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Cálculo da virola: comprimento da chapa a calandrar

Em resumo

A chapa de uma virola calandrada é um retângulo de comprimento L = π × Dn + abertura e altura H. O diâmetro na fibra neutra é Dn = Dint + e = Dext − e; a massa sai de m = L × H × e × ρ.

Cálculo

Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Dados

Diâmetro
500 mm
O diâmetro indicado é
Interiores
Espessura
5 mm
Altura da virola (largura da chapa)
1000 mm
Abertura de raiz da junta longitudinal
0 mm
Material
Aço carbono
Número de virolas
1
Número de geratrizes
12

Resultado

Comprimento da chapa (fibra neutra)
1586,5 mm
Øext 510,0Øext 510,0Øint 500,0Øint 500,0Dn 505,0 · L 1586,5 · H 1000Øext 510,0Øext 510,0Øint 500,0Øint 500,0Dn 505,0 · L 1586,5 · H 1000
Desenho cotado do exemplo

Exemplo calculado

Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Outros resultados do exemplo

Ø na fibra neutra
505,0 mm
Ø interior
500,0 mm
Ø exterior
510,0 mm
Largura da chapa
1000,0 mm
Massa de uma virola
62,27 kg
Massa total
62,27 kg
Comprimento com K da DIN 6935
1586,5 mmr/e = 50,00 → k = 1,000, K = 0,500
Zona plana residual, máquina de aperto (mín.)
7,5 mm1,5 a 2 vezes a espessura em cada ponta segundo o fabricante; uma piramidal deixa mais
Zona plana residual, máquina de aperto (máx.)
10,0 mm
Comprimento de pré-curvatura usual (mín.)
102 mm4 a 10 in na passagem de pré-curvatura (fabricante de calandras)
Comprimento de pré-curvatura usual (máx.)
254 mm
Passo das geratrizes na chapa
132,2 mm12 divisões; corda exterior 132,0 mm
  • Pré-curvatura: as pontas da chapa ficam planas na calandragem. Pré-curve as duas pontas ou deixe comprimento extra para cortar depois de calandrar. Valores indicativos de fabricantes de calandras.

Cálculo detalhado

  1. Diâmetro na fibra neutra

    Dn = Dint + e

    Dn = 500,0 + 5,0 = 505,0 mm

  2. Comprimento da chapa

    L = π × Dn + jeu

    π × 505,0 + 0,0 = 1586,5 mm

  3. Massa

    m = L × H × e × ρ

    1586,5 × 1000 × 5,0 mm³ × 7850 kg/m³ = 62,27 kg

  4. Controlo com K da DIN 6935

    L = 2π (ri + K e), K = k / 2

    2π × (250,0 + 0,500 × 5,0) = 1586,5 mm

  5. Geratrizes

    x = π Dn × i / n ; corde = D sin(π i / n)

    π × 505,0 / 12 = 132,2 mm

Geratrizes: 12 divisões da circunferência (chapa: a partir da borda; virola calandrada: arco e corda a partir da linha 0)

N.ºÂngulo (°)Na chapa (mm)Arco ext. (mm)Corda ext. (mm)Arco int. (mm)Corda int. (mm)
00,00,00,00,00,00,0
130,0132,2133,5132,0130,9129,4
260,0264,4267,0255,0261,8250,0
390,0396,6400,6360,6392,7353,6
4120,0528,8534,1441,7523,6433,0
5150,0661,0667,6492,6654,5483,0
6180,0793,3801,1510,0785,4500,0
7210,0925,5934,6492,6916,3483,0
8240,01057,71068,1441,71047,2433,0
9270,01189,91201,7360,61178,1353,6
10300,01322,11335,2255,01309,0250,0
11330,01454,31468,7132,01439,9129,4
12360,01586,51602,20,01570,80,0

Como utilizar

  1. Introduza o diâmetro e diga se é interior, exterior ou na fibra neutra.
  2. Introduza a espessura da chapa e a altura da virola (largura da chapa).
  3. Defina a abertura de raiz da junta longitudinal, o material e o número de virolas.
  4. Leia o comprimento da chapa na fibra neutra.

Perguntas frequentes

Como se calcula o comprimento da chapa de uma virola?

Use o diâmetro na fibra neutra, a meia espessura: Dn = Dint + e, ou Dn = Dext − e. O comprimento da chapa é L = π × Dn + abertura, sendo a abertura a abertura de raiz da junta longitudinal. Exemplo: Ø interior 500 mm, chapa de 5 mm: Dn = 500,0 + 5,0 = 505,0 mm e L = π × 505,0 = 1586,5 mm.

Qual é a fórmula do cálculo de calandragem de chapa?

L = π × Dn + abertura, com Dn o diâmetro na fibra neutra e a abertura de raiz da junta longitudinal. A abertura soma-se à chapa: o perímetro acabado na fibra neutra continua a ser π × Dn. A largura da chapa é a altura da virola H.

Como se calcula a massa de uma virola?

m = L × H × e × ρ. Para uma virola de aço com 1000 mm de altura, chapa de 1586,5 mm, espessura de 5 mm e ρ = 7850 kg/m³: 1586,5 × 1000 × 5,0 mm³ × 7850 kg/m³ = 62,27 kg. Com várias virolas, M = m × n.

Devem pré-curvar-se as pontas da chapa antes de calandrar?

Sim: as pontas da chapa ficam planas na calandragem. Numa máquina de aperto, a zona plana residual é de 1,5 a 2 vezes a espessura em cada ponta segundo o fabricante, e uma calandra piramidal deixa mais. Pré-curve as duas pontas, em 4 a 10 in (101,6 a 254 mm) segundo um fabricante de calandras, ou deixe um excesso a cortar depois de calandrar.

Quando é que a fibra neutra deixa de estar a meia espessura?

Quando o raio interior fica abaixo de 5 vezes a espessura: a tabela DIN 6935 põe então a fibra neutra mais para dentro, com L = 2π (ri + K e), K = k / 2 e k = 0,65 + 0,5 log10(r/e). O cálculo dá este comprimento como verificação; a chapa real pode ser mais curta, calibre numa peça de ensaio.

Limites

Resultados indicativos. A fibra neutra toma-se a meia espessura; a correção DIN 6935 é só uma verificação quando o raio interior fica abaixo de 5 t. As zonas planas residuais e os comprimentos de pré-curvatura são valores indicativos de um fabricante de calandras (WDM). Calibre a chapa numa peça de ensaio.

Fontes

Atualizado · Editor: The Level Code

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