laminação de cones. Os cones giratórios dependem do atrito entre os rolos e do diferencial de pressão de uma extremidade à outra do rolo. Role o cone verticalmente e a gravidade adicionará complexidade. Pode haver exceções, mas para todos os efeitos, um cone de rolagem vertical é impraticável.
A utilização de uma máquina de três rolos com geometria translacional na posição vertical também costuma ser impraticável. Nessas máquinas, os dois rolos inferiores movem-se lado a lado em qualquer direção, enquanto o rolo superior é ajustável para cima e para baixo. Esses ajustes permitem que as máquinas dobrem geometrias complexas e rolem materiais de diversas espessuras. Na maioria dos casos, esses benefícios não aumentam com a rolagem vertical.
Ao escolher os rolos de chapa, é importante realizar uma pesquisa cuidadosa e completa e levar em consideração o uso pretendido da máquina na produção. As faixas verticais têm funcionalidade mais limitada do que as faixas horizontais tradicionais, mas oferecem vantagens importantes quando se trata de aplicação adequada.
As laminadoras de placas verticais geralmente têm design, desempenho e características de design mais fundamentais do que as laminadoras de placas horizontais. Além disso, os rolos muitas vezes são grandes demais para a aplicação, eliminando a necessidade de incluir a coroa (e o efeito barril ou ampulheta que ocorre na peça quando a coroa não está devidamente ajustada para o trabalho que está sendo realizado). Quando usados em conjunto com desenroladores, eles formam um material fino para tanques inteiros de oficina, normalmente com até 21'6″ de diâmetro. A camada superior de um tanque instalado em campo com diâmetro muito maior pode ter apenas uma solda vertical em vez de três ou mais placas.
Novamente, a maior vantagem da laminação vertical está em situações onde o tanque ou embarcação precisa ser construído em pé devido ao efeito da gravidade em materiais mais finos (até 1/4″ ou 5/16″ por exemplo). A produção horizontal exigirá o uso de anéis de reforço ou anéis estabilizadores para fixar o formato redondo das peças laminadas.
A verdadeira vantagem dos rolos verticais reside na eficiência do manuseio de materiais. Quanto menos manipulação você precisar fazer com o corpo, menor será a probabilidade de ele ser danificado e retrabalhado. Considere a alta demanda por tanques de aço inoxidável na indústria farmacêutica, que está mais movimentada do que nunca. O manuseio descuidado pode levar a problemas cosméticos ou pior, danos à camada de passivação e contaminação do produto. Os rolos verticais trabalham em conjunto com sistemas de corte, soldagem e acabamento para reduzir a chance de manipulação e contaminação. Quando isso acontece, os produtores podem se beneficiar.
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Horário da postagem: 07 de maio de 2023