¿Alguna vez se ha preguntado cómo se dobla una enorme plancha de acero para darle forma? En este artículo, exploramos la fascinante mecánica que se esconde tras las laminadoras de chapa, desvelando las fuerzas y los cálculos que hacen posible este complejo proceso. Prepárese para descubrir los secretos del curvado del acero con precisión y potencia.
La empresa de construcción e instalación de Laiwu Iron and Steel Co., Ltd. ha decidido seleccionar un motor para la laminadora de chapas en apoyo de la licitación para la reconstrucción y ampliación del alto horno de 750 m3 de la Planta General de Hierro y Acero de Laiwu (Lai Steel). La laminadora de chapas, que ha estado inactiva durante muchos años, se utilizará para preparar la producción del cuerpo del alto horno y es capaz de laminar chapas de acero de 40 mm de espesor.
Tomando como referencia el principio de funcionamiento de una máquina enderezadora multirodillo y considerando los parámetros de fuerza y energía, se han deducido lógicamente el principio de funcionamiento y las fórmulas de cálculo de los parámetros de fuerza y energía para la máquina laminadora de chapas.
Los resultados de la prueba indican que el motor seleccionado tiene suficiente potencia de accionamiento para cumplir los requisitos de capacidad de diseño de la placa. maquinaria de laminación.
La deformación por flexión de una chapa de acero en una laminadora de chapas es un proceso de flexión transversal. Como se ilustra en la Figura 1, bajo la influencia del momento flector M bajo una carga externa, las fibras longitudinales por encima de la capa neutra experimentan compresión, mientras que las fibras longitudinales por debajo de la capa neutra experimentan deformación por tracción.
Fig. 1 Diagrama de deformación por flexión de chapa de acero
Según la magnitud del momento de carga externa, cuando la tensión máxima en la capa superficial de la placa de acero es inferior al límite de fluencia del material de la placa de acero, las fibras longitudinales de cada capa se encuentran en un estado de deformación elástica. A medida que aumenta el momento de flexión bajo la carga externa, continúa la deformación de cada capa de fibras de acero.
Cuando la carga externa alcanza un determinado punto, la tensión en las fibras longitudinales de la superficie de la chapa de acero supera el límite elástico del material y las fibras sufren una deformación plástica. Cuanto mayor es la carga, más profunda se extiende la zona de deformación plástica desde la capa superficial hasta la capa neutra.
Cuando la tensión en todas las fibras longitudinales de la sección transversal de la chapa de acero supera el límite elástico del material, todas las fibras entran en un estado de deformación plástica y el proceso de plegado se concluye.
En laminadora de chapa tiene dos parámetros de funcionamiento:
La selección de la relación de flexión inversa es fundamental para determinar si la chapa de acero puede lograr el resultado de flexión deseado. En unplaca de rodillo El rodillo de plegado inverso se consigue presionando hacia abajo el rodillo de reducción.
Se pueden obtener diferentes curvaturas residuales ajustando la reducción para producir diferentes diámetros de tubos laminados.
Los parámetros de fuerza y energía de la laminadora de chapas se refieren a la presión (fuerza de flexión) ejercida sobre el rodillo, el par de flexión y la potencia motriz del motor de la laminadora de chapas.
La presión sobre el rodillo puede calcularse a partir del momento necesario para doblar la placa de acero. En este caso, la placa de acero se considera una viga sometida a una carga concentrada. La carga es la presión ejercida por cada rodillo sobre la placa de acero, como se muestra en la figura 2.
Fig. 2 Presión (fuerza de flexión) que actúa sobre el rodillo
En el cálculo, se supone que el momento flector de la chapa de acero bajo el segundo rodillo es un momento flector plástico puro Mses decir, M2 = Ms (el momento flector plástico puro M es el momento flector máximo que puede alcanzarse en la flexión elástico-plástica).
En la fórmula:
De este modo, P1, P2, P3 puede calcularse en función de la condición de equilibrio de la fuerza externa sobre la chapa de acero bajo el segundo rodillo:
Presión total:
El par de flexión MK que actúa sobre el rodillo puede determinarse según el principio de igual función.
El trabajo de flexión AK producido por el par de flexión en el rodillo será igual al trabajo AP para el plástico deformación del acero es decir, Ap = Ak (Fig. 3).
Fig. 3 Variación del momento flector a lo largo de la longitud de la placa
El trabajo de deformación plástica Ap2 de la chapa de acero bajo el segundo rodillo es:
En la fórmula:
Trabajo de flexión que actúa sobre el segundo rodillo:
Donde D2 es el diámetro del cilindro de trabajo.
Para hacer:
Para facilitar el cálculo, se parte de los siguientes supuestos:
Entonces la fórmula es la siguiente:
La potencia del motor puede calcularse según la fórmula siguiente:
En la fórmula:
Según la fórmula de cálculo anterior, la potencia de accionamiento del motor de 40 mm de espesor laminado de chapa de acero máquina se selecciona de la siguiente manera:
Se sabe que: h = 40 mm, D = 420 mm, t = 900 mm, la anchura máxima de la chapa de acero laminada b = 2500 mm, el diámetro mínimo de laminación r = 1000 mm, d = 400 mm, v = 2 m/min.
Así:
Según el cálculo anterior, la potencia de accionamiento del motor de la laminadora de chapa de acero de 40 mm se selecciona en 25 kW.
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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