Máquina laminadora de parafusos vs. laminadora de roscas: ajuste do processo e do produto

Os termos “laminação de parafusos ” e “ laminação de roscas ” podem parecer intercambiáveis, mas as máquinas, aplicações e requisitos de produção por trás deles podem ser muito diferentes. A escolha baseada apenas na terminologia pode deixar você com um equipamento que não corresponde ao tamanho do parafuso, ao volume de produção ou ao perfil de rosca necessário.

Neste guia, você verá como a laminação de parafusos difere da laminação de roscas convencional, onde os processos se sobrepõem e o que cada máquina foi projetada para produzir . No final, você terá uma base mais clara para avaliar as especificações do equipamento e selecionar uma solução de laminação adequada ao seu produto – e não apenas à descrição do catálogo do fornecedor.

O que realmente é o rolamento de linha

A laminação de roscas é um processo de conformação a frio. Em vez de usar um torno ou macho para usinar uma rosca em uma peça bruta, as matrizes endurecidas comprimem e empurram o material para fora e para dentro até que a forma da rosca seja criada. Nenhum metal é retirado; é simplesmente reformado sob a influência das matrizes.

Existem duas configurações comuns que você encontrará:

• Laminação de matriz plana: a peça bruta rola entre duas matrizes planas e ranhuradas, uma estacionária e outra móvel. Isso é comum para tiragens mais curtas e diâmetros menores.

• Laminação de matriz cilíndrica (redonda): a peça bruta passa entre duas ou três matrizes cilíndricas rotativas, o que se adapta à produção contínua e de maior volume.

O benefício das propriedades do material é o que torna esta técnica possível em primeiro lugar. Devido ao fato de as matrizes comprimirem o metal e não o cortarem, o padrão de grão do aço segue o formato da rosca em vez de ser cortado por ela.

A combinação resultante do fluxo ininterrupto de grãos e do efeito de endurecimento do processo de trabalho a frio proporciona melhor resistência à fadiga e resistência ao cisalhamento da rosca laminada em comparação com a rosca cortada do mesmo diâmetro nominal.

A laminação de roscas é a principal técnica usada para produzir cavilhas, parafusos, pinos e outros fixadores com diâmetros e comprimentos que variam de alguns milímetros a algumas polegadas. Ele pode ser usado sempre que houver necessidade de produzir componentes roscados de maneira rápida e confiável.

O que uma máquina laminadora de parafusos faz de diferente

Os parafusos de rocha, também conhecidos como parafusos de ancoragem ou parafusos de fricção, são hastes de aço alongadas com superfícies nervuradas ou rosqueadas continuamente, projetadas para serem embutidas em formações rochosas para seu fortalecimento. As aplicações de parafusos para rocha podem ser observadas no suporte de coberturas de túneis, poços de minas e estruturas de paredes de escavação. Em geral, os tirantes são elementos de suporte de carga – se um deles falhar, você lidará com um incidente de segurança, não com um problema de garantia.

Deve-se notar que todas as diferenças no projeto de máquinas são causadas pela diferença nas finalidades desses dois tipos de fixadores. Ao contrário dos parafusos comuns, os parafusos para rocha podem atingir de 1 a 6 metros de comprimento e ter diâmetros maiores, além de exigirem nervuras ou rosqueamentos em todo o comprimento da barra.

Uma máquina laminadora de parafusos é construída em torno de alguns requisitos para os quais os rolos de rosca de fixador nunca foram projetados:

• Manuseio de barras longas: guiamento de trilhos e sistemas de suporte multiponto que evitam chicoteamento e deflexão durante o processo de conformação.

• Conformação de comprimento contínuo: configurações de rolos e matrizes que permitem a formação de uma nervura ou padrão de rosqueamento em todo o comprimento da barra.

• Conjuntos de rolos e fusos para serviços mais pesados: capazes de processar material de maior diâmetro e o aumento das pressões de formação resultantes.

• Compatibilidade com perfis deformados: muitos dos tirantes produzidos apresentam um padrão de nervura semelhante ao vergalhão em vez da rosca tradicional.

As características que realmente importam para os clientes no final: nervuras/rosqueamento uniformes em todo o comprimento da barra, endireitamento da barra após a laminação e propriedades de alta resistência à tração.

Comparação cara a cara

Máquina laminadora de parafusos de rocha versus máquina laminadora de roscas: principais diferenças

Diferenças de processo

Isso ocorre porque o estoque varia. A distribuição de força, o tempo gasto na área da matriz e o número de passes necessários variam de acordo com o tamanho e o diâmetro do material. O estoque curto, como peças brutas de fixadores, requer passagem rápida da matriz com forças mais baixas.

O material longo, como uma barra de parafuso, requer aplicação uniforme de forças em uma distância maior; portanto, a razão pela qual a laminação de parafusos de rocha é comumente feita usando métodos de laminação progressiva ou de suporte múltiplo.

Diferenças de produto e tolerância

A laminação de roscas de fixadores é baseada em especificações precisas e rigorosas quanto às dimensões da rosca (padrões ISO e ANSI de acordo com o mercado), enquanto o objetivo principal é a repetibilidade em grandes quantidades de produção.

A laminação de parafusos requer precisão em relação à profundidade e ao passo das nervuras, mas a retilineidade e a resistência ao escoamento uniforme ao longo do comprimento da haste são igualmente, se não mais, importantes porque estes são elementos estruturais.

Design de máquinas e diferenças de investimento

Da cadeira de um comprador, é aqui que a diferença se torna séria. Os parafusos exigem um maior investimento de capital e ocupam mais espaço do que um rolo de rosca de fixação.

Alguns fornecedores estão tentando realizar as duas tarefas em uma máquina. Isso geralmente resulta em problemas posteriores, como velocidades de linha mais baixas, desgaste acelerado de ferramentas ou degradação da qualidade durante longas tiragens. Caso seu portfólio de produtos exija ambos os produtos, é razoável obter um orçamento para duas máquinas dedicadas.

Onde os dois processos se sobrepõem

Existem algumas semelhanças aqui também. Como pode ser visto, ambas as operações pertencem à família dos processos de conformação a frio e, portanto, apresentam os mesmos benefícios em relação à operação de corte – melhor resistência à fadiga devido ao fluxo contínuo de grãos, zero refugo na formação de cavacos e maior tempo de ciclo em comparação à usinagem de uma rosca equivalente.

Além disso, ambos dependem fortemente do alinhamento preciso das matrizes; esse é o fator chave de qualidade em cada uma das operações. Além disso, ambas as operações dependem muito da qualidade do material de entrada; quaisquer variações no diâmetro da barra ou no acabamento superficial resultarão em produtos defeituosos.

Isso é importante para saber como você deve pensar sobre a decisão: não é “qual tecnologia é melhor”; é “qual máquina se ajusta à peça”. O princípio de formação subjacente é a mesma família de processos; a execução é escalonada de maneira muito diferente.

Como escolher a máquina certa para sua linha de produtos

Comece com a peça, não com a máquina

Antes de olhar para uma única folha de especificações, defina:

• Faixa de comprimento e diâmetro da barra: o que você realmente está colocando na máquina?

• Requisito de cobertura: A peça acabada precisa de uma rosca completa ou padrão de nervura, ou apenas uma seção roscada curta?

• Requisitos de carga e segurança: as aplicações estruturais e de mineração apresentam demandas de controle de qualidade e certificação diferentes das dos fixadores comerciais.

Volume de produção e velocidade da linha

Grandes volumes de fixadores pequenos versus barras longas de baixo volume, mas mais valiosas, representam dois modelos de negócios totalmente diferentes. O tempo necessário para a troca e o custo do ferramental por execução afetarão seus custos por unidade de maneiras muito diferentes, dependendo dos volumes, portanto, analise melhor os números do seu portfólio de produtos específico, em vez de confiar na premissa de que a velocidade é sempre melhor.

Considerações materiais

O aço usado para chumbadores tende a ter maior resistência à tração, enquanto em certos casos a barra oca é usada para âncoras de argamassa. Esta é uma gama de materiais mais limitada do que aqueles empregados em fixadores padrão. Materiais mais duros ou mais resistentes tendem a desgastar as ferramentas mais rapidamente e isso terá um impacto diferente no ciclo de vida e na manutenção das ferramentas nas duas tecnologias.

Flexibilidade Futura do Produto

Pensando em expandir para produtos geotécnicos ou de mineração mais tarde? Pode valer a pena considerar agora em termos de escolha de equipamento. Pode fazer sentido investir em equipamentos mais pesados ​​e mais flexíveis agora, em vez de uma linha de fixadores dedicada que você superará.

Se o seu roteiro permanecer dentro do território de fixadores ou produtos laminados em geral, vale a pena revisar a linha existente de máquinas formadoras de rolos a frio do BMS Group e seu catálogo mais amplo de produtos para necessidades de conformação adjacentes, desde linhas de terças e pinos até equipamentos de perfis estruturais.

Erros comuns que os compradores cometem

Os principais erros de especificação geralmente acontecem quando os compradores avaliam uma laminadora como uma peça de equipamento independente, e não como parte do processo de produção de tirantes. Para tirantes longos e resistentes, a máquina deve corresponder às dimensões do estoque, geometria da rosca, volume de produção e precisão necessária da peça acabada.

• Supondo que uma máquina laminadora de rosca padrão seja adequada para tirantes longos: Os rolos de rosca convencionais podem ser projetados em torno de fixadores mais curtos e diferentes geometrias de peças de trabalho. O estoque longo de parafusos para rocha pode exigir maior comprimento de trabalho, suporte mais forte e uma configuração de rolamento projetada especificamente para a aplicação.

• Ignorando a retilineidade da barra e a consistência dimensional: as matrizes sempre se adaptam à geometria existente da peça. Caso a barra esteja torta, de diâmetro irregular ou de baixa qualidade, as roscas não serão precisas. Defina a tolerância para retilinidade e qualidade das matérias-primas antes de decidir sobre a máquina.

• Comparar máquinas apenas pelo preço de compra: Observar as máquinas com base apenas no seu custo: A máquina mais barata não significa produção mais barata. Compare a velocidade de laminação, a quantidade de sucata, a vida útil das ferramentas, o consumo de energia, a intensidade do trabalho e a capacidade da máquina de produzir tirantes qualificados.

• Ignorando a troca de matrizes e ferramentas: Caso você produza diferentes diâmetros, comprimentos e perfis de tirantes, isso se torna um custo para o seu ciclo de produção. Descubra como as matrizes são substituídas, quanto tempo leva e quais produtos podem ser produzidos na máquina específica.

• Especificando a máquina antes de definir o parafuso acabado: Comece com as especificações reais dos tirantes – diâmetro da barra, comprimento do parafuso, comprimento da rosca, formato da rosca, classe do material e quantidade produzida. As máquinas laminadoras devem ser selecionadas de acordo com estas especificações e não vice-versa.

Palavras finais

O processo certo se resume à peça à sua frente: seu comprimento, diâmetro, necessidade de cobertura e quanto ela suporta sob carga. A laminação de roscas ganha em velocidade e volume para fixadores padrão. A laminação de parafusos vence onde a barra é longa, as forças são estruturais e a retilineidade e a resistência ao escoamento são tão importantes quanto a precisão da rosca.

Se sua linha de produção reside no espaço mais amplo de conformação a frio, desde perfis de vigas e pinos até componentes estruturais laminados, vale a pena dar uma olhada na linha de produtos e no histórico de fabricação do BMS Group , e sua equipe pode orientá-lo sobre qual abordagem de conformação realmente se adapta à sua peça antes de investir capital na máquina errada.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre laminação de roscas e laminação de parafusos?

A laminação de roscas é um processo geral de fabricação em que roscas de parafusos padrão são criadas em fixadores, enquanto a laminação de parafusos é uma utilização robusta e específica do processo de laminação de roscas destinado ao suporte do solo em operações de mineração e abertura de túneis.

Uma máquina pode fazer tanto a laminação de roscas quanto a laminação de parafusos?

Sim, uma única máquina laminadora de rosca hidráulica robusta pode ser utilizada para realizar tanto a laminação de rosca padrão quanto a laminação de parafusos.

Quais tipos de aço são usados ​​na fabricação de tirantes?

Os chumbadores são feitos de aços carbono e aços-liga, que são utilizados devido ao custo-benefício e alta capacidade de tração. Eles também são feitos de aços estruturais com base na aplicação e no ambiente. Além disso, são fabricados em aço inoxidável devido à sua alta resistência à corrosão.

Por que o fluxo de grãos é importante em roscas formadas a frio?

O fluxo de grãos torna-se muito importante em roscas formadas a frio (laminadas) porque permanece ininterrupto e ininterrupto ao longo do perfil da rosca. O fluxo dos grãos é importante porque proporciona estrutura ininterrupta, maior resistência e melhor resistência à fadiga, evitando que rachaduras se espalhem sob cargas pesadas, cíclicas ou repetitivas. Também proporciona compressão superficial, protegendo o fixador contra desgaste e falhas.

Quanto tempo dura um parafuso de rocha típico?

Um parafuso de rocha típico usado em mineração subterrânea e escavação de túneis tem de 2 a 3 metros (6,5 a 10 pés) de comprimento.