laminação senai sp

Download Laminação Senai SP

Post on 10-Jul-2016

22 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Faculdade

    SENAI

    Roberto Simonsen

    NOTAS DE AULAS - V

    Data: Jan/2015

    Ver: 3

    Disciplina: Manuteno Mecnica 1 MAME 1

    Semestre: 3

    Prof. L.C.Simei Jan/2015 Pgina 21

    V - LAMINAO

    Laminao um processo de conformao mecnica, predominantemente por compresso, que consiste em modificar a seo de uma barra ou chapa, onde o metal obrigado a passar entre dois cilindros, girando em sentidos opostos, com a mesma velocidade tangencial e distanciados entre si de um valor menor que a espessura do material a ser deformado.

    Figura 1. Imagem de uma linha (cadeia) de laminao.

    Ao passar entre os cilindros, o metal em questo (ferroso ou no-ferroso) sofre deformao plstica, e por consequncia, sofre ento uma reduo de espessura ou dimetro, com um conseqente aumento de comprimento e/ou largura (depender do produto final a ser obtido aps conformao). A figura 2 mostra esquematicamente esta ao de laminao.

    Figura 2. Cilindros reduzindo a espessura de um material, pela ao de compresso de 2 (dois) cilindros de

    laminao.

    Na siderrgica, a conformao inicial de quaisquer materiais ferrosos, se inicia pela conformao de lingotes de ao (fig.3), obtidos na aciaria. A reduo ou desbaste inicial dos lingotes em blocos, tarugos ou placas realizada normalmente por laminao a quente. Depois dessa fase, segue-se uma nova etapa de laminao quente para transformar o produto em chapas grossas, tiras a quente, vergalhes, barras, tubos, trilhos ou perfis estruturais.

    Muitos ainda passam pela laminao a frio, que produz excelente acabamento superficial, com boas propriedades mecnicas e controle dimensional rigoroso do produto final.

  • Faculdade

    SENAI

    Roberto Simonsen

    NOTAS DE AULAS - V

    Data: Jan/2015

    Ver: 3

    Disciplina: Manuteno Mecnica 1 MAME 1

    Semestre: 3

    Prof. L.C.Simei Jan/2015 Pgina 21

    Figura 3. Representao esquemtica de um lingote.

    Num processo de laminao devemos levar em considerao 3 (trs) fatores:

    1. Carga do laminador; 2. Torque do laminador; 3. Tenses.

    Figura 4. Representao Esquemtica do Processo de Laminao.

    Fora e Relaes Geomtricas na Laminao Cada cilindro entra em contato com o metal segundo o arco AB que se chama Arco de Contato. A esse arco corresponde o ngulo chamado ngulo de contato ou ngulo de ataque. Chama-se Zona de deformao a zona qual corresponde o volume de metal limitado pelo arco AB, pelas bordas laterais da placa sendo laminada e pelos planos de entrada e sada do metal dos cilindros.

    O ngulo de contato dado pela frmula:

    Como se v, o ngulo de contato se relaciona com a reduo (ho-h1) e o dimetro 2R dos cilindros. A placa

    de metal, de espessura ho, entra em contato com os cilindros no plano AA velocidade vo, e deixa os

  • Faculdade

    SENAI

    Roberto Simonsen

    NOTAS DE AULAS - V

    Data: Jan/2015

    Ver: 3

    Disciplina: Manuteno Mecnica 1 MAME 1

    Semestre: 3

    Prof. L.C.Simei Jan/2015 Pgina 21

    cilindros, no plano BB, com a espessura reduzida para h1.

    Admitindo que no haja alargamento da placa, a diminuio de altura ou espessura compensada por um alongamento, na direo da laminao. Como devem passar, na unidade de tempo, por um determinado ponto, igual volume de metal, pode-se escrever:

    b0. h0. v0 = b. h. v = b1. h1. v1

    Onde: b = largura da placa; v = velocidade; h = espessura.

    Para que um elemento vertical da placa permanea indeformado, a equao acima exige que a velocidade na sada v1 seja maior que a velocidade de entrada v0. Portanto, a velocidade da placa cresce da entrada at a sada. Ao longo da superfcie ou arco de contato, entre os cilindros e a placa, ou seja, na zona de deformao, h somente um ponto onde a velocidade perifrica V dos cilindros igual velocidade da placa. Esse ponto chamado ponto neutro ou ponto de no deslizamento e o ngulo central chamado ngulo neutro.

    A figura abaixo, mostra que duas foras principais atuam sobre o metal, quer seja na entrada, quer seja em

    qualquer ponto da superfcie de contato. Essas foras so: uma fora normal ou radial N e uma fora

    tangencial T, tambm chamada Fora de atrito.

    Entre o plano de entrada AA e o ponto neutro D, o movimento da placa mais lento que o da superfcie dos

    cilindros e a fora de atrito, atuam no sentido de arrastar o metal entre os cilindros.

    Ao ultrapassar o ponto neutro D, o movimento da placa mais rpido que o da superfcie dos cilindros. Assim,

    a direo da fora de atrito inverte-se, de modo que sua tendncia opor-se sada da placa de entre os

    cilindros. As figuras 5 e 6, exemplificam e demonstram as zonas de conformao e a ao das foras na

    interface cilindro x material.

  • Faculdade

    SENAI

    Roberto Simonsen

    NOTAS DE AULAS - V

    Data: Jan/2015

    Ver: 3

    Disciplina: Manuteno Mecnica 1 MAME 1

    Semestre: 3

    Prof. L.C.Simei Jan/2015 Pgina 21

    Figura 5. Zonas de deformao na interface cilindro x material, em um cilindro de laminao.

    Figura 6. Aplicao e desenvolvimento de foras na interface cilindro x material, em um cilindro de

    laminao.

    Para garantir que a placa se movimente em direo aos rolos necessrio que:

    T cos N sen

    T

    sen

    N cos

    T = N

    tg

  • Faculdade

    SENAI

    Roberto Simonsen

    NOTAS DE AULAS - V

    Data: Jan/2015

    Ver: 3

    Disciplina: Manuteno Mecnica 1 MAME 1

    Semestre: 3

    Prof. L.C.Simei Jan/2015 Pgina 21

    Com base nesta relao e fazendo-se algumas simplificaes chegamos a:

    hmax 2 R

    Essa equao define uma relao aproximada entre o coeficiente de atrito ( ), a mxima reduo permitida

    no laminador e o dimetro do rolo de laminao. O coeficiente de atrito na laminao a quente de ao, pode

    assumir valores de no mnimo 0.2 e na laminao a frio com lubrificante, varia de 0.05 a 0.10.

    Fora na Laminao

    A presso dos rolos durante a laminao varia ao longo do arco de contato cilindro/pea. A figura 7 abaixo,

    demonstra a presso dos rolos ao longo do arco de contato.

    Figura 7. Distribuio da presso dos rolos ao longo do arco de contato

    O clculo exato das foras de laminao relativamente complexo, por isto so desenvolvidos alguns modelos simplificados para o clculo da carga de laminao. Um destes modelos apresentado, calcula a carga mdia de deformao e segundo este autor, o valor seria:

  • Faculdade

    SENAI

    Roberto Simonsen

    NOTAS DE AULAS - V

    Data: Jan/2015

    Ver: 3

    Disciplina: Manuteno Mecnica 1 MAME 1

    Semestre: 3

    Prof. L.C.Simei Jan/2015 Pgina 21

    Onde:

    P = Carga mdia de deformao (Kgf)

    0 = Tenso de escoamento mdia (Kgf/mm).

    Onde:

    O = Coeficiente de atrito entre os rolos e a pea;

    l = Comprimento do arco de contato projetado no eixo da pea (mm);

    h Espessura mdia entre entrada e sada dos rolos (mm);

    b = Largura da placa (mm);

    R = Raio dos rolos (mm);

    h = Reduo de espessura da pea (mm). Da anlise desta frmula podem-se concluir que:

    1. A carga de laminao cresce com o dimetro do rolo;

    2. A carga de laminao cresce com a diminuio da espessura da chapa.

    3. A carga de laminao cresce com o aumento da tenso de escoamento do material.

    Outro fator que afeta a carga de laminao a existncia de trao a r ou avante fornecida por um tracionador ou empurrador externo a cadeira de laminao. A existncia de esta fora suplementar diminui a carga de laminao.

    b

  • Faculdade

    SENAI

    Roberto Simonsen

    NOTAS DE AULAS - V

    Data: Jan/2015

    Ver: 3

    Disciplina: Manuteno Mecnica 1 MAME 1

    Semestre: 3

    Prof. L.C.Simei Jan/2015 Pgina 21

    Figura 8. Fluxograma do Processo de Lingotamento (1 Fase).

    Figura 9. Fluxograma do Processo de Lingotamento (2 Fase).

  • Faculdade

    SENAI

    Roberto Simonsen

    NOTAS DE AULAS - V

    Data: Jan/2015

    Ver: 3

    Disciplina: Manuteno Mecnica 1 MAME 1

    Semestre: 3

    Prof. L.C.Simei Jan/2015 Pgina 21

    Existem basicamente 2 (dois) tipos de processos, quanto a utilizao de temperatura, sendo: Laminao a Quente e Laminao a Frio.

    Laminao a Quente

    As placas, oriundas de lingotes, so reaquecidas at a uma determinada temperatura amigvel ao trabalho de conformao (denominado temperatura de trabalho a quente), laminadas at chapas grossas (material mais espesso) ou tiras a quente (material mais fino). Na laminao de chapas grossas utilizam-se laminadores duos ou qudruos reversveis, sendo este ltimo o mais utilizado. Na laminao de tiras, comumente utilizam laminadores duos ou qudruos reversveis numa etapa preparadora e um trem contnuo de laminadores qudruos. O material, aps a laminao ento, bobinado ainda a quente, decapado e oleado, indo a seguir para o mercado no e