Caldeiraria
Pré-curvatura das pontas da chapa na calandragem
Em resumo
A pré-curvatura forma as pontas da chapa que a calandra deixa planas. A zona plana residual é cerca de metade do entre-eixo dos rolos inferiores numa calandra piramidal, 1,8 a 2,0 × t numa de 3 rolos de aperto inicial, 1,2 a 1,5 × t numa de 4 rolos; sem pré-curvatura, a junta faz um bico δ = √(R² + f²) − R.
Cálculo
Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.
Dados
- Diâmetro
- 1000 mm
- O diâmetro indicado é
- Interiores
- Espessura
- 6 mm
- Tensão de cedência Re
- 235
- Calandra
- 3 rolos piramidal (simétrica)
- Entre-eixo dos rolos inferiores
- 300 mm
- Passo entre pancadas (prensa)
- 25 mm
- Corda do gabarito de controlo
- 500 mm
Resultado
- Comprimento a pré-curvar (por ponta)
- 150 mm
Exemplo calculado
Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.
Outros resultados do exemplo
- Bico na junta sem pré-curvatura
- 21,9 mm
- Pancadas por ponta (prensa)
- 6passo 25,0 mm, 2,85° por pancada
- Ângulo no comprimento pré-curvado
- 17,09°
- Abertura máxima do V
- 50 mm
- Raio sob carga
- 393 mmpara 503 mm após retorno elástico
- Flecha do gabarito interior
- 66,99 mmcorda 500 mm, raio 500,0 mm
- Chapa (π × Dn)
- 3160,4 mmsem pré-curvatura: + 2 × 150 mm a cortar
- Calandra piramidal: não pré-curva as pontas; pré-curve na quinadora (matriz ao raio) ou deixe a chapa comprida e corte as zonas planas.
- Retorno elástico: estimativa com Re mínimo (a cedência real varia de corrida para corrida); calandre por passagens e controle com o gabarito.
- Zona plana e passo das pancadas a confirmar pelo manual da máquina e por uma peça de ensaio.
Cálculo detalhado
Diâmetro na fibra neutra
Dn = Dint + e
Dn = 1006,0 mm ; Rn = 503,0 mm
Zona plana residual
f ≈ entre-eixo / 2
f ≈ entre-eixo / 2 = 300 / 2 = 150,0 mm
Bico na junta
δ = √(R² + f²) − R
√(503,0² + 150,0²) − 503,0 = 21,89 mm
Ângulo na zona pré-curvada
θ = f / Rn
150,0 / 503,0 = 0,2982 rad = 17,09°
Pancadas
n = ⌈f / passo⌉; passo real = f / n; V ≤ 2 × passo
n = ⌈150,0 / 25,0⌉ = 6; passo 25,0 mm; V ≤ 50 mm
Retorno elástico
Ri / Rf = 4x³ − 3x + 1 ; x = Ri·Re / (E·t) ; E = 210 000 MPa
Rf = 503 → Ri = 393 mm (limite élastique 2681 mm)
Gabarito de controlo
s = R − √(R² − (c/2)²)
500,0 − √(500,0² − 250,0²) = 66,99 mm
Como utilizar
- Introduza o diâmetro da virola e diga se é interior, exterior ou na fibra neutra.
- Introduza a espessura e a tensão de cedência Re da chapa.
- Escolha a calandra: 3 rolos piramidal (com o entre-eixo dos rolos inferiores), 3 rolos de aperto inicial ou universal, ou 4 rolos.
- Introduza o passo entre pancadas na prensa e a corda do gabarito de controlo.
- Leia o comprimento a pré-curvar em cada ponta.
Perguntas frequentes
O que é a pré-curvatura na calandragem de chapa?
É a conformação das pontas da chapa antes ou durante a calandragem: a calandra deixa uma zona plana em cada ponta, e a pré-curvatura elimina-a. Uma calandra piramidal de 3 rolos não consegue pré-curvar as pontas: pré-curve-as na quinadora com uma matriz ao raio, ou deixe a chapa mais comprida e corte as zonas planas depois de calandrar.
Que comprimento se pré-curva em cada ponta da chapa?
O comprimento da zona plana residual. Numa calandra piramidal, f ≈ entre-eixo / 2: com 300 mm, 300 / 2 = 150,0 mm por ponta. Numa calandra de 3 rolos de aperto inicial ou universal, 1,8 a 2,0 × t; numa de 4 rolos de duplo aperto, 1,2 a 1,5 × t (Hengdeli). Sem pré-curvatura, junte 2 × 150 mm à chapa, a cortar.
Quantas pancadas de prensa para pré-curvar a chapa?
A pré-curvatura tem de dar o ângulo θ = f / Rn no comprimento pré-curvado. Exemplo: virola de Ø interior 1000 mm em chapa de 6 mm, Rn = 503,0 mm: θ = 150,0 / 503,0 = 0,2982 rad = 17,09°. Com um passo de 25 mm: n = ⌈150,0 / 25,0⌉ = 6 pancadas de 2,85°, e uma abertura do V de no máximo 2 × passo, ou seja 50 mm.
Que fórmula dá o bico na junta e o retorno elástico?
O bico é δ = √(R² + f²) − R: √(503,0² + 150,0²) − 503,0 = 21,89 mm no exemplo. Para o retorno elástico, Ri / Rf = 4x³ − 3x + 1 com x = Ri·Re / (E·t) e E = 210 000 MPa: para Rf = 503 mm em S235, calandre sob carga até Ri = 393 mm. O gabarito de corda 500 mm tem uma flecha s = R − √(R² − (c/2)²) = 66,99 mm.
Limites
Resultados indicativos: a zona plana e o passo das pancadas confirmam-se no manual da máquina e numa peça de ensaio. O retorno elástico estima-se com o Re mínimo, mas o limite real varia de corrida para corrida: calandre em passagens e confira com o gabarito. Acima do raio limite elástico E·t / (2 Re), a chapa volta a ficar plana.
Fontes
- Kevos : roulage, plats d’extrémité, retour élastique, gabarits : Flat ends, peaking, springback Ri/Rf, sweep templates
- Hengdeli : croquage sur rouleuse : Plat résiduel selon la machine (× t)
- Planichapa : longueur de flan d’une virole roulée : Flan = π × Dm ; plats à chuter
- sheetmetal.me : pliage par frappes successives : Pas = arc / frappes ; vé ≤ 2 × pas
- The Fabricator : pliage par frappes (bump bending) : Arc, pas, ouverture de vé = 2 × pas
- EN 1993-1-1 : module d’élasticité de l’acier : § 3.2.6, E = 210 000 MPa