Máquina perfiladora de estabilizador de fricción: proceso y control de calidad

Los estabilizadores de fricción son uno de esos componentes que no reciben mucha atención hasta que algo sale mal. Se encuentran bajo tierra, fijando tierra y roca en su lugar a lo largo de cortes de carreteras, túneles y pendientes, y sólo "demuestran su valía" el día en que realmente se les pone bajo carga. Es por eso que la máquina que los forma y los controles de calidad que se realizan a su alrededor son mucho más importantes que para un perfil de moldura decorativa.

Este artículo explica cómo una máquina perfiladora de estabilizador de fricción realmente da forma a la pieza, estación por estación, y luego profundiza en los pasos de control de calidad que separan un estabilizador en el que puede confiar de uno que es un problema a punto de suceder.

¿Qué es un estabilizador de fricción y por qué el perfilado se adapta al trabajo?

Un estabilizador de fricción, también conocido como perno de roca dividido, es un tubo que se ha perforado para formar ranuras y que se introduce en un orificio perforado en el suelo o la roca. El tubo no está anclado con ningún tipo de resina o carcasa de expansión mecánica, sino mediante la presión y la fricción del resorte hacia afuera. Se utilizan en:

• Estabilización de taludes: anclaje de rocas y suelos sueltos a lo largo de cortes y terraplenes de carreteras.

• Túneles y minería: soporte de paredes rocosas a medida que avanza la excavación.

• Anclaje geotécnico: aplicaciones generales de suelo, clavos y refuerzo de rocas donde la velocidad de instalación importa tanto como la resistencia.

Dentro del proceso de conformado del rollo estabilizador de fricción

Una máquina perfiladora de estabilizador de fricción toma una bobina de acero plana y la convierte en un tubo dividido y ranurado a través de una secuencia de estaciones coordinadas. Así es como sucede, paso a paso.

1. Alimentación y desenrollado de bobinas

El proceso comienza con el desbobinador, donde se coloca la bobina de acero y se alimenta lentamente a la línea de perfilado. El desenrollador debe proporcionar una alimentación uniforme para garantizar que la tira entre en la pieza formadora sin tener tensión ni variaciones de lado a lado.

En este punto, el ancho y el espesor de la bobina son aspectos cruciales a considerar. En caso de que la tira entrante esté fuera del nivel de tolerancia permitido, la situación no mejorará durante el proceso de conformado. Los diferentes espesores y anchos afectarán la flexión y el diámetro del tubo y el tamaño de la ranura.

Por esta razón, el control de calidad debe comenzar antes de que el material llegue al primer puesto de formación. Los operadores normalmente verifican:

• Ancho y espesor de la banda de acero.

• Calidad del material y propiedades mecánicas.

• Condición del borde de la bobina

• Defectos superficiales, óxido o contaminación.

• Tensión de la bobina y estabilidad de la alimentación.

Mantener estas variables bajo control le da al resto de la máquina perfiladora con estabilizador de fricción un punto de partida más consistente.

2. Enderezar y Nivelar

La tira se introduce en el área de nivelación una vez finalizado el proceso de desenrollado. La bobina de acero tiene cierto grado de curvatura debido a su proceso de bobinado; esto se conoce como juego de bobinas. La bobina también podría haber desarrollado una curvatura debido a cualquier flexión del material. Los rodillos realizan la tarea de nivelar el material para eliminar estas deformidades.

Por lo tanto, una buena configuración de nivelación ayuda a establecer:

• Seguimiento de tira estable

• Presión de formación constante

• Mejor rectitud del tubo

• Giro y camber reducidos

• Dimensiones finales más uniformes

3. Estaciones de perfilado progresivo

Una vez realizada la nivelación, la tira pasa por las estaciones de perfilado progresivo . Esto forma el corazón del método de perfilado del estabilizador de fricción.

En lugar de presionar la banda aplanada para darle forma de tubo en una sola etapa, la maquinaria consta de varios soportes de laminación. Cada uno dobla un poco más la tira hasta que adquiere su perfil de tubo partido casi completo.

Este proceso debe estar bien diseñado. Cuando la tira está demasiado doblada en una estación determinada, el exceso de tensión durante el conformado puede causar defectos como ondas en los bordes o deformaciones. Las pasadas mal equilibradas pueden provocar que el perfil adquiera torsión o comba.

Por lo tanto, varios parámetros requieren un estrecho control durante el perfilado:

• Diseño de pase de rollo

• Alineación de la estación de rodillos

• Progresión del ángulo de formación

• Seguimiento de tiras

• Velocidad de formación

• Presión del rollo

• Resistencia y espesor del material

La máquina perfiladora para estabilizadores de fricción debe configurarse de manera que cada estación realice una parte controlada del trabajo de formación en lugar de forzar al material a realizar una gran deformación en una sola pasada.

4. Dimensionamiento y calibración final

Una vez finalizadas las etapas de conformado, el perfil parcialmente cerrado pasa a las etapas de dimensionado y calibración . Aquí es donde la máquina determina las dimensiones finales del tubo y mantiene la forma de la ranura.

El tamaño se vuelve especialmente crítico, ya que el diámetro externo del estabilizador de fricción juega un papel en la determinación del rendimiento del producto final. Si el diámetro difiere sustancialmente en varias secciones, las propiedades de fricción o de sujeción también pueden diferir.

Es por esto que la etapa de calibración asegura que el perfil se dimensione adecuadamente y se corrijan las deformaciones causadas por las etapas anteriores.

El control de calidad en este punto puede incluir la verificación de:

• Diámetro externo

• Espesor de pared o tira

• Ancho de ranura

• Dimensiones generales del perfil

• Redondez o consistencia del perfil.

• Rectitud y torsión

5. Corte a medida y acabado final

Una vez obtenida la forma deseada del perfil estabilizador de fricción, el perfil se corta a la longitud deseada según los requisitos de producción. Esto se puede lograr mediante un sistema de corte volante, que corta el perfil mientras aún está en movimiento, o mediante un sistema de corte de posición fija, particularmente aplicable a líneas de producción más lentas.

La precisión es de suma importancia cuando se trata de operaciones de corte, especialmente si la velocidad de producción es más rápida. El sistema de corte debe sincronizarse con el sistema de perfilado para que cada estabilizador esté dentro del rango de longitud deseado.

Además, la operación de corte deja extremos afilados que necesitan desbarbarse antes de que el perfil pase a la siguiente etapa de procesamiento.

En esta etapa, los fabricantes suelen inspeccionar:

• Longitud terminada

• Calidad de corte

• Fin de la escuadra

• Condición de rebaba

• Condición de la ranura cerca del extremo cortado

• Deformación general del perfil después del corte.

Un sistema de corte correctamente sincronizado debería producir longitudes repetibles sin deformar significativamente el tubo formado.

6. Control de Calidad Final

El proceso de perfilado no se completa después de cortar el estabilizador. Las medidas finales de control de calidad determinan si las piezas resultantes han satisfecho los requisitos dimensionales y operativos del producto.

En el caso de un estabilizador de fricción, las inspecciones deben realizarse en función de los atributos que influyen en su rendimiento en lugar de concentrarse únicamente en su apariencia.

Dichas inspecciones generalmente incluyen la inspección del diámetro del tubo y el ancho de la ranura, la rectitud de la pieza y la presencia de rayones, abolladuras, grietas, bordes o deformaciones. Cuando sea necesario, el fabricante puede incluso realizar pruebas mecánicas sobre el perfil resultante.

Resumen del proceso

Esto es especialmente importante porque la calidad debe controlarse durante todo el proceso de formación del rodillo estabilizador de fricción . Si bien se puede detectar un error probando únicamente el producto terminado, es mucho más fácil evitar este problema controlando la bobina, la nivelación, las estaciones de formación, la sección de dimensionamiento y las secciones de corte del proceso.

Por lo tanto, una buena máquina perfiladora con estabilizador de fricción hace más que simplemente formar el acero; controla el proceso de producción en su conjunto.

Componentes clave de la máquina que influyen en la calidad de la producción

• Dureza y material de herramientas del rollo: El material de herramientas que es más duro y mejor hecho es capaz de mantener la forma del rollo durante muchos ciclos, reduciendo así cualquier variación dimensional durante el proceso de fabricación de muchos metros de tubería.

• Precisión del sistema de alimentación: un sistema de alimentación y corte impulsado por un servomotor proporcionará tolerancias de longitud más ajustadas en comparación con un sistema impulsado mecánicamente, especialmente cuando la velocidad de la línea es alta.

• Control PLC y HMI: este es el sistema de control que proporciona la capacidad de ejecutar procesos repetibles tras ejecución y que no dependen del juicio humano.

• Rigidez del marco: Un marco rígido evitará que la máquina se doble, lo que se manifestaría como torsión o curvatura hacia abajo. particularmente a velocidades más altas.

Las máquinas perfiladoras de laminado en frío de BMS Group se construyen exactamente en torno a esta lógica: un desbobinador, una sección niveladora, estaciones de conformado progresivo y un corte controlado por PLC que funcionan como un sistema coordinado en lugar de una cadena de máquinas separadas atornilladas entre sí.

Control de calidad durante todo el proceso de perfilado

Debido a que los estabilizadores de fricción son componentes de seguridad que soportan cargas, el control de calidad no puede ser una ocurrencia tardía que se realice al final de la línea. Tiene que recorrer todo el proceso.

• Monitoreo dimensional durante el proceso: dispositivos de medición láser u ópticos verifican las especificaciones dimensionales del perfil del tubo mientras el proceso continúa, en lugar de después, detectando así cualquier desviación antes de que cientos de metros de tubos fuera de especificaciones salgan de la máquina.

• Certificación de materiales e inspección de entrada: se verifica que las especificaciones químicas y mecánicas de la bobina de metal cumplan con las especificaciones antes de ingresar a la primera estación de conformado. Para una pieza estructural de este tipo, es necesaria la trazabilidad del metal hasta el certificado original de fábrica.

• Pruebas de tracción y carga: las muestras se toman y analizan para determinar las especificaciones requeridas de rendimiento y resistencia a la tracción, ya que el rendimiento del estabilizador bajo carga depende completamente de las especificaciones adecuadas del acero.

• Verificaciones de rectitud, curvatura y torsión: estas tres características son las áreas más probables de falla en una pieza laminada y se miden utilizando bordes rectos, dispositivos de alineación láser o medidores de paso/no paso a intervalos a lo largo del tramo.

• Control estadístico de procesos (SPC): realizar un seguimiento de la información sobre las dimensiones durante el proceso de producción permite identificar el desgaste de la herramienta o los cambios lentos en la pieza antes de que se fabriquen piezas defectuosas, en lugar de tener que averiguarlo más tarde durante la inspección final.

• Inspección final y documentación: Las piezas finales se inspeccionan comparándolas con el documento de especificaciones completo y se envían con la certificación de cumplimiento y los documentos de trazabilidad del material.

Qué buscar en un proveedor de máquinas perfiladoras con estabilizador de fricción

Si está comprando una máquina perfiladora de estabilizador de fricción, o los propios estabilizadores terminados, algunos criterios separan a un proveedor en el que vale la pena confiar de uno que simplemente se ve bien en una hoja de especificaciones:

• Historial con perfiles estructurales o con clasificación de seguridad , no solo perfilado de uso general.

• Capacidad interna de diseño de herramientas , ya que los patrones personalizados de nervaduras y ranuras casi siempre la requieren.

• Un sistema de control de calidad documentado durante el proceso , no tolerancias que solo se verifican en la inspección final.

• Soporte tanto para ejecuciones de prototipos como para volumen de producción completo , para que no esté atrapado en un pedido de todo o nada.

• Soporte técnico posventa y mantenimiento de herramientas , porque el desgaste de las herramientas es inevitable y la forma en que el proveedor lo maneja es importante durante la vida útil del equipo.

BMS Group ha pasado más de dos décadas fabricando máquinas perfiladoras para aplicaciones de construcción, energía y estanterías y estanterías , incluidas líneas perfiladoras de barandillas de carreteras y máquinas perfiladoras de tubos y tuberías construidas exactamente para este tipo de geometría estructural crítica para la seguridad.

Hable con BMS sobre su línea de estabilizadores de fricción

La precisión en el conformado y el control de calidad de las capas durante todo el proceso son lo que realmente diferencia a un proveedor confiable de estabilizadores de fricción de uno que solo cumple con las especificaciones en papel.

Si está especificando una nueva línea o evaluando equipos para este tipo de perfil estructural con clasificación de seguridad, el equipo de ingeniería y servicio de BMS Group puede analizar los requisitos y tolerancias exactos de su perfil. Puede comunicarse aquí para iniciar esa conversación.

Preguntas frecuentes

¿Qué tolerancias se pueden lograr en el perfilado con estabilizador de fricción?

En relación con los estabilizadores de fricción (más comúnmente conocidos como "conjuntos divididos", que se emplean para la minería subterránea y el soporte de rocas durante la construcción de túneles), debe haber un buen equilibrio de tolerancia que permita un rendimiento estructural suficiente en combinación con altos rendimientos. En consecuencia, se recomienda proporcionar tolerancias de diámetro de sección transversal que oscilan entre ±0,015 pulgadas (±0,38 mm) y ±0,031 pulgadas (±0,79 mm). Dado que estos dispositivos están diseñados para funcionar según el principio de ajuste por fricción al introducirlos en un pozo previamente perforado, es importante controlar la precisión dimensional.

¿Qué grados de acero se utilizan normalmente para los estabilizadores de fricción?

Los estabilizadores de fricción (también conocidos como conjuntos divididos o pernos de fricción para roca, empleados en el proceso de minería y construcción de túneles) generalmente se fabrican a partir de aceros al carbono estructurales de alta resistencia y alta resistencia que poseen un alto límite elástico, buena conformabilidad y elasticidad.

¿Cómo afecta la velocidad del perfilado a la calidad de la pieza?

La velocidad del perfilado es crucial para el nivel de precisión, el acabado de la superficie y los defectos, como torsiones, curvaturas, grietas, etc., de las piezas producidas.