Máquina formadora de rolo estabilizador de fricção: processo e controle de qualidade

Os estabilizadores de fricção são um daqueles componentes que não recebem muita atenção até que algo dê errado. Eles ficam no subsolo, ancorando solo e rocha ao longo de cortes de estradas, túneis e encostas, e só “provam seu valor” no dia em que são realmente colocados sob carga. É por isso que a máquina que os forma e as verificações de qualidade construídas em torno dela são muito mais importantes do que seriam para um perfil de acabamento decorativo.

Este artigo explica como uma máquina formadora de rolos com estabilizador de fricção realmente molda a peça, estação por estação, e depois se aprofunda nas etapas de controle de qualidade que separam um estabilizador em que você pode confiar daquele que é um risco esperando para acontecer.

O que é um estabilizador de fricção e por que a perfilagem se adapta ao trabalho

Um estabilizador de fricção, alternativamente conhecido como parafuso de rocha dividido, é um tubo que foi perfurado para formar ranhuras e que é inserido em um furo perfurado no solo ou rocha. O tubo não é ancorado com nenhum tipo de resina ou concha de expansão mecânica, mas sim pela pressão e fricção externa da mola. Eles são usados ​​em:

• Estabilização de taludes: ancoragem de rochas e solos soltos ao longo de cortes e aterros de rodovias.

• Túneis e mineração: apoiando faces rochosas à medida que a escavação avança.

• Ancoragem geotécnica: aplicações gerais de solo-prego e reforço de rocha onde a velocidade de instalação é tão importante quanto a resistência.

Dentro do processo de formação de rolo estabilizador de fricção

Uma máquina formadora de rolos estabilizadores de fricção pega uma bobina de aço plana e a transforma em um tubo dividido com fenda através de uma sequência de estações coordenadas. Veja como isso acontece, passo a passo.

1. Alimentação e desenrolamento da bobina

O processo começa com o desbobinador, onde a bobina de aço é colocada, e ela alimenta lentamente a linha de perfilagem. O desbobinador deve fornecer uma alimentação uniforme para garantir que a tira entre na peça formadora sem qualquer tensão ou variações laterais.

Neste ponto, a largura e a espessura da bobina são aspectos cruciais a serem considerados. Caso a tira recebida esteja fora do nível de tolerância permitido, a situação não melhorará durante o processo de conformação. Diferentes espessuras e larguras afetarão a curvatura e o diâmetro do tubo e o tamanho da ranhura.

Por esta razão, o controle de qualidade deve começar antes que o material chegue à primeira bancada de conformação. Os operadores normalmente verificam:

• Largura e espessura da tira de aço

• Classe do material e propriedades mecânicas

• Condição da borda da bobina

• Defeitos superficiais, ferrugem ou contaminação

• Tensão da bobina e estabilidade de alimentação

Manter essas variáveis ​​sob controle dá ao resto da máquina formadora de rolos com estabilizador de fricção um ponto de partida mais consistente.

2. Endireitamento e Nivelamento

A tira é alimentada na área de nivelamento após a conclusão do processo de desenrolamento. A bobina de aço apresenta algum grau de curvatura devido ao seu processo de enrolamento; isso é conhecido como conjunto de bobinas. A bobina também poderia ter desenvolvido uma curvatura devido a qualquer flexão do material. Os rolos realizam a tarefa de nivelar o material para remover essas deformidades.

Uma boa configuração de nivelamento ajuda a estabelecer:

• Rastreamento de faixa estável

• Pressão de formação consistente

• Melhor retidão do tubo

• Torção e curvatura reduzidas

• Dimensões finais mais uniformes

3. Estações formadoras de rolos progressivos

Feito o nivelamento, a tira passa pelas estações de perfilagem progressiva . Isto constitui o coração do método de perfilagem do estabilizador de fricção.

Em vez de pressionar a tira achatada no formato do tubo em um único estágio, o maquinário consiste em vários suportes de rolos. Cada um dobra um pouco mais a tira até que ela assuma seu perfil de tubo dividido quase completo.

Este processo precisa ser bem projetado. Quando a tira é excessivamente dobrada em qualquer estação, o excesso de tensão durante a conformação pode causar defeitos como ondas nas bordas ou deformação. Passes mal balanceados podem fazer com que o perfil adquira torção ou curvatura.

Vários parâmetros requerem, portanto, um controle rigoroso durante a conformação do rolo:

• Projeto de passe rolante

• Alinhamento da estação rolante

• Formando a progressão do ângulo

• Rastreamento de faixa

• Velocidade de formação

• Pressão do rolo

• Resistência e espessura do material

A máquina formadora de rolos para estabilizadores de fricção deve ser configurada de modo que cada estação execute uma parte controlada do trabalho de conformação, em vez de forçar o material a fazer uma grande deformação em uma única passagem.

4. Dimensionamento e Calibração Final

Uma vez concluídas as etapas de conformação, o perfil parcialmente fechado passa para as etapas de dimensionamento e calibração . É aqui que a máquina determina as dimensões finais do tubo e mantém o formato da ranhura.

O dimensionamento torna-se especialmente crítico, uma vez que o diâmetro externo do estabilizador de fricção desempenha um papel na determinação do desempenho do produto final. Se o diâmetro diferir substancialmente em várias secções, as propriedades de fricção ou de retenção também poderão diferir.

É por isso que a etapa de calibração garante que o perfil seja dimensionado corretamente e as deformações causadas pelas etapas anteriores sejam corrigidas.

O controle de qualidade neste ponto pode incluir a verificação:

• Diâmetro externo

• Espessura da parede ou tira

• Largura do slot

• Dimensões gerais do perfil

• Redondeza ou consistência do perfil

• Retidão e torção

5. Corte no comprimento e acabamento final

Ao obter a forma desejada do perfil estabilizador de fricção, o perfil é então cortado no comprimento desejado de acordo com os requisitos de produção. Isto pode ser conseguido por um sistema de corte flutuante, que corta o perfil enquanto ele ainda está em movimento, ou por um sistema de corte de posição fixa, particularmente aplicável a linhas de produção mais lentas.

A precisão é de suma importância quando se trata de operações de corte, principalmente se a velocidade de produção for maior. O sistema de corte deve ser sincronizado com o sistema de perfilagem para que cada estabilizador fique dentro da faixa de comprimento desejada.

Além disso, a operação de corte deixa pontas afiadas que precisam ser rebarbadas antes que o perfil entre na próxima etapa de processamento.

Nesta fase, os fabricantes normalmente inspecionam:

• Comprimento finalizado

• Qualidade de corte

• Esquadria final

• Condição de rebarba

• Condição da ranhura perto da extremidade cortada

• Deformação geral do perfil após o corte

Um sistema de corte devidamente sincronizado deve produzir comprimentos repetíveis sem deformar significativamente o tubo formado.

6. Controle de Qualidade Final

O processo de conformação do rolo não está completo após o corte do estabilizador. As medidas finais de controle de qualidade determinam se as peças resultantes atenderam aos requisitos dimensionais e operacionais do produto.

No caso de um estabilizador de fricção, as inspeções devem ser feitas com base nos atributos que influenciam seu desempenho, em vez de se concentrar apenas na aparência.

Essas inspeções geralmente incluem a inspeção do diâmetro do tubo e da largura da ranhura, da retilineidade da peça e da presença de arranhões, amassados, rachaduras, bordas ou deformações. Quando necessário, o fabricante pode ainda realizar testes mecânicos no perfil resultante.

Resumo do Processo

Isto é especialmente significativo porque a qualidade deve ser controlada durante todo o processo de formação do rolo estabilizador de fricção . Embora um erro possa ser detectado testando apenas o produto acabado, é muito mais fácil evitar esse problema controlando a bobina, o nivelamento, as estações de formação, a seção de dimensionamento e as seções de corte do processo.

Conseqüentemente, uma boa máquina formadora de rolos com estabilizador de fricção faz mais do que apenas formar o aço; controla o processo de produção como um todo.

Principais componentes da máquina que influenciam a qualidade da produção

• Material e dureza do ferramental do rolo: O material do ferramental que é mais duro e mais bem feito é capaz de manter a forma do rolo através de vários ciclos, reduzindo assim qualquer variação dimensional durante o processo de fabricação de muitos metros de tubos.

• Precisão do sistema de alimentação: Um sistema de alimentação e corte acionado por servomotor fornecerá tolerâncias de comprimento mais restritas em comparação com um sistema acionado mecanicamente, especialmente quando a velocidade da linha for alta.

• Controle PLC e IHM: Este é o sistema de controle que fornece a capacidade de ter processos repetíveis, executados após executados, e não dependentes do julgamento humano.

• Rigidez da estrutura: Uma estrutura rígida impedirá que a máquina se dobre, o que se manifestaria como torção ou curvatura a jusante. particularmente em velocidades mais altas.

As máquinas perfiladeiras a frio do BMS Group são construídas exatamente em torno desta lógica: um desbobinador, uma seção de nivelamento, estações de conformação progressiva e um corte controlado por PLC funcionando como um sistema coordenado em vez de uma cadeia de máquinas separadas aparafusadas.

Controle de qualidade em todo o processo de perfilagem

Como os estabilizadores de fricção são componentes de segurança que suportam carga, o controle de qualidade não pode ser uma reflexão tardia que acontece no final da linha. Tem que percorrer todo o processo.

• Monitoramento dimensional durante o processo: dispositivos de medição a laser ou ópticos verificam as especificações dimensionais do perfil do tubo enquanto o processo está em andamento e não depois, detectando assim qualquer desvio antes que centenas de metros de tubos fora das especificações saiam da máquina.

• Certificação de materiais e inspeção de recebimento: as especificações químicas e mecânicas da bobina metálica são verificadas quanto à conformidade com as especificações antes da entrada na primeira estação de formação. Para tal peça estrutural, a rastreabilidade do metal ao certificado original da fábrica é uma necessidade.

• Teste de tração e carga: as amostras são retiradas e analisadas quanto às especificações exigidas de rendimento e resistência à tração, uma vez que o desempenho do estabilizador sob carga depende completamente da especificação adequada do aço.

• Verificações de retilineidade, curvatura e torção: essas três características são as áreas de falha mais prováveis ​​em uma peça perfilada e são medidas usando bordas retas, dispositivos de alinhamento a laser ou medidores de avanço/não avanço em intervalos ao longo do comprimento do percurso.

• Controle estatístico do processo (SPC): Manter o controle das informações dimensionais durante a execução da produção permite identificar o desgaste da ferramenta ou alterações lentas na peça antes que as peças ruins sejam fabricadas, em vez de ter que descobrir isso mais tarde, durante a inspeção final.

• Inspeção final e documentação: As peças finais são inspecionadas de acordo com o documento de especificação completo e enviadas com certificação de conformidade e documentos de rastreabilidade do material.

O que procurar em um fornecedor de máquina formadora de rolos estabilizadores de fricção

Se você estiver adquirindo uma máquina formadora de rolos com estabilizador de fricção ou os próprios estabilizadores acabados, alguns critérios separam um fornecedor em que vale a pena confiar daquele que fica bem em uma folha de especificações:

• Histórico com perfis estruturais ou com classificação de segurança , não apenas com perfilagem de uso geral.

• Capacidade interna de projeto de ferramentas , já que padrões personalizados de nervuras e ranhuras quase sempre exigem isso.

• Um sistema de controle de qualidade documentado e em processo , e não tolerâncias que só são verificadas na inspeção final.

• Suporte para execução de protótipos e volume total de produção , para que você não fique preso a um pedido de tudo ou nada.

• Suporte técnico pós-venda e manutenção de ferramentas , porque o desgaste das ferramentas é inevitável e a forma como o fornecedor lida com isso é importante ao longo da vida útil do equipamento.

O BMS Group passou mais de duas décadas construindo máquinas formadoras de rolos para construção, energia e aplicações de prateleiras e estantes , incluindo linhas formadoras de rolos de proteção para rodovias e máquinas formadoras de rolos de tubos e tubulações construídas exatamente para esse tipo de geometria estrutural crítica de segurança.

Fale com a BMS sobre sua linha de estabilizador de fricção

A precisão na conformação e o controle de qualidade em camadas durante todo o processo são o que realmente separa um fornecedor confiável de estabilizador de fricção daquele que atende apenas às especificações no papel.

Se você estiver especificando uma nova linha ou avaliando equipamentos para esse tipo de perfil estrutural com classificação de segurança, a equipe de engenharia e serviços do BMS Group poderá analisar exatamente seus requisitos e tolerâncias de perfil. Você pode entrar em contato aqui para iniciar essa conversa.

Perguntas frequentes

Quais tolerâncias são alcançáveis ​​na conformação de rolos estabilizadores de fricção?

Em relação aos estabilizadores de fricção (mais comumente chamados de “conjuntos divididos”, que são empregados para mineração subterrânea e suporte de rocha durante a escavação de túneis), deve haver um bom equilíbrio de tolerância que permita desempenho estrutural suficiente em combinação com os altos rendimentos. Consequentemente, recomenda-se fornecer tolerâncias de diâmetro de seção transversal que variam de ±0,015 pol. (±0,38 mm) a ±0,031 pol. (±0,79 mm). Uma vez que estes dispositivos são projetados para operar com base no princípio de um ajuste por fricção ao serem inseridos em um poço pré-perfurado, o controle da precisão dimensional é importante.

Quais tipos de aço são normalmente usados ​​para estabilizadores de fricção?

Estabilizadores de fricção (também conhecidos como conjuntos divididos ou parafusos de fricção, empregados no processo de mineração e escavação de túneis) são geralmente fabricados a partir de aços carbono estruturais de alta resistência/alta resistência, possuindo alta resistência ao escoamento, boa conformabilidade e elasticidade.

Como a velocidade de perfilagem afeta a qualidade da peça?

A velocidade de conformação do rolo é crucial para o nível de precisão, acabamento superficial e defeitos, como torção, arqueamento, rachaduras, etc., das peças produzidas.