Precurvado: cómo reducir extremos planos en cilindros

Los extremos planos permanecen porque los bordes de entrada y salida no pueden pasar completamente a través de la zona de doblado efectiva entre los puntos tangentes de los rodillos. El pre-doblado de la roladora de placas forma esos extremos antes de las pasadas principales de rolado. La longitud plana alcanzable depende de la geometría de la máquina, la separación de los rodillos inferiores, el diámetro del rodillo superior, el espesor de la placa y el límite de fluencia, el método de preparación de extremos y la secuencia de rolado aprobada.

Cuando permanece una parte plana en ambos extremos, la junta soldada puede verse aplanada aunque el centro del cilindro tenga la curvatura correcta.

Figura 1. Una parte plana permanece en la costura cuando los extremos de la placa no se pre-doblan al radio del cilindro.

Respuesta rápida: ¿Cómo se reducen los extremos planos?

Defina la parte plana permitida en el plano, verifique la capacidad de pre-doblado de la máquina por separado de la capacidad de rolado, y seleccione uno de cuatro métodos: pre-doblado integrado en una máquina adecuada de 3 rodillos o de 4 rodillos, pre-doblado externo en una dobladora de lámina o prensa hidráulica con utillaje aprobado, sobreespesor sacrificial en los extremos seguido de recorte, o una mejora limitada del proceso para piezas no críticas de baja demanda. Más presión de los rodillos por sí sola no puede doblar un borde que nunca alcanza la zona de doblado efectiva.

Por qué se forma la sección recta

En una disposición simétrica convencional de 3 rodillos, el rodillo superior dobla la placa sobre dos rodillos inferiores. El extremo de la placa no puede ser soportado en ambos lados después de pasar un punto tangente, por lo que una longitud cerca del borde recibe menos momento de doblado. La distancia entre centros de los rodillos inferiores es por lo tanto un factor importante, pero no es el único.

Figura 2. Diagrama de fuerzas para una disposición convencional de 3 rodillos. El extremo de la placa sale de la zona de doblado soportada antes de que su longitud total alcance el radio objetivo.

• Geometría de la máquina: diámetro de rodillo, separación de rodillos inferiores, rango de eje móvil y método de sujeción.
• Pieza de trabajo: límite de fluencia del material, espesor, ancho, radio objetivo y condición del extremo de la placa.
• Capacidad: el espesor de pre-doblado puede ser menor que el espesor de rolado para el mismo modelo.
• Proceso: giro/reposicionamiento, sobreespesor de extremo, número de pasadas, soportes y medición.
• Condición: desgaste de rodillos, paralelismo, deflexión y sincronización izquierda/derecha.

Una referencia de extremo recto específica del modelo

El borrador de origen indica que una máquina convencional W11 8×2500 puede dejar aproximadamente 100-130 mm de borde recto en cada extremo, dependiendo de la disposición de los rodillos.

La página pública W11 máquina roladora de placas simétrica de 3 rodillos es una referencia de familia de modelos; la configuración firmada y los datos de prueba deben controlar esta cifra de extremo plano.

Qué causan los extremos planos

El resultado más visible es un área de puerto o costura aplanada incluso cuando la curvatura central es correcta.

• Las bridas, tapas o envolventes adyacentes no se ajustan uniformemente a la circunferencia del extremo.
• La holgura de la costura y el desalineamiento de bordes varían, aumentando el tiempo de ajuste y soldadura por puntos.
• El cierre forzado introduce tensión residual y puede desplazar el cilindro de su diámetro o redondez requeridos.
• El prensado, recorte, esmerilado y calibración posterior a la soldadura adicionales añaden mano de obra y costo de material.
• Las piezas de lote pierden intercambiabilidad cuando la longitud plana cambia de una pieza en bruto o configuración a la siguiente.
• Un cilindro de diámetro pequeño se ve más afectado porque la parte plana representa una mayor proporción de su circunferencia.

Para piezas que retienen presión o controladas por código, el plano, el procedimiento de conformado, los límites del material, el procedimiento de soldadura y la inspección deben ser aprobados bajo el código aplicable por personal calificado. Este artículo es una guía de proceso, no un permiso para forzar o soldar una envolvente no conforme.

Método 1: Pre-doblado integrado en la roladora de placas

El pre-doblado integrado acerca un extremo de la placa a una tangente de rodillo y aplica fuerza de doblado mientras la placa está sujetada o soportada. La secuencia difiere según la geometría de la máquina. Siga el manual del modelo y verifique ambos extremos en la pieza de trabajo real.

3 rodillos asimétricos

Un rodillo inferior/lateral desplazado puede soportar un extremo cerca del rodillo superior para el pre-doblado. La placa normalmente se invierte o reposiciona para el segundo extremo. Verifique cuánta parte plana permanece después de ambas configuraciones.

Rodillo superior universal de 3 rodillos

El movimiento controlado del rodillo superior con respecto a los rodillos inferiores puede proporcionar una conformación de extremo más fuerte y adaptarse a radios mixtos. La secuencia exacta y la parte plana restante dependen de la máquina cotizada, no solo del nombre ‘universal’.

Consulte la W11S máquina roladora de placas universal publicada para esta familia de máquinas.

4 rodillos

Los rodillos superior e inferior sujetan la placa mientras un rodillo lateral pre-dobla el primer extremo. El rodillo lateral opuesto realiza el segundo extremo mientras la placa permanece controlada, lo que reduce la manipulación y favorece la producción repetitiva.

Figura 3. Pre-doblado de cuatro rodillos: los rodillos superior e inferior sujetan la placa mientras un rodillo lateral dobla el extremo.

Revise la W12 4 máquina roladora de placas de rodillos actual y confirme el espesor de pre-doblado por separado del espesor de rolado.

La guía de máquina roladora de placas de 3 rodillos vs 4 rodillos compara sujeción, giro y producción en una sola configuración.

Método 2: Pre-doblado externo

Para algunos trabajos, ambos extremos pueden formarse en una dobladora de lámina o prensa hidráulica con utillaje adecuado antes de que la placa se mueva a la máquina roladora.

Este método puede dar un radio de extremo claro sin cambiar la roladora de placas, pero añade elevación, alineación y otra configuración. El radio de la herramienta, el espaciado de pasos, la protección de la superficie, el retorno elástico y la transición hacia la sección rolada deben planificarse. La prensa debe tener fuerza verificada y capacidad de utillaje para la placa real.

• Marque la zona de pre-doblado y la transición tangente en ambos extremos.
• Use una serie controlada de dobleces o un dado aprobado en lugar de un solo golpe local incontrolado.
• Verifique el pre-doblado contra una plantilla o medición de radio antes de mover la placa.
• Proteja los extremos formados durante el transporte y alinee los arcos pre-doblados con la configuración de la roladora de placas.

Método 3: Añadir sobreespesor y recortar

Extienda la pieza en bruto para que las partes planas inevitables queden fuera de la longitud terminada, luego recórtelas después del rolado. Esto evita el equipo de pre-doblado pero consume material y requiere un paso preciso de corte y preparación de bordes. Incluya ambos sobreespesores de extremo, el ancho de corte, el bisel y la holgura final de costura en el plan de la pieza en bruto.

Método 4: Reducir el efecto mediante control del proceso

La alimentación precisa, las pasadas ligeras repetidas, los soportes correctos y los ajustes consistentes izquierda/derecha pueden reducir la parte plana adicional causada por una mala operación. No pueden eliminar la parte plana de la zona tangente que la geometría de la máquina no puede alcanzar. Use este enfoque solo donde el plano permita el resultado y la pieza no se acepte según un código de presión o estructural más estricto.

Elija el método según el requisito de la pieza

Use la guía de diámetro mínimo de rolado para verificar si el radio objetivo es realista para la placa y el sistema de rodillos.

La guía de precios de máquinas roladora de placas explica el costo de un pre-doblado más fuerte, soportes y paquetes de control.

Explore la gama de máquinas roladora de placas y curvadora de perfiles de BEIGEMA solo después de que se definan la pieza y los límites de extremo plano.

Preguntas frecuentes

¿Por qué más presión de los rodillos no elimina el extremo plano?

El borde puede estar ya fuera de la zona de doblado soportada. Más fuerza en el centro no puede crear momento de doblado en un extremo no soportado y puede sobrecargar o marcar la pieza.

¿Todas las máquinas de 3 rodillos carecen de pre-doblado?

No. Los diseños simétricos, asimétricos y variables/universales de 3 rodillos usan diferentes métodos de conformado de extremos. Deben verificarse el modelo exacto y la secuencia.

¿Está garantizado que una máquina de 4 rodillos deje cero parte plana?

Ninguna máquina debe venderse con una promesa absoluta de cero parte plana sin un material, espesor, diámetro y método de medición definidos. La sujeción de cuatro rodillos generalmente acorta y controla la parte plana.

¿Puedo cortar los extremos planos después del rolado?

Sí, si el plan de la pieza incluye sobreespesor sacrificial y el corte, bisel, costo de material y dimensiones finales añadidos son aceptables.

¿Qué debe decir la solicitud de cotización sobre el pre-doblado?

Indique material y límite de fluencia, espesor, ancho, diámetro objetivo, parte plana permitida en cada extremo, preparación de costura, redondez, tamaño de lote y si la máquina debe formar ambos extremos en una sola configuración.

Envíe esos requisitos a BEIGEMA para una revisión de pre-doblado específica del modelo.