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Princípio de funcionamento e características do equipamento do processo de curvatura de 3 rolos

O processo de curvatura por três rolos (também conhecido como calandragem de chapas por três rolos) é um dos processos de conformação circular mais clássicos e amplamente utilizados na área de conformação de chapas metálicas. É amplamente empregado em vasos de pressão, dutos de ar, tanques de armazenamento, estruturas metálicas, construção naval, pontes e na fabricação de máquinas.

A seguir, apresentamos uma análise sistemática e detalhada de seu princípio de funcionamento, composição estrutural, mecanismo de formação, características técnicas, vantagens, comparação de diferentes formas estruturais e cenários de aplicação.

1. Princípio básico de funcionamento do processo de curvatura de 3 rolos

O princípio fundamental da laminação de chapas em três rolos é o seguinte: alterando as posições relativas dos três rolos, a chapa metálica sofre deformação plástica contínua por flexão sob tensão, formando, por fim, o formato cilíndrico ou em arco desejado.

1) Componentes Estruturais Básicos

Uma máquina padrão de laminação de chapas com três rolos normalmente consiste em:

Rolo superior (rolo principal)
Rolo inferior (rolo de apoio)
Rolos laterais (rolos de ajuste)
Sistema de acionamento principal
Sistema hidráulico
Sistema de controle elétrico
Mecanismo de inclinação (para descarregar)

2) Processo de conformação por dobra de 3 rolos

Etapa 1: Alimentação e posicionamento do prato

A chapa metálica é inserida entre os rolos superior e inferior.

Etapa 2: Elevação e abaixamento do rolo lateral

Os roletes laterais sobem ou descem, alterando a posição de apoio em três pontos.

Etapa 3: Geração do Momento Fletor

À medida que a chapa metálica passa pelos três rolos:

O rolo superior aplica pressão.
O rolete inferior oferece suporte.
Os roletes laterais controlam o raio de curvatura.
A chapa metálica sofre deformação plástica contínua.

Etapa 4: Alimentação repetida

Por meio de rolagens repetidas, a curvatura atinge gradualmente o raio definido.

Etapa 5: Conclua o processo de formação

Forme uma peça de trabalho cilíndrica ou em forma de arco.

2. Princípios Mecânicos da Laminação de Chapas em Três Rolos

A essência da curvatura de chapas em 3 rolos é: Conformação contínua por dobramento em três pontos

Características mecânicas:

O rolo superior é o rolo motriz (na maioria das estruturas).

A placa está sujeita a um momento fletor.

A parte externa da placa está sob tensão.

O lado interno está sob compressão.

A camada neutra permanece essencialmente inalterada.

Quando a tensão excede o limite de resistência do material, ocorre deformação plástica.

Princípio do controle do raio de curvatura

O raio de curvatura depende de:

Espaçamento dos rolos
posição de rolamento lateral
Espessura da placa
Resistência do material
Pressão do rolo superior

Quanto mais próximo o rolo lateral estiver do rolo superior:

→ Raio de curvatura menor

→ Maior curvatura de formação

3. Tipos estruturais de máquinas de laminação de chapas de três rolos

– Máquina de laminação de chapas simétrica de três rolos

– Máquina de laminação de chapas assimétrica de três rolos

Máquina de laminação mecânica de chapas com nivelamento descendente

– Máquina de Calandragem Universal de Cilindros Superiores

Configurações personalizadas estão disponíveis com base na espessura da chapa, precisão do processamento e requisitos de automação.

1) Máquina de Dobrar Chapas Simétrica de 3 Rolos

Características: Dois roletes inferiores são fixos; o rolete superior levanta verticalmente.
Vantagens: Estrutura simples; baixo custo; adequado para chapas médias e pesadas.
Desvantagens: Requer auxílio na pré-dobra; precisão ligeiramente menor.

2) Máquina de laminação de chapas assimétrica de três rolos

Características: O rolo inferior é ajustável; um dos rolos laterais é móvel.
Vantagens: Pode ser pré-dobrado diretamente; operação mais fácil; maior precisão.
Indicado para: Unidades de processamento de pequeno e médio porte.

3) Máquina de laminação de chapas de três rolos com nivelamento descendente

Características: Dois roletes laterais movem-se horizontalmente; o rolete superior é fixo.

Vantagens: Alta precisão; alto grau de automação; adequado para chapas grandes.

4) Máquina de laminação universal de três placas com rolo superior

Características: Esta máquina é uma dobradeira hidráulica de 3 rolos, utilizada para realizar os processos de pré-dobra, arredondamento e endireitamento nas extremidades de diversos recipientes, sem a necessidade de inversão após uma única alimentação.
Vantagens: Com sistema hidráulico, é adequada para laminar chapas metálicas espessas. A máquina universal de rolos superiores pode ser equipada com um dispositivo de laminação cônica para produzir formatos cônicos.
Adequado para produzir modelo de máquina laminadora de chapas pesadas e seu preço é inferior ao Máquina laminadora de 4 rolos.

4. Características e vantagens: Equipamento de curvatura de 3 rolos

A seguir, apresentamos uma descrição detalhada de suas vantagens:

1) Forte estabilidade estrutural

Os três rolos formam uma estrutura de suporte de três pontos, resultando em tensão equilibrada, alta capacidade de carga e adequação para processamento pesado. Especialmente indicado para: vasos de pressão, tanques de armazenamento e grandes estruturas de aço.

2) Ampla faixa de conformação

Capacidade de processamento: Cilindros, cones (com dispositivos cônicos), chapas curvas e curvas multissegmentadas. Tipos de materiais incluem: aço carbono, aço inoxidável, chapas de alumínio, chapas de alta resistência e aço liga.

3) Conformação contínua de alta eficiência

Em comparação com as máquinas de dobra: as máquinas de dobra realizam dobras em múltiplos segmentos, enquanto a conformação por rolos de três cilindros envolve dobra contínua.

Portanto: Superfície mais lisa, melhor circularidade e juntas de solda mais precisas.

4) Forte capacidade de pré-dobra

Permite pré-curvatura estrutural parcial: pré-curvatura da cabeça da chapa, pré-curvatura da cauda da chapa, reduzindo o resíduo da borda reta.

Melhorias:

Taxa de utilização de materiais
Qualidade da soldagem
Estética do produto final

5) Grande potencial para atualizações de automação

As modernas máquinas de curvatura de chapas de três rolos podem ser equipadas com:

Sistema de controle CNC
Sistema automático de medição de diâmetro
Sistema de alimentação automática
sistema de compensação de ângulo
Sistema de centralização automática

Conquistas:

Rolamento com um clique
Memória de parâmetros
Produção em massa

6) Vantagens em termos de economia de energia e condução

Principais métodos de acionamento:

Transmissão mecânica
Transmissão hidráulica
Servoacionamento completo

Entre eles:

O sistema hidráulico é adequado para cargas pesadas.
O servo é adequado para aplicações de alta precisão.

5. Comparação entre laminadora de três rolos e laminadora de chapas de quatro rolos

Tabela comparativa de curvatura de 3 rolos e de 4 rolos:

Itens de comparação	rolo de 3	rolo de 4
Complexidade Estrutural	Simples	Complexo
Custo	Mais baixo	Nível superior
Dificuldade operacional	Ligeiramente mais alto	Nível mais simples
Capacidade de pré-dobra	Parcialmente apoiado	Mais poderoso
Automação	Atualizável	Mais adequado para automação

As vantagens dos compressores de três rolos são: econômicos e práticos, estruturalmente estáveis e de fácil manutenção.

Princípios técnicos e vantagens estruturais:

1) Conformação por dobra contínua em três pontos

O equipamento consiste em um sistema de suporte de três pontos composto por um rolo superior, um rolo inferior e rolos laterais. Ao ajustar a posição dos rolos laterais, o estado de tensão da chapa metálica é alterado, permitindo que ela atinja gradualmente o raio de curvatura definido durante a laminação, obtendo-se uma deformação plástica uniforme e estável.

A camada externa da chapa metálica está sob tensão.
A camada interna está sob compressão.
A camada neutra é estável.
O processo de formação é contínuo e suave.

2) Estrutura de armação de alta resistência

Estrutura integral soldada
Estrutura de placa lateral de alta rigidez
Rolos de aço-liga de grande diâmetro
Sistema de rolamentos reforçados

Garantir operação estável e controle preciso mesmo na laminação de chapas grossas e de grandes diâmetros.

3) Projeto da função de pré-dobra

Suporta a pré-dobra na extremidade superior e inferior da chapa metálica, reduzindo efetivamente o resíduo de borda reta, melhorando a utilização do material e a qualidade da soldagem, sendo especialmente adequado para a fabricação de revestimentos de contêineres de alta exigência.

6. Principais indicadores técnicos

Os principais parâmetros técnicos incluem:

Espessura máxima da bobina
Largura máxima da bobina
Diâmetro do rolo superior
Diâmetro do rolo inferior
Diâmetro mínimo da bobina
Potência do motor principal
Velocidade de rolamento
Espessura pré-dobra

Parâmetros técnicos principais (modelo de exemplo)

(Os parâmetros a seguir são modelos; os parâmetros reais do projeto podem ser ajustados de acordo com as necessidades.)

Item	Parâmetros técnicos
Espessura máxima da bobina	2500 milímetros
Largura máxima da bobina	≤ 245 MPa
resistência ao escoamento do material	φ320 mm
Diâmetro do rolo superior	φ280 mm
Diâmetro do rolo inferior	≥ φ350 mm
Diâmetro mínimo da bobina	15 kW
Potência do motor principal	4–6 m/min
Velocidade de rolamento	≥ 16 mm
Espessura pré-dobra	2500 milímetros

Podemos realizar cálculos de verificação com base no grau de resistência do material da placa do cliente.

7. Resumo das principais vantagens das máquinas de curvatura de 3 rolos

Resumidamente:

Máquinas de curvatura de três rolos São equipamentos clássicos para "conformação por dobra plástica contínua", possuindo vantagens abrangentes como estabilidade estrutural, alta capacidade de carga, custo econômico e ampla gama de processamento.