Guia essencial para máquinas e técnicas de curvatura de tubos

Há muitos métodos e dispositivos para dobrar tubos. Com base no fato de a zona de deformação ser diretamente afetada por um molde, ela pode ser dividida em moldagem com molde e moldagem sem molde. De acordo com a temperatura de curvatura, ela pode ser dividida em curvatura a frio e curvatura a quente. Os métodos comuns de curvatura a frio incluem curvatura por pressão (push), curvatura por rolo, curvatura por enrolamento e curvatura por extrusão.

A dobra por pressão (push) é obtida por meio da dobra lateral de plástico em uma máquina de dobra por pressão ou push; a dobra por rolo é obtida pela adição de moldes em uma máquina de dobra por pressão. máquina de laminação de chapas ou por dobragem plástica lateral contínua ponto a ponto em uma máquina de dobragem de perfis; a dobragem por extrusão é obtida por dobragem por extrusão em uma prensa ou em uma máquina de extrusão dedicada; a dobragem por enrolamento é obtida em uma máquina de dobragem de tubos vertical ou horizontal por dobragem com uma determinada força de tração.

Os principais métodos de curvatura a quente de tubos incluem a curvatura de tubos de média frequência e a curvatura por chama, que é um processo de aquecimento, curvatura e resfriamento contínuos de tubos em equipamentos especializados. Com base na forma de força aplicada durante a curvatura, ela pode ser dividida em curvatura por tração e curvatura por pressão. Além disso, a curvatura sem molde a laser pode ser obtida pelo controle do estresse térmico por meio de aquecimento transitório localizado com lasers.

A curvatura de envoltório em máquinas de curvatura de tubos é amplamente utilizada em setores como caldeiras, construção naval, automotivo e aeroespacial devido à sua conformação precisa, pequena raio de curvaturaA máquina de dobra de tubos é uma máquina de dobra de tubos com capacidade de dobrar mais de 180 graus, resistência a enrugamento, capacidade de dobra contínua e facilidade de integração com CNC. A seguir, será apresentada apenas a máquina de dobra de tubos wrap pull (doravante denominada máquina de dobra de tubos).

I. Princípio do processo de curvatura de tubos

Conforme mostrado na Figura 1, a matriz de curvatura de tubos com uma ranhura semicircular é girada por um cilindro hidráulico por meio de uma roda dentada, uma corrente e um eixo principal. O tubo é colocado dentro da matriz de curvatura e fixado pela matriz de fixação. Um dispositivo de guia (rolo ou ranhura) é usado para pressionar a superfície externa do tubo na área de deformação.

Um cabeçote de mandril instalado no dispositivo de mandril se estende até o orifício interno do tubo, localizado na linha central da matriz de dobra ou ligeiramente à frente dela. Quando o tubo é fixado pela matriz de fixação e gira junto com a matriz de dobra, ele se dobra firmemente contra a matriz de dobra.

Quando o tubo tem diferentes diâmetros e requisitos de raio de curvatura, é necessária uma matriz de curvatura diferente. O ângulo de curvatura do tubo é controlado por um bloco de parada mecânico (ou display digital) e, quando a matriz de curvatura gira até um determinado ângulo, ela atinge o bloco de parada (ou programador), que envia um comando para parar o cilindro hidráulico, parando assim a matriz de curvatura e concluindo a curvatura necessária do tubo.

II. Formas e estruturas das máquinas de curvar tubos

As formas comuns de máquinas de curvar tubos incluem principalmente: curvadoras de tubos hidráulicas (planas), curvadoras de tubos CNC (tridimensionais, de modo único) e curvadoras de tubos CNC de modo duplo (ou multimodo). Além disso, há máquinas CNC de curvar tubos por pressão, curvadoras de tubos de cabeça dupla CNC, curvadoras de tubos em serpentina CNC e curvadoras de arranjos de tubos.

1. Estrutura do dobrador de tubos hidráulico (planar)

A Figura 2 mostra a composição estrutural do dobrador de tubos hidráulico (plano). A máquina consiste em uma base, acionamento principal, fixação, guia, mandril e sistemas de controle elétrico e hidráulico. Geralmente, ela é usada para dobrar tubos bidimensionais planos com um único raio de curvatura. Com dispositivos auxiliares adicionais, ela também pode dobrar formas espaciais de tubos.

2. Estrutura da máquina de curvar tubos CNC (tridimensional, monomodo)

Esse tipo de máquina pode dobrar tubos de raio de curvatura única no espaço tridimensional, e sua composição estrutural inclui a estrutura básica do dobrador de tubos hidráulico mencionado anteriormente. Além disso, sua estrutura mais típica é que a máquina tem três eixos de coordenadas de movimento: o eixo Y para a distância de alimentação linear, o eixo B para o ângulo de rotação do espaço do tubo e o eixo C para o ângulo de curvatura do plano do tubo.

Todos os três eixos de coordenadas são controlados com precisão por um computador, com os eixos Y e B acionados e controlados por servomotores CA ou servomotores hidráulicos. O eixo C é acionado e controlado por uma válvula servo eletro-hidráulica. Os curvadores de tubos CNC menores têm todos os três eixos controlados por servos elétricos.

A Figura 3 mostra as posições de montagem dos eixos de coordenadas de movimento e dos moldes do curvador de tubos CNC. O sistema de curvatura de tubos CNC possui um terminal de exibição com tela sensível ao toque que pode inserir e exibir vários dados e comandos do curvador de tubos. A tela pode alternar seu estado de funcionamento e tem fortes recursos de edição, permitindo que os operadores selecionem e chamem livremente várias velocidades de movimento para cada eixo de coordenadas de movimento e as armazenem na memória.

1-Molde de dobra
2 braçadeiras
3-Placa antirrugas
Placa de 4 guias
Controle deslizante de 5 guias
Bloco de 6 cilindros
7-Collet
8-Trolley
Cilindro hidráulico com haste de 9 núcleos

Os bons recursos de edição da máquina permitem que o operador adicione ou modifique os dados do tubo no programa. Compensação do retorno elástico que ocorre durante a curvatura de tubos é possível. O computador também apresenta travas de segurança e funções de diagnóstico, bloqueando automaticamente a máquina e exibindo resultados de diagnóstico em caso de erros operacionais ou outros problemas.

3. Estrutura da máquina de dobra de tubos CNC (3D de modo duplo ou multimodo)

Esse tipo de máquina pode dobrar tubos com dois ou mais raios de curvatura no espaço.

Além dos recursos estruturais das curvadoras de tubos CNC e hidráulicas, ele também acrescenta movimentos do "eixo X" e do "eixo Z". O eixo X altera o raio de curvatura, obtido por meio do movimento lateral do cabeçote de curvatura ou do material de alimentação. O acionamento e o controle do eixo X são realizados por um servomotor CA.

Eixo Z - um eixo de elevação vertical. O eixo do núcleo e as luvas se movem para cima e para baixo para posicionamento nos moldes usados durante a dobra. Acionado por servo hidráulico ou servo elétrico.

III. Parâmetros do dobrador de tubos

Os parâmetros da máquina de dobrar tubos hidráulica e da máquina de dobrar tubos CNC são implementados de acordo com as normas JB/T2671.1-1998 "Pipe Bending Machine Parameters" (Parâmetros da máquina de dobrar tubos) e JB/T5761-1991 "CNC Pipe Bending Machine Parameters" (Parâmetros da máquina de dobrar tubos CNC).