Precisão em movimento: Avanços nas máquinas chinesas de dobragem por rolo

Imagine transformar uma folha de metal plana numa curva complexa com precisão e eficiência. As máquinas de curvar por laminagem, cruciais em indústrias como a construção naval e a aeroespacial, conseguem-no através de tecnologias avançadas, incluindo o controlo CNC. Este artigo explora a evolução e as capacidades actuais destas máquinas na China, destacando os avanços que permitem a criação de componentes metálicos de elevada resistência e com formas precisas. Os leitores ficarão a saber como as modernas máquinas de curvar por laminagem aumentam a eficiência da produção e a qualidade do produto, alargando os limites do que é possível na conformação de metais.

Precisão em Movimento Avanços nas máquinas chinesas de dobragem por laminação

Índice

1. Visão geral

A máquina de dobrar rolos de chapa é um dos oito principais produtos da maquinaria de forjamento e insere-se na categoria das máquinas de correção de dobragem.

A máquina de dobrar por rolo é um equipamento de conformação de metais 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 numa flexão elastoplástica contínua da chapa, o que leva à criação de uma peça de trabalho de forma e precisão pré-determinadas.

O rolo de trabalho é o principal componente de trabalho e converte a energia mecânica e hidráulica em energia cinética para facilitar a sua mudança de posição e rotação. Isto facilita a dobragem e o enrolamento de chapas metálicas em peças curvas ou cilíndricas de curvatura simples ou múltipla num estado frio, médio ou quente.

Ajustando a forma do rolo ou adicionando um dispositivo de enrolamento em cone, o fluxo do material pode ser restringido e a velocidade de movimento de diferentes partes na mesma peça de trabalho pode ser alterada. Isto permite a criação de peças em arco ou cilindro com formas de curvatura simples ou múltiplas, tais como elipses, quadrados e formas assimétricas.

Dois métodos, dobragem por prensagem e dobragem, podem ser utilizadas para dobrar chapas metálicas em formas simples ou em arco com curvaturas simples ou múltiplas. A quinagem por prensagem é efectuada numa prensa hidráulica ou travão de prensa com o auxílio de uma matriz, baseando-se principalmente na flexão plástica transversal. O processo de quinagem é um processo descontínuo ponto a ponto ou seccional.

Em comparação com a dobragem por prensagem, dobragem de rolos tem as seguintes vantagens:

  • O processo de dobragem é uma dobragem elástica-plástica contínua com uma baixa quantidade de retorno elástico e uma força de tração definida, resultando numa formação precisa, dobras de alta qualidade e elevada eficiência de trabalho.
  • A ausência de moldagem de matrizes reduz os custos operacionais.
  • A dobragem de rolos requer uma força de flexão em comparação com a dobragem por prensagem e o custo de uma máquina de dobragem de rolos é inferior ao de uma prensa hidráulica.
  • Com a adição de equipamento auxiliar, dobragem de rolos também pode ser utilizado para criar peças cónicas e dobrar tubos e perfis.

Como resultado, a Máquina dobradeira de rolos de chapa é amplamente utilizado em várias indústrias, tais como fabricação de caldeiras, construção naval, petróleo, química, hidráulica e estrutura metálica.

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

Na década de 1990, as máquinas de dobragem de chapas de controlo numérico desenvolveram-se rapidamente na China e sofreram melhorias contínuas, tornando-se cada vez mais maduras. A transição da automação de uma única máquina para uma célula de fabrico flexível também foi concluída.

Uma produção eficiente, precisa e em massa é essencial para a civilização industrial moderna. O desenvolvimento de equipamento de correção de dobragem de alta eficiência, alta precisão, seguro, amigo do ambiente, automatizado, flexível e inteligente é crucial para melhorar o nível da indústria de fabrico de equipamento da China, satisfazer as necessidades da concorrência empresarial e aumentar os benefícios económicos.

2. A situação de base de máquinas de dobrar rolos na China

2.1 Papel importante da máquina de dobragem de rolos na indústria de fabrico de equipamento

A procura de máquinas de dobrar chapas está a aumentar devido ao desenvolvimento de várias indústrias, como a aeroespacial, armas militares, automóveis, locomotivas e material circulante, instrumentos e contadores, construção naval, indústria química, vasos de pressão, metalurgia, maquinaria de engenharia e componentes metálicos. A exigência de precisão das chapas de laminagem também está a aumentar.

A indústria de construção naval chinesa tem exigências mais elevadas em termos de funcionalidade, fiabilidade, segurança e automatização das máquinas de dobragem comuns e marítimas com funções compostas de enrolamento, devido ao rápido crescimento da indústria transformadora.

A indústria da energia eléctrica, que inclui a energia do carvão, a energia hidroelétrica, a energia nuclear e a energia eólica, incentivada pela política nacional de energia limpa, requer grandes conjuntos de máquinas de dobrar para condutas e torres de colunas.

A tendência para recipientes sob pressão de grande escala e de elevado parâmetro está a tornar-se mais evidente em indústrias como a do petróleo offshore, gás natural, petroquímica e química do carvão. Grande escala laminagem de chapas As máquinas, capazes de formar placas espessas e de alta resistência, são cruciais para a produção de reactores de hidrogenação de mil toneladas, reactores 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 cortes tornar-se-ão cada vez mais intensos. Estima-se que a utilização de máquinas de dobrar chapas como equipamento de processo aumente a eficiência em 10 a 40 vezes e economize mais de 60% de materiais.

Os dados mostram que é necessário deformar 70% da produção de aço e 2/3 do aço na conformação de metais indústria necessita de processamento. Para cada 10.000 toneladas de reprocessamento de chapas, tubos e perfis, é necessário um dobrador de tubos, uma máquina de dobrar rolos e uma máquina de dobrar rolos de perfis.

2.2 Situação atual da máquina de dobragem de rolos de chapa

Nos últimos anos, a indústria de máquinas de dobragem de rolos na China tem crescido significativamente e as suas capacidades de fabrico têm melhorado. Isto teve um impacto significativo na melhoria do nível de fabrico 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 para dobrar chapas podem ser classificadas em várias categorias com base em diversos factores:

  • Número de rolos de trabalho: dois rolos, três rolos, quatro rolos ou múltiplos rolos
  • Disposição dos rolos: simétrica ou assimétrica
  • Posição do eixo do rolo: horizontal ou vertical
  • Modo de regulação do rolo: regulação para cima ou para baixo
  • Modo de acionamento principal: mecânico ou hidráulico
  • Modo de transmissão do rolo: acionamento superior, acionamento inferior ou acionamento total
  • Tipo de corpo de rolamento: aberto ou fechado (marítimo)
  • Função: comum ou polivalente
  • Método de laminagem: laminagem a frio, laminagem a quente ou laminagem a quente
  • Modo de controlo: controlo de corrente forte, controlo NC ou controlo CNC

A tabela 1 mostra os principais tipos de máquinas de dobragem de chapa com base no número de rolos de trabalho, disposição dos rolos, métodos de ajuste de posição, etc. Os tipos comuns de máquinas de dobragem de três rolos incluem:

  • Tipo simétrico
  • Tipo de curva descendente
  • Tipo horizontal descendente
  • Tipo cruzado de rolo superior (tipo universal de rolo superior)

Outros tipos comuns de máquinas de dobragem de chapas incluem:

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

2) História do desenvolvimento e situação atual da máquina para dobrar chapas

A produção especializada de máquinas de dobrar chapas na China começou no início dos anos 70 com o desenvolvimento de uma máquina de dobrar de três rolos simétrica com transmissão mecânica. Embora tivesse uma estrutura simples, não podia pré-dobrar as extremidades da chapa, o que resultava numa baixa eficiência de produção e num aumento dos custos de mão de obra e de material.

No final da década de 1970, a Changzhi Iron and Steel (Group) Forging Machinery desenvolveu com sucesso uma máquina de dobragem de chapa de quatro rolos com transmissão mecânica que podia pré-dobrar ambas as extremidades da chapa. No entanto, esta máquina tinha uma grande estrutura, alto consumo de material e um longo ciclo de fabrico.

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

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

No início dos anos 90, Changzhi Forging desenvolveu a máquina dobradeira de placa de três rolos tipo arco para baixo e a máquina dobradeira de placa de quatro rolos tipo arco. Estas máquinas podem pré-dobrar e enrolar a placa em um processo de carga e descarga, e tinha uma força de flexão razoável, peso leve e estrutura compacta. A máquina curvadora de chapa de quatro rolos curvos era particularmente adequada para enrolar cilindros de pequeno diâmetro, com um diâmetro mínimo do cilindro de 1,1-1,2 vezes o diâmetro do rolo superior.

Em meados da década de 1990, a Changzhi Forging adoptou a tecnologia de transmissão principal de confluência de quatro motores e aplicou-a à estrutura de regulação do tipo horizontal descendente para máquinas de dobragem de três rolos em grande escala. A primeira máquina de dobragem de três rolos do tipo horizontal descendente CDW11XNC -140×4000 de grande escala foi desenvolvida para o Projeto das Três Gargantas e, em 2002, a fábrica produziu a máquina de dobragem de três rolos do tipo horizontal descendente CDW11XNC -160/250×4000 para a Fábrica de Maquinaria Química de Nanjing.

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

Fig. 1 Máquina de dobragem de três rolos de tipo horizontal CDW11XNC-140×4000

Atualmente, a China é capaz de produzir a maior máquina horizontal de dobragem de chapas de três rolos com regulação descendente. Esta máquina pode enrolar placas frias com uma espessura de até 250 mm e placas de bobina quente com uma espessura de até 400 mm. A largura máxima da placa que pode ser processada é de 3000 mm a 4500 mm, e a pressão do rolo superior e inferior pode atingir 40000 kN a 60000 kN.

Os principais fabricantes nacionais de máquinas de dobragem de três rolos do tipo horizontal descendente em grande escala são a Changzhi Forging, a Hubei Ezhong e a Tai'an Hualu. A figura 2 mostra a máquina de dobragem de três rolos do tipo horizontal descendente CDW11XNC -40×8000.

Fig. 2 CDW11XNC -40×8000 máquina de dobragem de três rolos do tipo horizontal descendente

Fig. 2 Máquina de dobragem de três rolos do tipo horizontal descendente CDW11XCNC-40×8000

A máquina tem capacidade para laminar chapas com uma espessura máxima de 40 mm, uma largura máxima de 8000 mm, uma limite de elasticidade de 240 MPa, e um diâmetro mínimo do enrolador em plena carga de ø2500 mm, com um diâmetro mínimo do enrolador de ø900 mm.

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

O sistema NC pode calcular e gerar automaticamente programas com base em parâmetros como a espessura da chapa, a largura, o diâmetro do tambor, o limite de elasticidade, etc., permitindo o controlo automático.

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

Fig. 3 Máquina de dobragem de três rolos do tipo horizontal descendente CDW11XNC-8×9500

Fig. 3 Máquina de dobragem de três rolos do tipo horizontal descendente CDW11XCNC-8×9500

A máquina é accionada principalmente por três rolos com um corpo de rolamento basculante, capaz de laminar peças cilíndricas fechadas. Possui também controlo por computador, o que a torna particularmente adequada para laminar peças cilíndricas longas, de paredes finas e com múltiplas curvaturas.

A máquina de dobragem de três rolos com um rolo superior do tipo cruzado (rolo superior do tipo universal) foi fabricada com sucesso pela primeira vez pela Primeira Fábrica de Maquinaria Pesada no início da década de 1980. No final da década de 1980, empresas como a Nantong Hengli Heavy Industry começaram a produzi-la profissionalmente.

A máquina requer apenas o ajuste do rolo superior para efetuar a laminagem e a pré-dobragem de chapas. O rolo inferior é fixo, facilitando a utilização do material e a laminação da chapa. No entanto, a grande estrutura da máquina pode ser um desafio, tornando-a mais adequada para laminar chapas com uma espessura inferior a 80 mm a 100 mm.

A máquina de dobrar chapas marítimas foi inicialmente fabricada pela First Heavy Machinery Factory e Changzhi Forging. Inicialmente, tinha uma estrutura simétrica com especificações como W11TNC-20×8000 e W11TNC-25×9000. Como a produção de construção naval da China cresceu rapidamente e a indústria de construção naval mudou de fraca para forte, a máquina de dobra marítima desenvolveu-se em um tipo horizontal para baixo, além de sua estrutura simétrica.

Esta máquina é capaz de laminar e pré-dobrar peças curvas e cónicas e pode dobrar chapas de aço com a ajuda de um matriz de dobragem. Funciona como uma máquina de laminagem e uma máquina de dobragem. A tecnologia de compensação de deflexão para os rolos de trabalho superior e inferior, a tecnologia de condução independente bidirecional do rolo de trabalho e a tecnologia de controlo numérico para dobragem e processo de dobragem Os parâmetros atingiram um nível de classe mundial.

Atualmente, a pressão máxima para baixo do rolo superior da máquina de dobragem de placas marítimas domésticas é de 22000 kN. A largura das chapas laminadas ou dobradas pode atingir mais de 21000 mm, satisfazendo as necessidades da indústria de construção naval.

As Figuras 4 e 5 mostram a máquina de dobragem de três rolos marítima CDW11TNC-32×13500 da Changzhi Forging e a máquina de dobragem de três rolos horizontal descendente marítima CDW11TXNC-22000kN×16000 mm, respetivamente. Principais máquinas marítimas nacionais fabricantes de máquinas de dobragem incluem a Changzhi Forging, a Tai'an Hualu e a Nantong Hengli.

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

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

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

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

  1. Sistema de acionamento principal 2. Quadro 3. Cilindro de óleo principal 4. Viga superior
  2. Rolo de trabalho superior 6. Rolo de apoio superior7. Rolo de trabalho inferior 8. Rolo de apoio inferior
  3. Dispositivo de deslocação horizontal do rolo inferior 10. Viga transversal inferior 11. Viga de ligação

O rolo vertical é uma máquina de dobragem de três ou quatro rolos, em que o eixo é perpendicular ao plano horizontal. O tipo mais comummente utilizado é a máquina de dobragem vertical simétrica de três rolos.

A Changzhi Iron and Steel (Group) Forging fabricou equipamento como CDW11TNC-36×1000 e 12×2000 para várias indústrias, incluindo as indústrias petrolífera e química.

A First Heavy Machine Factory introduziu a tecnologia da Hugh Smith Company do Reino Unido e concebeu e produziu uma série de máquinas de dobragem vertical com um único rolo principal. Fabricaram uma máquina de dobragem vertical de 30000kN x 3600mm.

Em comparação com as máquinas de dobragem horizontais, as máquinas de dobragem verticais têm a vantagem de serem leves, ocuparem menos espaço no chão e terem um menor consumo de energia, o que leva a uma redução da intensidade de trabalho, particularmente na laminagem a quente.

A máquina de dobrar de dois rolos tem um rolo de aço rígido como rolo superior e um rolo elástico com um núcleo de rolo de aço envolvido num revestimento elástico como rolo inferior.

A modelação rotativa com utilização de meios elásticos (RSEM) é um método avançado de dobragem de chapas metálicas partes com um meio elástico.

Atualmente, empresas como a Changzhi Forging e outras possuem a tecnologia para conceber e fabricar estes produtos, e a Escola de Engenharia Mecânica e Eléctrica da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing também desenvolveu um.

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

Fig. 6 Esquema da máquina de dobrar chapas de dois rolos

Fig. 6 Esquema da máquina de dobrar chapas de dois rolos

A máquina de dobrar de dois rolos foi inventada por Kauffman, nos Estados Unidos. Desde então, países como a Grã-Bretanha, Japão, França, Itália e Rússia também dominaram a tecnologia e produziram máquinas altamente automatizadas. Máquina CNC ferramentas. Estas máquinas são utilizadas para fabricar várias peças de paredes finas em sectores como a aviação, os produtos químicos e os produtos civis. As peças incluem cascas cilíndricas e cónicas, secções de tubos, peças de paredes finas com formas especiais, peças de paredes finas com várias unidades e secções de placas reforçadas ou onduladas (ver Figura 7).

Fig. 7 Peças de parede fina fabricadas com a tecnologia RESM

Fig. 7 Peças de parede fina fabricadas com a tecnologia RESM

Em comparação com as tecnologias de dobragem de três e quatro rolos, o processo RESM tem várias características e vantagens notáveis:

  • Alta precisão em peças de conformação: O processo RESM resulta num elevado grau de precisão na curvatura e no paralelismo dos bordos após a dobragem, com o bordo reto a permanecer inferior à espessura da chapa, tornando-o ideal para a formação de chapas porosas e chapas nervuradas com camadas protectoras.
  • Elevada curvatura de dobragem e rendimento: O processo de dobragem por rolo envolve uma deformação gradual sob baixa pressão, o que reduz o risco de rugas e fissuras durante a conformação. A pequena força necessária para a conformação também a torna adequada para materiais difíceis de deformar, como titânio ligas, aço inoxidável e materiais compósitos.
  • Alta eficiência de produção: O processo RESM é conveniente para operar e tem uma alta velocidade de trabalho, resultando em maior produtividade do trabalho.
  • Boa qualidade da superfície: A utilização de um meio elástico protege a superfície de riscos durante a dobragem e a conformação, preservando a qualidade da superfície, especialmente no caso de chapas com camadas de proteção e superfícies polidas.

No entanto, há também algumas desvantagens a considerar:

  • Versatilidade limitada: A necessidade de utilizar revestimentos no rolo superior para cilindros com diferentes curvaturas significa que o RESM não é ideal para produtos com muitas variedades e pequenos lotes.
  • Limitações de espessura de processamento: A RESM está geralmente limitada ao processamento de chapas de espessura inferior a 10 mm.

Em conclusão, a tecnologia RESM tem uma vasta gama de aplicações potenciais. Atualmente, à medida que a indústria química chinesa e indústrias como as caldeiras e os vasos de pressão continuam a desenvolver-se, a procura de máquinas de dobragem de chapas grossas e de alta resistência com controlo numérico está a crescer. Entretanto, o desenvolvimento das indústrias de camiões-cisterna e de reservatórios de petróleo está a impulsionar a necessidade de pequenas máquinas de dobragem com capacidade para lidar com chapas finas, tipos superlongos, multi-curvaturas e controlo numérico. O futuro da tecnologia de dobragem envolverá também o desenvolvimento de unidades flexíveis de dobragem, com máquinas de dobragem CNC como centro.

3) Controlo automático da máquina de laminagem de chapas

A máquina de dobragem mecânica utiliza normalmente um controlo de corrente forte, enquanto a máquina de dobragem de chapa hidráulica utiliza o controlo NC (Controlo Numérico). O sistema de controlo NC é utilizado principalmente para sincronizar o controlo de posição dos cilindros de óleo em ambas as extremidades do rolo de trabalho de uma forma estática e dinâmica.

No processo de laminagem, o controlo é essencialmente efectuado pelo operador com base na sua experiência. A máquina de laminagem de controlo numérico, no entanto, permite o controlo automático e oferece uma elevada precisão de laminagem, eficiência e facilidade de operação. É adequada tanto para a laminagem por lotes como para a laminagem de pequenos lotes de peças individuais.

Atualmente, várias máquinas de dobragem, tais como a máquina de dobragem de três rolos horizontal descendente, a máquina de dobragem de três rolos curva descendente, a máquina de dobragem de dois rolos, a máquina de dobragem de quatro rolos normal e em arco, a máquina de dobragem marítima, entre outras, estão equipadas com funções CNC.

O componente central destas máquinas é um computador industrial de processamento PLC, que não só sincroniza dinâmica e estaticamente os cilindros de óleo esquerdo e direito do rolo de trabalho, como também calcula e optimiza automaticamente os parâmetros do processo, como os tempos de laminagem, a quantidade de redução de cada vez, o movimento horizontal do rolo inferior, a taxa de alimentação da chapa, o raio teórico de formação, a carga em cada rolo e o bordo reto residual mínimo durante a pré-dobragem. Esta otimização baseia-se em parâmetros como a espessura, a largura, o diâmetro do tambor e o limite de rendimento, entre outros.

No entanto, a disposição dos rolos superiores e inferiores da máquina de dobrar de três rolos é escalonada, o que dificulta o controlo da velocidade de alimentação da chapa metálica e, por conseguinte, não é possível um controlo numérico real. A máquina de dobragem de quatro rolos e a máquina de dobragem de dois rolos, por outro lado, podem controlar com precisão a taxa de alimentação da chapa metálica, permitindo assim um verdadeiro controlo CNC.

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

O rolo superior de uma máquina de dobragem de quatro rolos NC (Controlo Numérico) é o rolo principal, acionado por um motor DC. O feedback da velocidade e da posição é controlado através de um sistema de circuito fechado, composto por um regulador de velocidade DC, um motor DC e um codificador fotoelétrico, para garantir um controlo preciso da alimentação do material em folha.

O rolo inferior e os rolos de ambos os lados são accionados por cilindros hidráulicos para movimentos para cima e para baixo. O PLC (Programmable Logic Controller) compara o sinal de entrada (Ur) com o sinal de feedback (Up) recolhido pelo sensor de deslocamento e ajusta o sinal de entrada (△U) em conformidade. Este sinal de entrada é então convertido em forma digital/analógica (D/A) e utilizado para acionar o sistema hidráulico, assegurando um controlo preciso da posição do rolo inferior e dos dois rolos.

O sistema de controlo da máquina de dobragem de quatro rolos CNC é composto pelo seguinte hardware: um controlador de velocidade digital DC da série Eurotherm 590, um PLC Omron C200HX, uma interface homem-máquina com ecrã tátil Mitsubishi A970GOT, um sensor de deslocamento de alta precisão e um ecrã de visualização ligado ao CPU C200HX através de comunicação padrão RS232.

Com base em parâmetros como a espessura, a largura, o diâmetro, o limite de elasticidade e o coeficiente de correção do retorno elástico, a máquina de dobragem de quatro rolos de controlo numérico pode calcular e otimizar automaticamente os parâmetros do processo, incluindo os tempos de laminagem, a deslocação do rolo inferior e rolo lateralA máquina permite controlar a velocidade de alimentação da folha, o raio teórico de formação, a carga em cada rolo, a inclinação do rolo superior e o bordo reto residual mínimo durante a pré-dobragem. A máquina permite igualmente um controlo automático.

O controlo preciso da velocidade de alimentação da chapa metálica e da posição do rolo lateral e do rolo inferior permite uma verdadeira laminagem CNC. A máquina pode armazenar 100 programas e tem a capacidade de editar e chamar programas, bem como características como auto-diagnóstico de erros, alarme, monitorização do estado e memória de desligamento.

4) Unidade de processamento flexível da bobina

A unidade de processamento de bobinas flexíveis está normalmente equipada com uma máquina de laminagem com controlo numérico e vários outros equipamentos, incluindo um sistema de pré-tratamento para a secção frontal da chapa e um sistema de entrega do produto acabado para a secção posterior.

A unidade é controlada por um sistema de controlo que pode ser constituído por um ou vários computadores, formando um sistema de processamento automatizado para a placa da bobina.

A integração da informação e do fluxo de materiais na Dobragem CNC O sistema de máquinas permite o processamento eficiente e automatizado de pequenos lotes.

Como resultado, esta unidade oferece uma elevada precisão, eficiência e flexibilidade, tornando-a num sistema de fabrico ideal.

As figuras 8 e 9 mostram a disposição da unidade de dobragem de chapas flexíveis, que é composta por uma máquina de dobragem CNC, uma mesa de armazenamento de chapas, um manipulador de carga, uma mesa de carga, um dispositivo de suporte e um dispositivo de descarga.

Fig. 8 Esquema I da unidade de processamento flexível de bobinas

Fig. 8 Esquema I da unidade de processamento flexível de bobinas

1. Armário elétrico 2. Manipulador de carga 3. Dispositivo de suporte

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

7. Motor principal da máquina de dobragem 8. Plataforma de empilhamento de folhas

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

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

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

4. Mesa de rolos de alimentação 5. Manipulador de carga 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 coloca-o na mesa de trabalho de carregamento. De seguida, o manipulador alinha a chapa e envia-a para a máquina de dobrar chapas.

À medida que o processo de laminagem continua, o manipulador fixa a peça de trabalho com base na sua forma, espessura e diâmetro. Fixa a peça de trabalho a partir do interior ou de ambos os lados, e apoia-a com a curvatura da peça de trabalho até que a forma desejada seja formada.

Uma vez terminado o processo de laminagem, a máquina principal liberta o corpo da chumaceira e o manipulador de descarga empurra a peça para fora. O manipulador de descarga pega então na peça e transporta-a para a mesa do produto acabado. Finalmente, a máquina principal e os manipuladores regressam às suas posições originais, prontos para a próxima peça a ser laminada.

Algumas unidades de processamento flexível de bobinas podem também estar equipadas com instalações adicionais, tais como centragem de chapa metálica, inspeção cilíndrica e soldadura.

3. O fosso entre a China e os países estrangeiros

3.1 Bbreve introdução das máquinas de dobragem de rolos no estrangeiro

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

A máquina de dobragem de chapas de quatro rolos da HAUSLER na Suíça é a mais conhecida, com a sua especificação máxima a atingir 78000 kN, uma espessura de chapa de 250 mm e uma largura de chapa de 4000 mm, com apenas 1,28 vezes a espessura da chapa a permanecer como aresta reta.

Nalgumas empresas, como a alemã Schafer, a italiana Davi, a italiana MG, a italiana FAC-CIN, a italiana SERTOM e a italiana BODRINI, a máquina de dobrar de três rolos do tipo horizontal descendente é comum e é ideal para laminar chapas grossas e extra pesadas.

No Japão, o tipo de rolo superior transversal (tipo universal de rolo superior) da KURIMOTO é mais predominante, e o tipo marítimo de grande escala do britânico HUGH SMITH e do italiano FACCIN máquinas de laminagem de chapas têm um elevado nível de tecnologia.

As máquinas curvadoras de três e quatro rolos das italianas PROMAU DAVI e MG são as mais prevalecentes, sendo que a espessura máxima da máquina curvadora de três rolos curvos pode atingir os 140 mm.

A máquina de dobragem por arco CNC de quatro rolos da DAVI tem acionamento totalmente hidráulico e os rolos de 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 diâmetro mais pequeno do rolo pode atingir 1,1 vezes o do rolo superior.

Os restantes lados rectos são curtos, com uma resistência à fricção quase nula entre os mecanismos. O acionamento planetário hidráulico está diretamente acoplado às extremidades do eixo do rolo superior e do rolo inferior, proporcionando uma elevada eficiência de transmissão e uma pequena área de ocupação. Os rolamentos são isentos de manutenção e não necessitam de lubrificação. A máquina possui uma compensação automática da velocidade linear para assegurar a correspondência das velocidades dos rolos superior e inferior durante a laminagem.

O controlo CNC está disponível, e as peças de trabalho de raio de curvatura simples e múltiplo podem ser automaticamente calculadas e programadas. O programa pode ser modificado e armazenado, e é fornecido controlo de rede. Possui uma função de visualização em tempo real de animação 3D e está equipada com REAL AUTO-CAD (CAD/CAM).

3.2 Tprincipais problemas e o fosso entre a China e os países estrangeiros

Estima-se que a China tenha a maior produção de máquinas de dobrar a nível mundial, mas a sua competitividade global no sector não é forte. As principais razões são:

  • Em termos de composição do produto, uma grande parte das máquinas de dobragem de chapa nacionais são de pequena a média dimensão e de baixa qualidade. Embora existam alguns fabricantes que produzem máquinas de dobragem em grande escala com uma força de laminagem de 40.000 kN e uma espessura de 160 mm ou mais, estas são maioritariamente importadas. Além disso, o valor acrescentado técnico e a taxa de controlo numérico das máquinas de dobragem de rolos nacionais são baixos, com os produtos estrangeiros a dominarem o mercado das máquinas de dobragem de controlo numérico e das unidades flexíveis de dobragem de chapas.
  • As empresas estrangeiras possuem uma forte capacidade de fornecer soluções abrangentes, equipamento completo e tecnologia aos clientes. Por exemplo, a empresa DAVI oferece um conjunto completo de equipamento de conformação para torres de energia eólica, que responde bem à procura do mercado nacional. Atualmente, só existem na China máquinas de dobragem simples.
  • É necessário reforçar a investigação básica sobre o mecanismo de conformação, especialmente a conformação de chapas de espessura extra e de elevada resistência, a simulação do processo de conformação e o estabelecimento de modelos matemáticos.
  • Os motores hidráulicos nacionais de baixa velocidade e binário elevado e os redutores planetários de grande binário e relação de alta velocidade que podem ser diretamente acoplados à extremidade do eixo do rolo de trabalho são insuficientes para o desenvolvimento de máquinas de curvar chapas.
  • Existe ainda uma lacuna significativa no desenvolvimento especializado e na correspondência de Sistemas CNC.
  • Apesar dos progressos registados na normalização das máquinas de curvar chapa na China, existem ainda diferenças consideráveis nos tipos de máquinas, configurações, parâmetros técnicos e segurança, o que exige mais esforços de normalização.
  • A maioria dos fabricantes nacionais de máquinas para dobrar chapas são pequenas e médias empresas privadas, com falta de capacidade de desenvolvimento tecnológico e de competitividade global.

4. Discussão sobre a tendência de desenvolvimento da máquina de dobragem 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 da procura de máquinas de dobragem de três rolos horizontais de grande escala. Estas máquinas estão a ser cada vez mais utilizadas para processar chapas pesadas, chapas extra-grossas, chapas de alta resistência e chapas compostas. Simultaneamente, o desenvolvimento de máquinas de dobragem de quatro rolos em grande escala está a ser impulsionado pela necessidade de uma conformação eficiente e precisa, pela poupança de material e por arestas curtas e direitas.
  • O rápido crescimento de indústrias como a dos petroleiros e dos tanques de petróleo criou uma procura de pequenas máquinas de dobragem de chapas que podem lidar com chapas finas, tipos superlongos, multi-curvaturas e controlo numérico.
  • A utilização de máquinas de dobragem como principal equipamento de processamento permite um conjunto completo de configurações, fornecendo aos clientes uma solução global. Também vale a pena considerar a solução global para a conformação de torres de turbinas eólicas.
  • O desenvolvimento futuro das unidades flexíveis de dobragem de chapa centrar-se-á nas máquinas de dobragem de controlo numérico.

5. Conclusão

Após décadas de crescimento, a indústria de máquinas de dobragem da China estabeleceu um núcleo de fabrico bem estruturado e uma cadeia industrial eficiente. Isto permitiu-lhe satisfazer melhor as necessidades da indústria nacional de fabrico de equipamento e impulsionar o processo de industrialização.

Para reforçar ainda mais a indústria de fabrico de máquinas para dobrar chapas da China, é importante que a indústria tire partido do plano nacional de revitalização industrial. Isto implica acelerar o ajustamento de estrutura do produtoA empresa está a transformar e a modernizar as empresas, a incorporar tecnologia avançada do estrangeiro, a reforçar a capacidade de inovação independente e a expandir o alcance da indústria.

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.

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