Máquina laminadora de pernos para roca versus laminadora de roscas: ajuste del proceso y del producto

Los términos 'laminado de pernos de roca ' y ' laminado de roscas ' pueden parecer intercambiables, pero las máquinas, las aplicaciones y los requisitos de producción detrás de ellos pueden ser muy diferentes. Elegir basándose únicamente en la terminología puede dejarle con un equipo que no se adapta bien al tamaño de su perno, volumen de producción o perfil de rosca requerido.

En esta guía, verá en qué se diferencia el laminado de pernos en roca del laminado de roscas convencional, dónde se superponen los procesos y para qué está diseñada cada máquina . Al final, tendrá una base más clara para evaluar las especificaciones del equipo y seleccionar una solución rodante que se ajuste a su producto, no solo la descripción del catálogo del proveedor.

¿Qué es realmente el enrollado de hilos?

El laminado de roscas es un proceso de conformado en frío. En lugar de utilizar un torno o un grifo para mecanizar una rosca en un espacio en blanco, los troqueles endurecidos aprietan y empujan el material hacia afuera y hacia adentro hasta que se crea la forma de la rosca. No se quita ningún metal; simplemente se reforma bajo la influencia de los troqueles.

Hay dos configuraciones comunes con las que se encontrará:

• Laminación de matrices planas: la pieza en bruto rueda entre dos matrices planas ranuradas, una estacionaria y otra móvil. Esto es común para tiradas más cortas y diámetros más pequeños.

• Laminación de troqueles cilíndricos (redondos): la pieza en bruto pasa entre dos o tres troqueles cilíndricos giratorios, lo que se adapta a la producción continua y de mayor volumen.

El beneficio de las propiedades del material es lo que hace posible esta técnica en primer lugar. Debido al hecho de que los troqueles aprietan el metal y no lo cortan, el patrón de veta del acero sigue la forma de la rosca en lugar de ser cortado por ella.

La combinación resultante del flujo de grano ininterrumpido y el efecto de endurecimiento por trabajo del proceso de trabajo en frío proporciona una resistencia a la fatiga y resistencia al corte mejoradas de la rosca laminada en comparación con la rosca cortada del mismo diámetro nominal.

El laminado de roscas es la técnica principal utilizada para producir pernos, tornillos, espárragos y otros sujetadores con diámetros y longitudes que van desde unos pocos milímetros hasta unas pocas pulgadas. Se puede utilizar siempre que sea necesario producir componentes roscados de forma rápida y fiable.

Qué hace diferente una máquina laminadora de pernos para roca

Los pernos para roca, también conocidos como pernos de anclaje o pernos de fricción, son varillas de acero alargadas con superficies nervadas o roscadas continuamente diseñadas para incrustarse en formaciones rocosas para su fortalecimiento. Las aplicaciones de los pernos para roca se pueden observar en el soporte de techos de túneles, pozos de minas y estructuras de paredes de excavación. En general, los pernos para roca son elementos que soportan carga; si uno falla, se enfrenta a un incidente de seguridad, no a un problema de garantía.

Cabe señalar que todas las diferencias en el diseño de la maquinaria se deben a la diferencia en los propósitos de estos dos tipos de sujetadores. A diferencia de los pernos ordinarios, los pernos para roca pueden alcanzar de 1 a 6 metros de longitud y tener diámetros mayores, además de requerir nervaduras o roscas a lo largo de toda la barra.

Una máquina laminadora de pernos para roca se construye en torno a algunos requisitos para los cuales los rodillos roscadores de sujetadores nunca fueron diseñados:

• Manipulación de barras largas: guiado por carriles y sistemas de soporte multipunto que evitan latigazos y deflexiones durante el proceso de conformado.

• Conformación de longitud continua: configuraciones de rodillo y matriz que permiten la formación de una nervadura o patrón de roscado en toda la longitud de la barra.

• Conjuntos de rodillos y husillos de servicio más pesado: capaces de procesar material de mayor diámetro y el consiguiente aumento de las presiones de formación.

• Compatibilidad con perfiles deformados: muchos de los pernos para roca producidos presentan un patrón de nervaduras similar al de las barras de refuerzo en lugar de la rosca tradicional.

Las características que al final realmente importan a los clientes: nervaduras/roscado uniformes en toda la longitud de la barra, enderezamiento de la barra después del laminado y propiedades de alta tracción.

Comparación cabeza a cabeza

Máquina laminadora de pernos para roca versus máquina laminadora de roscas: diferencias clave

Diferencias de proceso

Este es el caso porque el stock varía. La distribución de la fuerza, el tiempo empleado en el área de la matriz y la cantidad de pasadas requeridas varían según el tamaño y el diámetro del material. Las existencias cortas, como las piezas en bruto de sujetadores, requieren un paso rápido de la matriz con fuerzas más bajas.

Un material largo, como una barra de perno para roca, requiere una aplicación uniforme de fuerzas a lo largo de una distancia más larga; de ahí la razón por la cual el laminado de pernos para roca se realiza comúnmente utilizando métodos de laminado progresivo o de soportes múltiples.

Diferencias de producto y tolerancia

El laminado de roscas para elementos de fijación se basa en especificaciones precisas y estrictas en cuanto a las dimensiones de las roscas (normas ISO y ANSI según el mercado), teniendo como objetivo principal la repetibilidad en cantidades masivas de producción.

La laminación de pernos para roca requiere precisión con respecto a la profundidad de las nervaduras y el paso, pero la rectitud y el límite elástico uniforme a lo largo de la longitud de la varilla son igualmente importantes, si no más, porque se trata de elementos estructurales.

Diferencias de inversión y diseño de máquinas

Desde la perspectiva del comprador, aquí es donde la diferencia se vuelve seria. Los pernos de roca requieren una mayor inversión de capital y ocupan más espacio que un rodillo roscador de sujetadores.

Algunos proveedores están intentando realizar ambas tareas en una sola máquina. Esto suele generar problemas posteriores, como velocidades de línea más bajas, desgaste acelerado de las herramientas o degradación de la calidad durante tiradas largas. En caso de que su cartera de productos requiera ambos productos, es razonable obtener un presupuesto para dos máquinas dedicadas.

Donde se superponen los dos procesos

Aquí también hay algunas similitudes. Como se puede observar, ambas operaciones pertenecen a la familia de procesos de conformado en frío y, por lo tanto, tienen los mismos beneficios frente a la operación de corte: mejor resistencia a la fatiga debido al flujo continuo de grano, cero desechos por formación de viruta y mayor tiempo de ciclo en comparación con el mecanizado de una rosca equivalente.

Además, ambos dependen en gran medida de la alineación precisa de la matriz; ese es el factor clave de calidad en cada una de las operaciones. Además, ambas operaciones dependen mucho de la calidad del material de entrada; cualquier variación en el diámetro de la barra o en su acabado superficial dará lugar a productos defectuosos.

Esto es importante para determinar cómo se debe pensar en la decisión: no se trata de 'qué tecnología es mejor'; se trata de 'qué máquina encaja en la pieza'. El principio de formación subyacente es la misma familia de procesos; la ejecución simplemente se escala de manera muy diferente.

Cómo elegir la máquina adecuada para su línea de productos

Comience con la pieza, no con la máquina

Antes de mirar una sola hoja de especificaciones, concluya:

• Rango de longitud y diámetro de la barra: ¿qué se introduce realmente en la máquina?

• Requisito de cobertura: ¿La pieza terminada necesita un hilo o patrón de nervaduras de longitud completa, o solo una sección roscada corta?

• Requisitos de carga y seguridad: las aplicaciones estructurales y mineras conllevan demandas de certificación y control de calidad diferentes a las de los sujetadores comerciales.

Volumen de producción y velocidad de línea

Las tiradas de gran volumen de elementos de fijación pequeños frente a las de bajo volumen, pero barras largas más valiosas, representan dos modelos de negocio completamente diferentes. El tiempo requerido para el cambio y el costo de las herramientas por ejecución afectarán sus costos por unidad de maneras muy diferentes dependiendo de los volúmenes, por lo que es mejor calcular los números para su cartera de productos específica en lugar de confiar en la premisa de que la velocidad siempre es mejor.

Consideraciones materiales

El acero utilizado para pernos de roca tiende a tener una mayor resistencia a la tracción, mientras que en ciertos casos se utiliza barra hueca para anclajes de lechada. Se trata de una gama de materiales más limitada que los empleados en los sujetadores estándar. Los materiales que son más duros o resistentes tienden a desgastar las herramientas más rápido y eso afectará el ciclo de vida y el mantenimiento de las herramientas de manera diferente en las dos tecnologías.

Flexibilidad futura del producto

¿Está pensando en expandirse a productos geotécnicos o mineros más adelante? Podría valer la pena considerarlo ahora mismo en términos de elección de equipo. Podría tener sentido invertir ahora en equipos más resistentes y flexibles en lugar de una línea de sujetadores dedicada que se le quedará pequeña.

Si su hoja de ruta se mantiene dentro del territorio de sujetadores o productos laminados en general, vale la pena revisar la gama existente de máquinas perfiladoras en frío y el catálogo más amplio de productos de BMS Group para necesidades de conformado adyacentes, desde líneas de correas y montantes hasta equipos de perfiles estructurales.

Errores comunes que cometen los compradores

Los principales errores de especificación suelen ocurrir cuando los compradores evalúan una máquina laminadora como un equipo independiente en lugar de como parte del proceso de producción de pernos para roca. Para pernos de roca largos y resistentes, la máquina debe coincidir con las dimensiones originales, la geometría de la rosca, el volumen de producción y la precisión requerida de la pieza terminada.

• Suponiendo que una máquina laminadora de roscas estándar sea adecuada para pernos de roca largos: los rodillos de rosca convencionales pueden diseñarse alrededor de sujetadores más cortos y diferentes geometrías de piezas de trabajo. Los pernos de roca largos pueden requerir una mayor longitud de trabajo, un soporte más fuerte y una configuración de rodamiento diseñada específicamente para la aplicación.

• Ignorando la rectitud de la barra y la consistencia dimensional: las matrices siempre se ajustan a la geometría de la pieza de trabajo existente. En caso de que la barra esté doblada, de diámetro desigual o de mala calidad, las roscas no quedarán precisas. Establezca la tolerancia de rectitud y calidad de las materias primas antes de decidirse por la máquina.

• Comparar máquinas únicamente por el precio de compra: observar las máquinas basándose únicamente en su costo: una máquina más barata no significa una producción más barata. Compare la velocidad de laminado, la cantidad de chatarra, la vida útil de las herramientas, el consumo de energía, la intensidad de la mano de obra y la capacidad de la máquina para producir pernos para roca calificados.

• Pasar por alto el cambio de matrices y herramientas: en caso de que produzca diferentes diámetros, longitudes y perfiles de pernos de roca, se convierte en un costo de su ciclo de producción. Descubra cómo se reemplazan las matrices, cuánto tiempo lleva y qué productos se pueden producir en una máquina en particular.

• Especificación de la máquina antes de definir el perno terminado: Comience con las especificaciones reales de los pernos para roca: diámetro de la barra, longitud del perno, longitud de la rosca, forma de la rosca, calidad del material y cantidad de salida. La maquinaria laminadora deberá seleccionarse según estas especificaciones y no al revés.

Palabras finales

El proceso correcto se reduce a la pieza que tiene frente a usted: su longitud, diámetro, requisitos de cobertura y cuánto depende de ella para resistir la carga. El laminado de hilo gana en velocidad y volumen para sujetadores estándar. El laminado de pernos gana cuando la barra es larga, las fuerzas son estructurales y la rectitud y el límite elástico son tan importantes como la precisión de la rosca.

Si su línea de producción se encuentra en el espacio más amplio del conformado por laminación en frío, desde perfiles de correas y pernos hasta componentes estructurales laminados, vale la pena echarle un vistazo a la gama de productos y la experiencia en fabricación de BMS Group , y su equipo puede indicarle qué enfoque de conformado realmente se adapta a su pieza antes de comprometer capital en la máquina equivocada.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre laminación de roscas y laminación de pernos?

El laminado de roscas es un proceso de fabricación general en el que se crean roscas de tornillo estándar en sujetadores, mientras que el laminado de pernos de roca es una utilización robusta y específica del proceso de laminado de roscas destinado al soporte del suelo en operaciones de minería y construcción de túneles.

¿Puede una máquina laminar roscas y pernos?

Sí, se puede utilizar una sola máquina roladora de roscas hidráulica robusta para realizar tanto el laminado de roscas estándar como el laminado de pernos de roca.

¿Qué grados de acero se utilizan para la fabricación de pernos para roca?

Los pernos de roca están hechos de aceros al carbono y aceros aleados, que se utilizan debido a su rentabilidad y alta capacidad de tracción. También se fabrican con aceros estructurales según la aplicación y el entorno. Además, están fabricados en acero inoxidable debido a su alta resistencia a la corrosión.

¿Por qué es importante el flujo de grano en las roscas conformadas en frío?

El flujo de grano se vuelve muy importante en las roscas conformadas en frío (laminadas) porque permanece intacto e ininterrumpido a lo largo del perfil de la rosca. El flujo de grano es importante porque ofrece una estructura ininterrumpida, mayor resistencia y mejor resistencia a la fatiga, lo que evita que las grietas se propaguen bajo cargas cíclicas o repetitivas intensas. También proporciona compresión superficial, protegiendo el sujetador contra el desgaste y las fallas.

¿Cuánto mide un perno de roca típico?

Un perno de roca típico utilizado en minería subterránea y construcción de túneles mide de 2 a 3 metros (6,5 a 10 pies) de largo.