Guia definitivo para diferentes tipos de dobradores de tubos

I. Classificação do equipamento de moldagem por flexão de tubos

1. Dobrador de tubos

O curvador de tubos é o principal equipamento para o processamento de tubos. Existem muitas formas estruturais de curvadores de tubos, que podem ser divididas em curvadores de tubos a frio e curvadores de tubos a quente, consoante o aquecimento seja aplicado durante a curvatura, em transmissão mecânica e transmissão hidráulica, de acordo com o método de transmissão, e em controlo manual, semi-automático, automático e CNC, de acordo com o método de controlo. Os curvadores de tubos de transmissão mecânica têm uma estrutura simples, são fáceis de fabricar e têm maior versatilidade.

Os curvadores de tubos hidráulicos têm uma transmissão suave e fiável, baixo ruído, estrutura compacta e podem curvar tubos de diferentes diâmetros. Os curvadores de tubos com controlo semi-automático geralmente só controlam automaticamente o ângulo de curvatura e são utilizados principalmente para a produção de lotes médios e pequenos. Os curvadores de tubos com controlo automático podem controlar automaticamente todo o processo de alimentação, curvatura e ângulo de viragem do tubo. Este tipo de dobrador de tubos geralmente usa transmissão hidráulica e é adequado para produção em massa e ocasiões com tamanhos de tubos variados.

Os curvadores de tubos CNC podem controlar automaticamente o processo de curvatura de acordo com o programa e as dimensões especificadas no desenho da peça através da introdução de dados. São adequadas para a produção em massa, especialmente em ocasiões em que os parâmetros de tamanho do tubo variam frequentemente. Esta secção apresenta brevemente a estrutura básica e o desempenho técnico principal dos curvadores de tubos a frio e a quente normalmente utilizados na produção.

(1) Curvador de tubos a frio

1) Curvador de tubos manual.

O curvador de tubos manual comummente utilizado, como se mostra na Figura 4-39, pode curvar tubos com diâmetros de 15, 20, 25. O curvador de tubos manual é constituído por uma camisa de aço 1, uma roda-guia fixa 3, uma roda-guia móvel 2 e um anel de aperto 4, e é fixado à estrutura com parafusos.

1-Casaco de aço
2-Polia móvel
3-Polia fixa
4-Anel de aperto

Antes de dobrar o tubo, colocar primeiro o tubo em branco entre as duas polias e inserir a extremidade do tubo no anel de aperto da polia fixa. Durante a dobragem, rodar o revestimento de aço e conduzir a polia móvel para rodar em torno da polia fixa, completando assim o processo de dobragem. O ângulo máximo de dobragem desta máquina de dobragem manual pode atingir 180°, e o seu desempenho técnico é apresentado na Tabela 4-10.

Quadro 4-10 Desempenho técnico da máquina de dobragem manual

2) Máquina de dobragem motorizada.

A máquina de dobragem motorizada (accionada por engrenagem sem-fim e parafuso sem-fim) comummente utilizada, como se mostra na Figura 4-40, pode dobrar tubos com diâmetros de Φ15 a Φ32mm. A máquina de dobragem motorizada é constituída por uma estrutura 1, um redutor de parafuso sem-fim 2, um motor elétrico 4 e quatro conjuntos de polias 3, e o seu princípio de funcionamento é o mesmo da máquina de dobragem manual.

1-Armação
2-Redutor de parafuso sem-fim
3 - Quatro rodas-guia
4-Motor elétrico

Ao dobrar o tubo, primeiro carregue o tubo em branco no par de rodas-guia do diâmetro correspondente e fixe-o com um anel de aperto. Em seguida, ligue o motor elétrico para rodar a roda guia móvel em torno da roda guia fixa para completar o trabalho de dobragem. O desempenho técnico deste curvador de tubos é apresentado na Tabela 4-11.

Tabela 4-11 Desempenho técnico do curvador de tubos motorizado

3) Dobrador de tubos com mandril

O curvador de tubos com mandril, como mostrado na Figura 4-41, pode curvar tubos com diâmetros de Φ32 a Φ159mm. Ao dobrar tubos de diferentes diâmetros, podem ser utilizadas rodas de guia, blocos de pressão e mandris de diferentes diâmetros.

1-Abraçadeira excêntrica
2-Mesa de trabalho rotativa
3-Polia de flexão
4-Mandril
5-Barra de tração
6-Barra de suporte
7-Motor elétrico
Par de 8 engrenagens
9-Armação
10-Armação superior
11-Bloco de pressão

A máquina de dobragem de mandril consiste numa estrutura 9 (com um redutor dentro da estrutura), uma mesa de trabalho rotativa 2, uma polia de dobragem 3, uma haste de suporte 6 para o bloco de prensa 11, uma estrutura superior 10, um mandril 4, um colar excêntrico 1 e um motor elétrico 7, etc. A máquina de dobragem tem uma pega que pode controlar a embraiagem do redutor da máquina-ferramenta, bem como o avanço e recuo da estrutura superior e do bloco de prensagem, para ajustar o grau de fixação do tubo em bruto. A velocidade de dobragem pode ser ajustada mudando o par de engrenagens.

Ao dobrar tubos, primeiro insira o mandril na peça em branco do tubo e fixe a peça em branco do tubo na roda guia de dobragem com um grampo excêntrico. À medida que a mesa rotativa roda, a peça em bruto do tubo é gradualmente dobrada até ganhar forma. O mandril permanece estacionário durante todo o processo de dobragem, servindo para apoiar a parede do tubo a partir do interior para evitar que a parte dobrada se torne oval. O desempenho técnico do curvador de tubos com mandril é apresentado na Tabela 4-12.

Quadro 4-12 Desempenho técnico do curvador de tubos com mandril

O curvador de tubos de mandril grande, como mostrado na Figura 4-42, pode curvar tubos com diâmetros de Φ108 a Φ219. A máquina está equipada com uma placa de tração setorial 2, um conjunto completo de rodas de sector de curvatura intercambiáveis 1, suporte de tubo em bruto 3, mandril 4, mesa de trabalho 5, suporte 6, haste de suporte do mandril 7 e um guincho elétrico 8.

1-Roda de sector de flexão
Placa de tração 2-Sectorial
Suporte para 3 tubos em branco
4-Mandril
5-Mesa de trabalho
6 suportes
Suporte de haste de 7 núcleos
8-Guincho elétrico

O guincho elétrico do curvador de tubos é acionado, puxando a haste do sector através do aço cabo de aço. O tambor do guincho está dividido em duas partes, uma para enrolar e outra para soltar. Quando o tambor roda em sentido inverso, a haste do sector volta à sua posição inicial.

Ao curvar tubos de diâmetros diferentes, podem ser substituídos os discos de sector de curvatura de diâmetro correspondente, os suportes de biletes e os mandris.

O desempenho técnico deste grande curvador de tubos é apresentado no Quadro 4-13.

Quadro 4-13 Desempenho técnico de um curvador de tubos de grandes dimensões

4) Dobrador de tubos hidráulico

O curvador de tubos hidráulico comummente utilizado é apresentado na Figura 4-43 e o seu desempenho técnico é apresentado na Tabela 4-14.

1-Rolo superior
2-Matriz de dobragem de tubos
3-Capacete
4-Reset mola
5 pegas
6-Bocal de óleo
7-Tanque de óleo
Haste do 8-pistão
9-Cilindro hidráulico
10-Bocal de entrada de óleo
Válvula de 11 agulhas

Tabela 4-14 Desempenho técnico do curvador de tubos hidráulico

Nota: A espessura da parede do tubo é de 3 a 7 mm.

(2) Dobrador de tubos com aquecimento por indução de média frequência

O curvador de tubos com aquecimento por indução de média frequência é um equipamento de curvatura térmica comummente utilizado, capaz de realizar o processo de curvatura de aquecimento, curvatura e arrefecimento continuamente. Este tipo de curvador de tubos é composto por peças mecânicas e eléctricas, em que a parte mecânica inclui as peças de fixação e de aplicação de força para curvar, e a parte eléctrica inclui o motor e o gerador de média frequência. Dependendo do método de aplicação do binário de flexão, os curvadores de tubos dividem-se em tipos de curvatura por pressão e curvatura por tração.

1) Dobrador de tubos de aquecimento por indução de média frequência tipo Push Bending.

O princípio de funcionamento do curvador de tubos de aquecimento por indução de média frequência do tipo "push bending" é apresentado na Figura 4-44. Completa o processo de curvatura aplicando o impulso axial F ao tubo em branco, aquecendo, curvando e pulverizando água para arrefecimento. O desempenho técnico deste curvador de tubos é apresentado na Tabela 4-15.

1-Chave deflectora de impulso
2-Pipe blank
Roda de 3 guias
4-Bobina de indução de média frequência
5-Refrigerador
6-Roda superior

Tabela 4-15 Desempenho técnico da máquina de curvar tubos com aquecimento por indução de média frequência

2) Máquina para dobrar tubos com aquecimento elétrico por indução de média frequência.

O princípio da estrutura da máquina de dobragem de tubos de aquecimento elétrico por indução de média frequência é apresentado na Figura 4-45, utilizada principalmente para dobrar acessórios para tubos de paredes espessas (menos de 30 mm). Este tipo de curvadora de tubos é mais simples do que a curvadora de tubos por pressão acima mencionada, porque não necessita de criar mecanismos de topo longitudinais e transversais para os tubos, e o trabalho de curvatura pode ser completado através da condução do disco em forma de leque 5 com um guincho elétrico 10.

1-Gerador de média frequência
2-Teclado
3-Bateria
4-Reator
5-Disco em forma de leque
6-Pipe blank
7-Bobina de indução
Roda de 8 guias
9-Transformador
10-Guincho elétrico

Ao dobrar tubos com uma dobradeira de aquecimento por indução de média frequência, o espaço entre a bobina de indução e o lado interno da dobra deve ser menor e maior do lado de fora, para garantir o efeito de aquecimento na parede interna do tubo. A largura do aquecimento por indução depende da potência de média frequência, da largura da bobina de indução e da posição relativa da bobina de indução em relação ao boleto, geralmente cerca de 10 ~ 20 mm.

Os parâmetros técnicos de curvatura do tubo de aço 20# com curvadora de aquecimento por indução de média frequência são apresentados no Quadro 4-16, para referência.

Tabela 4-16 Parâmetros técnicos de flexão de média frequência para tubo de aço 20#

Os tubos de aço inoxidável podem ser dobrados com um dobrador de aquecimento por indução de média frequência. Atenção especial deve ser dada à temperatura de aquecimento para garantir que não seja inferior a 900 ℃. Isso ocorre porque o aço inoxidável tem uma tendência a sofrer corrosão intergranular quando aquecido por um longo tempo dentro da faixa de temperatura de 500 ~ 850 ℃, portanto, os tubos de aço inoxidável só podem ser dobrados a frio ou a quente em temperaturas entre 1100 ~ 1200 ℃. Os parâmetros técnicos de dobra para dobrar tubos de aço inoxidável com uma dobradeira de aquecimento por indução de média frequência são mostrados na Tabela 4-17.

Tabela 4-17 Parâmetros técnicos de flexão de média frequência para tubos de aço inoxidável

2. Máquina de dobragem de rolos

O princípio de funcionamento do máquina de dobragem de rolos é mostrado na Figura 4-46. O tubo em bruto é colocado entre três rolos, e o tubo pode ser dobrado em acessórios para tubos com diferentes curvaturas, ajustando as posições relativas dos três rolos. A máquina de dobragem por rolos é mostrada na Figura 4-47.

a) Máquina de dobragem de rolos horizontal
b) Máquina de dobragem vertical de rolos

A máquina de dobragem de rolos é utilizada principalmente para dobrar perfis metálicos ou materiais com formas especiais, como ferro, cobre, alumínio, etc. É amplamente utilizado em fábricas de móveis para dobrar móveis de arco circular ou em engenharia de arte de ferro, fábricas de portas e janelas de metal para portas e janelas de ferro de arco circular ou portas e janelas de liga de alumínio, etc. A utilização da tecnologia CNC para a dobragem de tubos torna a operação de dobragem de perfis mais conveniente e simples, e tem as vantagens de uma elevada precisão de dobragem, e os perfis dobrados têm menos deformação e não apresentam riscos na superfície.

A máquina de dobragem de tubos comummente utilizada é um equipamento de processamento CNC de três eixos. A máquina de dobragem de rolos pode obter produtos acabados de grande raio através de dobragem repetida. As máquinas de processamento de uso geral podem adaptar-se aos requisitos de processamento de algumas formas e materiais. O tipo de equipamento totalmente hidráulico é controlado por oito programas programáveis, e cada programa pode registar infinitas variações.

Todas as unidades de controlo manual estão especialmente configuradas para rodas centrais de dupla velocidade. A posição da roda central é visualizada digitalmente. A velocidade de dobragem pode atingir até 20 pés/min (cerca de 6,10m/min). Todos os modelos de máquinas podem trabalhar na horizontal e na vertical. O veio de acionamento roscado permite uma afinação precisa, mesmo quando o processamento é feito sem folgas.

A conceção da engrenagem coaxial reduz o banho de óleo e assegura uma elevada eficiência de transmissão de potência. O eixo de acionamento feito de liga de aço temperado está equipado com rolamentos de rolos cónicos. É utilizado um controlador de baixa tensão. O cilindro hidráulico do rolo central, de desempenho melhorado, está localizado no interior da estrutura. O painel de controlo manual inclui um controlador de pedal. O sistema de rolos ajustáveis facilita a correção de situações de rotação. O compartimento de armazenamento de ferramentas está integrado na parte inferior da máquina.

As características da máquina de dobragem são as seguintes:

1) Pode ser utilizada para o processamento de dobragem de grandes arcos e tubos em espiral, normalmente com um raio de dobragem superior a 6 vezes o diâmetro do tubo.

2) Estrutura compacta, elevada fiabilidade, não é fácil de deslizar, melhorando a qualidade e a viabilidade dos acessórios para tubos.

3) Transmissão suave, utilizando uma combinação de moldes de três rolos, combinados com ajuste e compressão, pode obter círculos, arcos ou espirais de diferentes curvaturas.

4) Ao alterar o tipo de ranhura do molde, podem ser processados vários perfis metálicos, tais como aço angular, aço plano, tubos redondos e outros perfis de secção com formas especiais.

5) A dobragem de perfis de grande raio evita as desvantagens de fazer moldes de dobragem extra grandes e pode completar o trabalho que as máquinas de dobragem de cabeça simples e de cabeça dupla não conseguem.

3. Premir

A prensa é utilizada principalmente para a dobragem de moldes.

4. Máquina de dobragem 3D

A máquina de dobragem 3D é usada principalmente para o processamento de formação de plástico de caixilhos de portas de automóveis, caixilhos de janelas, canais de água e outras peças curvas espacialmente. É um equipamento automatizado que integra transmissão eléctrica e hidráulica. A Figura 4-48 mostra uma máquina de dobragem 3D produzida por uma determinada fábrica.

Princípio de funcionamento: Este equipamento baseia-se principalmente em cilindros hidráulicos para acionar vários componentes móveis para realizar o trabalho de processamento e formação da peça de trabalho. O equipamento está dividido em 4 sistemas hidráulicos, cada um com uma gama de pressão de 0~150bar (ajustável), permitindo exceder a pressão do sistema em 20%.

A força de elevação dos braços esquerdo e direito é controlada por duas bombas hidráulicas de 30L/min, respetivamente, utilizando uma válvula de alívio proporcional para controlar o binário de elevação. O desvio entre a pressão definida e a pressão efectiva é de cerca de 3%, com um coeficiente de estabilidade de repetibilidade de (20°C-40) 1% ^⊙ ( ^⊙ indica um erro de 1% a uma temperatura de 20°C e uma humidade de 40%). Os cilindros hidráulicos de dobragem e os cilindros hidráulicos de aperto e rotação dos braços esquerdo e direito são comandados por duas bombas hidráulicas de 80L/min.

A elevação do eixo Z e a mesa de trabalho são controladas por duas bombas hidráulicas de 52L/min e 30L/min, respetivamente. É possível escolher se o motor da bomba hidráulica deve ser ligado ou não de acordo com os requisitos de arco do produto que está a ser processado, o que é benéfico para uma melhor poupança de energia.

Para além disso, o equipamento está também equipado com 8 interfaces hidráulicas independentes e 4 interfaces pneumáticas independentes. Todas as interfaces sobressalentes estão ligadas aos sistemas hidráulico, elétrico e outros sistemas de toda a máquina e podem ser configuradas de acordo com os requisitos de diferentes moldes.

O equipamento é bastante simples em termos de mudança de molde. Geralmente, um operador demora cerca de 2 horas a mudar um par de moldes intactos normais (o tempo pode variar consoante a simplicidade do molde). O equipamento pode armazenar informações de vários conjuntos de moldes e, após a troca de moldes, pode chamar prontamente os dados de produção desse conjunto de moldes para produção, reduzindo efetivamente o tempo de depuração e encurtando o ciclo de processamento.

Os parâmetros técnicos da máquina de dobragem 3D são os seguintes:

1) O ângulo de rotação da superfície da mesa de trabalho (-13°~+20°); o ângulo de rotação central dos braços oscilantes esquerdo e direito é de 90° cada.

2) A distância entre os mandris esquerdo e direito L=0~3500mm é ajustável, e pode efetuar um movimento de alongamento de 600mm.

3) A altura central do mandril H=1280~1880mm, pode mover-se para cima e para baixo 600mm ao longo da calha de deslizamento linear.

4) A altura da mesa de trabalho H ₁ =1200mm.

5) Potência hidráulica 20MPa, potência do motor 15kW×3.

II. Classificação dos equipamentos auxiliares

O equipamento auxiliar para tubos de encaixe A conformação inclui equipamento de corte de tubos, normalmente utilizados são equipamento de processamento de fresagem, equipamento de processamento de furos, equipamento de processamento de corte de serra, equipamento de processamento de corte de plasma e equipamento de corte de tubos a laser.

1. Equipamento de processamento de moagem

O processamento de fresagem é utilizado principalmente para processar as superfícies de formação irregular relativamente simples entre as sobreposições de acessórios estruturais para tubos. O equipamento de processamento utilizado no local inclui principalmente fresadoras, tornos e fresadoras CNC, tornos, etc. O torno horizontal é mostrado na Figura 4-49, e a fresadora vertical é mostrada na Figura 4-50.

2. Equipamento de maquinagem de furos

O equipamento de maquinação de orifícios é utilizado principalmente para processar orifícios de pintura de fluxo, orifícios de montagem, orifícios de soldadura de tampão, orifícios de processo, etc., em acessórios para tubos. O equipamento de processamento utilizado na produção inclui máquinas de perfuração radial, máquinas de perfuração, etc. A máquina de perfuração radial é mostrada na Figura 4-51, e a prensa é mostrada na Figura 4-52.

3. Equipamento de processamento de serragem

O equipamento de processamento de serragem é utilizado principalmente para serrar o material em branco antes da formação do encaixe do tubo e o material em excesso após o processo de dobragem. O equipamento de processamento utilizado na produção inclui serras circulares metálicas (Figura 4-53) e serras de fita (Figura 4-54), etc.

4. Equipamento de processamento de corte por plasma

O corte por plasma é utilizado principalmente para o processamento de superfícies mais complexas devido à sua conveniência e facilidade de operação em comparação com a fresagem. O equipamento de processamento de corte utilizado no local inclui máquinas de corte por plasma. No entanto, é provável que seja substituído pelo corte por maquinagem nas futuras tendências de desenvolvimento.

5. Equipamento de corte de tubos a laser

O equipamento de corte de tubos a laser divide-se em tubos de metal corte a laser máquinas dedicadas ao corte de tubos e máquinas de corte a laser para tubos e chapas metálicas. A indústria adopta geralmente máquinas não normalizadas máquina de corte a laser modelos com máquinas de corte a laser de metal mais dispositivos de rotação de tubos, que são mais adequados para o processamento de corte de linhas de intersecção de tubos redondos.

Atualmente, é gradualmente aplicado ao processamento de corte de tubos quadrados, como as máquinas de corte de tubos a laser produzidas pela Amada. Existem também aquelas que completam o posicionamento das peças do tubo através do movimento rotativo e linear da cabeça de corte a laser e do posicionamento do robot para carga e descarga, como as máquinas de corte de tubos a laser produzidas pela BLM.

A máquina de corte a laser de tubos Adige LT823D do grupo italiano BLM (ver figura 4-55) é uma máquina de corte a laser de tubos tecnicamente avançada.

A máquina de corte a laser de tubos CNC de fabrico requintado, com múltiplos eixos (incluindo cabeça giratória), tem uma vantagem competitiva no mercado, ultrapassando as técnicas tradicionais de processamento de tubos. A figura 4-56 mostra o processo de corte das peças de tubos utilizando este equipamento, e a figura 4-57 mostra a composição do equipamento LT823D.

A máquina de corte LT823D integra vários processos e procedimentos do processamento tradicional de tubos (tais como dimensionamento de tubos, perfuração, fresagem, retificação e perfuração) num só, utilizando o corte a laser de peça única para substituir os procedimentos de processamento tradicionais. Reduz a mão de obra direta e indireta; ao mesmo tempo, o corte a laser de tubos melhora a qualidade e a precisão do produto e reduz os acessórios de processamento tradicionais e o tempo de preparação antes do processamento.

Capacidade de processamento do equipamento: Pode processar tubos redondos, tubos quadrados, tubos rectangulares e outros tubos com formas especiais, incluindo ferro angular seletivo, vigas em I e ferro plano. Sob a ação de gases auxiliares de corte a laser adequados, o equipamento também pode cortar e processar tubos de aço carbono, aço de liga, aço inoxidável e liga de alumínio.

Universalmente aplicável a produtos agrícolas e industriais, tais como acessórios de ferramentas, fabrico de tubos, processamento de tubos, dispositivos médicos, equipamento de construção, etc., com o efeito de corte mostrado na Figura 4-58.

O dispositivo de ferramentas da máquina de corte a laser de tubos LT823D é mostrado na Figura 4-59a, e a Figura 4-59b mostra um exemplo do processo de corte para dobrar tubos.

a) Dispositivos de fixação de ferramentas

b) Processo de corte para dobrar tubos

Uma vez que o corte a laser requer uma elevada precisão de processamento antes de cortar o tubo, a Yituo Company utiliza principalmente o processamento de superfície de acessórios para tubos formados, pelo que o esquema de corte adotado é o corte a laser com um robô combinado com uma mesa de trabalho de corte, que é mais adequado para cortar tubos e para esvaziar tubos, etc.

A máquina de corte a laser para tubos foi concebida e fabricada para as necessidades de equipamento de oleodutos, escavação de tubos metálicos industriais e processamento de formas especiais nas paredes dos tubos. A máquina de corte a laser para tubos de metal tem as seguintes vantagens:

1) Corte de alta qualidade, deformação mínima, aspeto suave e bonito.

2) Rápido velocidade de corteA máquina de lavar roupa é um produto de alta eficiência, baixo custo, operação segura e desempenho estável.

3) Utiliza servo-motores importados e mecanismos de transmissão de guia para uma elevada precisão de corte.

4) Utiliza um software profissional, que permite a conceção e o processamento flexível de várias formas ou textos, com um funcionamento simples e cómodo.

5) O feixe laser pode ser facilmente dividido no tempo ou no espaço, permitindo o processamento de vários feixes ou o processamento sequencial em várias estações.

6) O mesmo equipamento pode não só completar o corte, mas também realizar funções de soldadura a laser.