Introducción a las perfiladoras de quillas ligeras
El perfilado es un proceso de trabajo del metal en el que la chapa se dobla progresivamente hasta obtener el perfil transversal deseado. A perfiladora de quilla ligera está diseñada específicamente para el perfilado de quilla ligera y acero de forma pequeña. En comparación con la quilla pesada y las grandes máquinas de perfilado estructural, las máquinas de perfilado de quilla ligera son más compactas en tamaño y tienen una potencia de perfilado relativamente menor.
Por quilla ligera se entienden las quillas o vigas con una altura de alma inferior a 180 mm. El grosor del alma suele estar entre 1,5 mm y 3 mm. La perfiladora de quilla ligera es ideal para el perfilado de quillas de calibre ligero y piezas estructurales pequeñas.
¿Qué es la Quilla Ligera?
La quilla ligera es un tipo de viga estructural metálica que tiene una sección transversal en forma de C o de U. Consta de dos alas unidas por un alma delgada. Las quillas ligeras se utilizan mucho en la construcción ligera de acero en paredes, suelos y tejados para proporcionar soporte y rigidez.
La anchura del ala de una quilla ligera suele ser inferior a 80 mm. La altura o profundidad del alma oscila entre 50 mm y 180 mm para un miembro de quilla ligera. El grosor del material es de calibre ligero, normalmente entre 1,5 mm y 3 mm. Los materiales más utilizados en la fabricación de quillas ligeras son el acero galvanizado, el acero laminado en frío y el acero inoxidable.
Las quillas ligeras pesan menos que las vigas en I laminadas en caliente tradicionales. Pero la eficaz forma de la sección transversal y la elevada relación resistencia-peso de las quillas ligeras les permiten salvar mayores distancias y soportar una carga razonable. Las quillas ligeras son fáciles de transportar y requieren menos soporte estructural.
Ventajas de las quillas ligeras
Estas son algunas de las principales ventajas y usos de los elementos de acero de quilla ligera:
- Construcción ligera - Las quillas ligeras pesan menos que las vigas en I, lo que permite una construcción ligera en acero.
- Mayor relación resistencia-peso - Excelente resistencia a pesar del bajo peso gracias a la sección transversal optimizada.
- Fácil transporte y manipulación - Puede desplazarse manualmente gracias a su peso ligero.
- Soporte estructural reducido - Requiere menos miembros estructurales pesados debido a su ligero peso propio.
- Abarcar distancias más largas - Capacidad para abarcar distancias más largas soportando cargas.
- Instalación más rápida - Instalación rápida y sencilla gracias a su ligereza.
- Correas de tejado - Las quillas ligeras son ideales para sistemas de tejado como correas.
- Montantes de pared - Se utilizan como montantes de pared portantes en entramados ligeros de acero.
- Viguetas de suelo - Proporcionan una construcción de suelo rígida cuando se utilizan como viguetas de suelo.
Principio de Trabajo de la Máquina Perfiladora de Quilla Ligera
El perfilado de quillas ligeras utiliza una serie de conjuntos consecutivos de rodillos para curvar gradualmente la chapa metálica hasta darle la forma transversal requerida de la quilla. Cada rodillo imparte una curvatura incremental al material a medida que pasa por las diferentes estaciones de rodillos en secuencia.
Proceso de perfilado
El proceso de perfilado de quillas ligeras consta de tres etapas principales:
- Alimentación - La chapa enrollada se coloca en un desenrollador que introduce la tira de metal en la perfiladora.
- Perfilado - La chapa pasa por estaciones de rodillos consecutivas para formar gradualmente la forma de la quilla.
- Corte - Una vez conseguido el perfil, la quilla conformada en continuo se corta en las longitudes deseadas mediante cizallas giratorias.
La acción de perfilado implica dos tipos de deformación del metal: doblado y aplanado. La chapa se somete a un proceso secuencial de doblado y aplanado a medida que pasa por las distintas estaciones de rodillos para acabar formando el perfil de la quilla.
Estaciones de rodillos
Las principales piezas de trabajo de la máquina de quilla ligera son las estaciones de rodillos. Cada estación de rodillos consta de un rodillo superior y un rodillo inferior que se colocan uno cerca del otro. La distancia entre los rodillos es ligeramente superior al grosor de la chapa.
A medida que la banda pasa entre el par de rodillos superior e inferior giratorios, se va curvando gradualmente. Al pasar por varias estaciones de rodillos en secuencia, el perfil completo de la quilla se forma paso a paso.
Los rodillos tienen ranuras o contornos mecanizados en su circunferencia para doblar la chapa con la forma deseada. Los rodillos deben mecanizarse con precisión, tolerancia y dureza elevadas para soportar las fuerzas de conformado del metal.
Componentes de la Máquina Perfiladora de Quilla Ligera
La máquina perfiladora de quillas ligeras consta de varios componentes y secciones modulares que trabajan conjuntamente para formar de forma continua las secciones de quilla ligera deseadas.
Sección de alimentación
Se trata de la sección inicial en la que la bobina de chapa se monta en un desenrollador y se libera gradualmente en la sección de perfilado. Consta de:
- desbobinador - Sujeta la bobina de chapa y gira para desenrollar la chapa. Dispone de freno para evitar el rebasamiento.
- Rodillos de alimentación - Extrae la banda de chapa del desenrollador y la introduce en la sección de perfilado.
- Rodillos enderezadores - Elimina la curvatura de la bobina y endereza la chapa antes del perfilado.
Sección de conformado
En esta sección se encuentran las estaciones de rodillos que forman gradualmente el alma y las alas del perfil de la quilla. Los componentes principales son:
- Rodillos conformadores - Diferentes rodillos de contorno que doblan la chapa por etapas para crear la forma de la quilla.
- Formación de ejes - Carcasas que sujetan los rodillos de conformado en posiciones precisas.
- Rollos guía - Rodillos que mantienen la alineación de la chapa durante el plegado.
- Soportes para rollos - Bastidores estructurales para montar las estaciones de rodillos.
Sección de corte
Una vez obtenido el perfil de quilla deseado en la sección de conformado, la quilla conformada en continuo se corta en longitudes según las necesidades en la sección de corte. Dispone de:
- Cizallas rotativas - Corta las quillas formadas en trozos mediante una cuchilla giratoria.
- Sistema de medición de longitud - Mide la longitud lineal de la quilla formada y dispara las cizallas.
- Tablas de descarga - Mesas de rodillos para recoger las piezas cortadas de la quilla.
Sistema de control
El sofisticado equipo de automatización y control para sincronizar y hacer funcionar la máquina incluye:
- PLC - Controla todas las secuencias de funcionamiento de la máquina mediante programas de automatización.
- HMI - Interfaz hombre-máquina con una pantalla para ver y controlar los ajustes.
- Servomotores - Proporcionan un posicionamiento preciso de los rodillos de conformado.
- Sensores - Varios sensores para detectar y controlar la posición de la hoja.
- Módulos de seguridad - Paradas de emergencia, resguardos de seguridad para la protección del operario.
Marco estructural y carcasa
La maquinaria de perfilado está alojada en un robusto bastidor estructural construido a partir de perfiles de acero estructural como canales, vigas en I, tubos cuadrados, etc. La disposición lógica de la máquina y la colocación ergonómica de los componentes facilitan el manejo y el acceso para el mantenimiento.
Las carcasas y los cerramientos se utilizan para encerrar las piezas en funcionamiento por motivos de seguridad. Las protecciones evitan el contacto con las piezas móviles. Se proporcionan aberturas para la entrada, salida y observación de la chapa.
Para una perfiladora de quilla ligera, se suele adoptar un diseño de bastidor tipo C. Este consiste en dos bastidores laterales conectados por secciones de bastidor horizontales. Consiste en dos bastidores laterales unidos por secciones horizontales. La maquinaria de perfilado se dispone dentro de esta estructura rígida de bastidor en C. Los laterales y la parte superior de la máquina están protegidos por chapas metálicas.
Especificaciones técnicas
Las máquinas perfiladoras de quillas ligeras están disponibles en una gama de tamaños y velocidades de producción para fabricar quillas y vigas abiertas de tamaño pequeño a mediano. Estas son algunas de las especificaciones típicas de estas máquinas:
- Capacidad de espesor del metal: 0,5 mm a 3 mm
- Altura del alma de la quilla: De 50 mm a 180 mm
- Anchura de la brida: Hasta 80 mm
- Velocidad de moldeo: De 8 a 15 m/min
- Potencia motriz: De 3 kW a 7,5 kW
- Las velocidades de producción varían de 10 a 30 piezas por minuto en función del tamaño de la quilla. El tamaño de la máquina es relativamente compacto en comparación con las grandes perfiladoras. El peso oscila entre 3000 Kg y 8000 Kg en función de la capacidad.
Cómo elegir una máquina perfiladora de quilla ligera
A continuación se indican algunos factores importantes que deben tenerse en cuenta al seleccionar una perfiladora de quilla ligera:
- Tamaños de quilla - Las dimensiones como la altura del alma, la anchura de la brida y el grosor deben estar dentro de la capacidad de la máquina.
- Volumen de producción - Adapte la velocidad de la máquina y el rendimiento a la producción que necesite.
- Tipo de potencia - Potencia eléctrica o hidráulica en función de la producción.
- Nivel de automatización - Existen modelos manuales y totalmente automáticos.
- Parámetros de la bobina - El diámetro interior de la bobina, el diámetro exterior y el peso deben ajustarse al desbobinador.
- Materiales para rodillos - Aceros especiales para aplicaciones pesadas o de acero inoxidable.
- Rigidez de la máquina - Marcos más pesados para reducir las vibraciones y mejorar la calidad del perfil.
- Ampliabilidad - Posibilidad de añadir más estaciones de rodillos o de modificar el utillaje para más perfiles.
- Controles de software - Facilidad de programación del PLC para mayor flexibilidad.
- Seguridad - Seguridad integrada conforme a las normas industriales obligatorias.
- Servicio - La instalación, la puesta en marcha y la formación de los operarios deben estar garantizadas.
- Presupuesto - Las máquinas de mayor producción suelen costar más.
Considere los requisitos de producción presentes y futuros y elija el modelo de laminador de quilla ligera adecuado.
Fabricantes de perfiladoras de quillas ligeras
Algunos de los principales fabricantes de perfiladoras de quilla ligera son:
- ZITAI (China)
- Formtek (Taiwán)
- Fundametal (Taiwán)
- Maquinaria Samco (Taiwán)
- Joton Rollforming (Taiwán)
- Metform (Turquía)
- CNCRollforming (China)
- Gasparini (Italia)
- DREISTERN (Alemania)
Muchos fabricantes chinos también ofrecen perfiladoras de quilla ligera a precios económicos. Elija un fabricante de confianza y evalúe la calidad de la máquina, sus capacidades y el servicio de asistencia.
Precios
Las perfiladoras de quilla ligera están disponibles en una amplia gama de precios en función de la capacidad de producción, el nivel de automatización y las características opcionales. He aquí una estimación aproximada de los precios:
- Nivel básico - $8.000 a $15.000
- Capacidad media - $15.000 a $35.000
- Alta producción - $35.000 a $65.000
- Para trabajos pesados - Por encima de $65.000
Las máquinas más grandes, más rápidas y más automatizadas suelen costar más. Las máquinas importadas de fabricación europea o taiwanesa son más caras, pero ofrecen mejor calidad y rendimiento.
Cómo manejar una perfiladora de quillas ligeras
El manejo de una perfiladora de quillas ligeras requiere conocimientos técnicos básicos. El fabricante de la máquina debe proporcionar la formación adecuada. He aquí un resumen de los pasos principales:
1. Controles de seguridad
- Asegúrese de que todas las protecciones están en su sitio
- Confirme que las paradas de emergencia funcionan
- Comprobar los sistemas eléctrico e hidráulico
- Utilizar calzado de seguridad, casco y gafas
2. Carga de material
- Montaje de la bobina de chapa en el desenrollador mediante puente grúa
- Introduzca la hoja en los rodillos y alinéela
3. Establecer parámetros
- Introduzca el grosor del material, la altura de la quilla, etc.
- Ajuste la velocidad de conformado, la longitud de corte y otros parámetros
4. Iniciar la operación
- Arrancar los motores y dejar que la máquina alcance la velocidad
- Introducir gradualmente la chapa en la sección de conformado
5. 5. Producto acabado
- Comprobación visual de la calidad de las quillas conformadas
- Descarga de piezas acabadas con carretilla elevadora
6. Mantenimiento regular
- Lubricar rodamientos, inspeccionar componentes
- Cambiar los elementos de desgaste como las cuchillas de la cizalla
El operario de la máquina debe supervisar el proceso y realizar los ajustes necesarios para garantizar el perfil y la calidad adecuados de la quilla. Las modernas máquinas de perfilado de quillas ligeras están diseñadas para una configuración rápida y un funcionamiento sencillo.
Ventajas y desventajas
Ventajas
- Alta productividad y ritmos de producción más rápidos.
- Calidad de perfil homogénea y uniforme.
- Capacidad para formar formas complejas y asimétricas.
- Bajo coste de utillaje en comparación con otros procesos.
- Ajuste flexible de los parámetros mediante mandos.
- Mayor precisión dimensional de los productos.
- Mínimo desperdicio de material y desechos.
Desventajas
- Elevado coste de inversión inicial de la máquina.
- Requiere mantenimiento regular y mano de obra especializada.
- La preparación del utillaje y los cambios llevan tiempo.
- Gama de tamaños limitada para una máquina determinada.
- El ruido y los problemas de seguridad requieren precauciones.
Mantenimiento de la perfiladora de quilla ligera
El mantenimiento preventivo regular es esencial para el funcionamiento sin problemas y la longevidad de la máquina de perfilado. He aquí algunos aspectos importantes del mantenimiento:
- Limpie la máquina a diario y compruebe que no haya fugas de aceite.
- Lubrique regularmente todos los cojinetes y superficies deslizantes.
- Compruebe la alineación y la holgura de los rodillos. Ajustar si es necesario.
- Examine todas las conexiones eléctricas y mangueras hidráulicas.
- Confirme que todos los dispositivos de seguridad funcionan correctamente.
- Comprobar la tensión de las cadenas y correas de transmisión.
- Sustituya los componentes desgastados como cuchillas, piñones, protectores, etc.
- Mantenga limpios los ejes de los rodillos y engrase los tornillos de rosca.
- Examine el bastidor de la máquina en busca de grietas o juntas sueltas.
- Verifique que todas las etiquetas y señales de advertencia sean legibles. Sustitúyalos si es necesario.
Un mantenimiento adecuado conforme a las directrices del proveedor minimizará los tiempos de inactividad imprevistos y ayudará a lograr la máxima productividad.
Solución de problemas comunes
Algunos problemas comunes que pueden ocurrir con las máquinas perfiladoras de quilla ligera son:
Problema - Atasco y obstrucción de chapas
Solución - Comprobar la alineación de los rodillos, reducir la velocidad de alimentación, asegurar una lubricación adecuada.
Problema - Deformación excesiva de la brida o del alma
Solución - Ajustar los espacios entre rodillos, comprobar el contorno y la separación de los rodillos
Problema - Las piezas cizalladas tienen rebabas y están fuera de escuadra
Solución - Sustituya las cuchillas desgastadas, compruebe la separación de las cuchillas, reduzca la velocidad de corte.
Problema - Distorsión del perfil de la quilla
Solución - Mejorar el acabado superficial del material, comprobar la alineación de los rodillos guía
Problema - Desconexión por sobrecarga del motor
Solución - Compruebe si el grosor del metal supera la capacidad, inspeccione la caja de cambios y el estado de la cadena
Problema - Sobrecalentamiento del grupo hidráulico
Solución - Comprobar el nivel de aceite, limpiar los filtros de aceite, inspeccionar la bomba y las válvulas
Consejos de seguridad
Algunos consejos de seguridad importantes para el manejo de las perfiladoras de quilla ligera:
- Mantenga las manos alejadas de las zonas de rodillos durante el funcionamiento.
- No realice ningún ajuste hasta que la máquina esté completamente parada.
- Utilice guantes resistentes a los cortes cuando manipule chapas metálicas.
- Utilizar métodos de elevación adecuados para transportar bobinas y productos acabados.
- Garantizar una iluminación suficiente en la zona de trabajo.
- Mantenga la zona limpia y seca para evitar resbalones y tropiezos.
- Apague la máquina y siga los procedimientos de bloqueo antes de realizar el mantenimiento.
- Asegúrese de que todas las protecciones de seguridad están colocadas durante el funcionamiento.
- Utilice protección para los oídos, ya que los niveles de ruido pueden ser elevados.
- Siga los protocolos estándar de la industria y los procedimientos de seguridad.
Preguntas más frecuentes
P: ¿Qué materiales pueden laminarse para fabricar quillas ligeras?
R: Los materiales más utilizados son el acero con bajo contenido en carbono, el acero galvanizado y las chapas de acero inoxidable de hasta 3 mm de grosor. Las aleaciones de aluminio también pueden laminarse.
P: ¿Cuál es la diferencia entre los perfiles de quilla ligera y quilla normal?
R: Las quillas ligeras tienen una altura de alma inferior a 180 mm y un grosor de hasta 3 mm. Las quillas normales tienen una sección transversal mayor y son más gruesas.
P: ¿Qué longitud de quillas se pueden fabricar?
R: Las longitudes habituales oscilan entre 2 y 12 m. También se pueden fabricar longitudes personalizadas o infinitas.
P: ¿Cómo diseñar los contornos de los rodillos para un nuevo perfil de quilla?
R: Los contornos de los rodillos se diseñan mediante el análisis de la secuencia de doblado y las etapas necesarias para formar gradualmente la forma de la quilla. Los programas informáticos de ingeniería pueden ayudar al diseño.
P: ¿Es necesario un tratamiento térmico tras el laminado de quillas?
R: No, el proceso de laminado en frío endurece y refuerza las quillas conformadas. Normalmente no es necesario un tratamiento térmico posterior.
P: ¿Cuál es la tasa de producción de las máquinas perfiladoras de quilla ligera?
R: El ritmo de producción depende del tamaño de la quilla, el grosor del metal y la velocidad de la máquina. La producción típica es de 10 a 30 piezas por minuto.
P: ¿Cómo debo mantener el utillaje de rodillos?
R: Mantenga limpios los rodillos eliminando el polvo y las partículas metálicas. Lubricar los rodamientos. Resurface o cromo duro erosionado segmentos.
P: ¿Está disponible el embalaje automático de quillas?
R: Sí, algunas máquinas integran unidades de transporte y apilado para apilar automáticamente las piezas acabadas de la quilla.
Conclusión
El perfilado de quillas ligeras es un proceso eficaz para producir en serie quillas y vigas de tamaño pequeño a mediano con perfil en forma de C o U. La perfiladora forma gradualmente el alma y las alas haciendo pasar la banda de chapa por una serie de estaciones de rodillos.
En comparación con los perfiles estructurales pesados de acero, las quillas ligeras de hasta 180 mm de altura y 3 mm de grosor pueden fabricarse en serie de forma eficiente utilizando máquinas de perfilado de quillas ligeras. Estas máquinas compactas y versátiles permiten automatizar la producción a fabricantes de productos de construcción metálicos de tamaño pequeño y mediano.
Es necesario seleccionar cuidadosamente la capacidad, las características y las opciones adecuadas de la máquina en función de las necesidades de producción actuales y futuras y del presupuesto. Los principales fabricantes taiwaneses y europeos ofrecen perfiladoras de quilla ligera de alta calidad. Con un funcionamiento y un mantenimiento adecuados, la perfiladora puede ofrecer una calidad constante y una producción de bajo coste.
