Perfiladoras de tubos cuadrados de acero son equipos eficaces y rentables que se utilizan para producir tubos cuadrados de acero de diversos tamaños. Esta completa guía cubre todo lo que necesita saber sobre las perfiladoras de tubos cuadrados de acero, desde tipos, componentes clave, especificaciones técnicas, aplicaciones, instalación, operaciones y mantenimiento.

Visión general de las máquinas perfiladoras de tubos cuadrados de acero

La maquina perfiladora de tubos cuadrados de acero es un equipo diseñado para enrollar tiras de acero o bobinas de acero en tubos cuadrados de acero de manera eficiente y continua. El perfilado es una operación de doblado continuo en la que la chapa o tira de metal se forma progresivamente a través de una serie de soportes de rodillos contorneados en formas estructurales como cuadrados, rectángulos, etc.

Comparado con otros procesos de fabricación de tubos como la fundición o la soldadura, el perfilado es un proceso sencillo con una buena precisión dimensional y requiere menos materia prima. Los tubos de acero conformados tienen una gran resistencia y un grosor de pared uniforme. Los tubos de acero cuadrados perfilados son ligeros y tienen bordes limpios sin costuras de soldadura.

Principales ventajas de las máquinas perfiladoras de tubos cuadrados de acero:

• Producción altamente automatizada y eficaz de tubos cuadrados de acero
• Capacidad para conformar varios tamaños de tubo con un buen control de la tolerancia
• Bajos costes operativos y mínimo desperdicio de materias primas
• Calidad constante con espesor de pared uniforme y alta resistencia
• Menores costes de inversión en comparación con otros procesos de fabricación de tubos
• Su diseño sencillo facilita el manejo y el mantenimiento

Los tubos cuadrados de acero producidos encuentran amplias aplicaciones estructurales en los sectores de la construcción, las infraestructuras, la industria y el transporte para andamios, invernaderos, remolques, vallas, señales de tráfico, etc.

Componentes principales de una máquina perfiladora de tubo cuadrado de acero

Un sistema típico de perfilado de tubos cuadrados de acero consta de los siguientes componentes:

• Unidad de desenrollado - Suministra fleje/bobina de acero en bruto a la línea de perfilado. Contiene una desenrolladora y una enderezadora.
• Unidad de alimentación - Controla la alimentación de la banda, ajusta electrónicamente la velocidad de línea requerida.
• Estaciones de conformado - Serie de soportes de perfilado con rodillos contorneados que moldean progresivamente en frío la banda hasta convertirla en tubo cuadrado.
• Unidad de soldadura (opcional) - Une los bordes formados mediante soldadura para tubos a partir de determinados diámetros.
• Equipo de corte - Corta tubos a las longitudes requeridas según las necesidades de producción. Puede ser cizalla volante, cizalla giratoria, etc.
• Unidad de recogida - Impulsa los tubos conformados hacia delante, proporciona un control preciso de la tracción y la velocidad. Conectado a la máquina de corte.
• Sistema hidráulico - Proporciona transmisión de potencia a diferentes piezas móviles. Consta de bombas, válvulas, cilindros, etc.
• Sistema de control eléctrico - Controles informatizados para automatizar la producción, supervisar los parámetros y garantizar la seguridad.
• Unidades adicionales como punzonado, entallado y plegado, también pueden integrarse según las necesidades de la aplicación.

La correcta alineación y el buen funcionamiento de todos estos componentes son fundamentales para una producción de tubos de calidad y una eficacia óptima de la línea.

Tipos de máquinas perfiladoras de tubos cuadrados de acero

Las maquinas perfiladoras de tubo cuadrado de acero se pueden clasificar en base a la velocidad de producción, la tecnología de conformado, el nivel de automatización y el alcance de personalización:

En función de la velocidad de producción

• Baja velocidad - Velocidad de conformado de hasta 10 m/min, controles manuales, producción básica de hasta 100-200 toneladas al mes
• Velocidad media - Velocidad de 10 - 40 m/min, funcionamiento semiautomatizado, capacidad mensual de 200-800 toneladas
• Alta velocidad - Más de 40 m/min, alto grado de automatización, capacidad superior a 800 toneladas al mes

Las mayores velocidades de conformado aumentan los volúmenes de producción y reducen el coste por unidad. Pero el coste de la máquina también es mayor.

Basado en la tecnología de conformado

• Mecánica - Método tradicional de perfilado con una serie de soportes dispuestos en línea. Variaciones de tamaño limitadas.
• Perfilado CNC - Las estaciones de formado disponen de control NC para cambios rápidos de tamaño. Producción flexible.
• Laminación en espiral - La banda se enrolla a lo largo de una trayectoria en espiral para formar un tubo cuadrado. Sólo para diámetros pequeños.
• Conformado hidrostático de tubos - Utiliza presión de fluido en lugar de rodillos para formar tubos cuadrados.

Las líneas de perfilado CNC ofrecen más automatización, precisión y flexibilidad de tamaño en comparación con las líneas mecánicas fijas.

En función del nivel de automatización

• Manual - Requiere carga/descarga manual de bobinas, inspección visual y ajustes de control por parte del operario.
• Semiautomático - Alimentación y descarga automática del material, controles automatizados parciales, pueden necesitar algunas entradas manuales.
• Completamente automatico - Intervención humana mínima. Flujo de materiales, inspección y control de producción automatizados. Máxima eficacia.

Una mayor automatización mejora la productividad, la calidad y reduce el coste de la mano de obra. Pero aumenta el coste de la maquinaria.

Basado en la personalización

• Fijo - Produce tubos de dimensiones y especificaciones fijas. Sin posibilidad de variación. Máquinas básicas de bajo coste.
• personalizado - Permite cambios en las dimensiones y características del producto. Producción flexible pero mayor coste de la máquina.

Las líneas de perfilado personalizadas son reconfigurables y adaptables a los requisitos de nuevos productos.

Especificaciones de la máquina perfiladora de tubo cuadrado de acero

Las principales especificaciones técnicas a considerar al seleccionar una máquina perfiladora de tubo cuadrado de acero incluyen:

Capacidad de conformado

• Tamaños de tubo - Anchura y altura mín./máx. posibles
• Grosor de la pared - Normal 0,5-3 mm
• Tamaños de sección: de 20 mm x 20 mm a 150 mm x 150 mm normal
• Tipos de cantos: UOE, costura de cierre Pittsburgh, etc.
• Materiales - Acero dulce, acero inoxidable, aluminio, etc.

Parámetros de producción

• Velocidad máxima de la línea - Las velocidades más altas aumentan los volúmenes de producción
• Máximo límite elástico del material
• Precisión de alimentación
• Precisión y tolerancia de longitud
• Precisión y eficacia de corte

Disposición de la máquina

• Número de portabobinas: de 8 a 16, típico para tubos pequeños y medianos.
• Tipo de portabobinas: vertical, horizontal, piramidal, etc.
• Estaciones de conformado: punzonado, entallado, etc. necesarios.
• Configuración - En línea, tipo C, tipo S, en espiral, etc.

Automatización y control

• Accionamientos servohidráulicos, motores, cilindros
• PLC/sistema de control informatizado
• Sensores de control: codificador, láser, ultrasonidos, etc.
• Nivel de automatización: manual, semiautomático, totalmente automático

Consumo de energía

• Capacidad del motor principal - 7,5 kW a 22 kW comunes
• Potencia hidráulica: de 11 kW a 45 kW
• Fuente de alimentación - CA trifásica; generador opcional

Tamaño y peso de la máquina

• Depende de la velocidad de producción, rango de diámetros de tubo
• Velocidad media - 8 m x 1,2 m x 1,8 m, peso de unas 4 toneladas

Características adicionales

• Desenrolladores, alisadores
• Perforar, cortar, rebordear, entallar
• Sistemas de evacuación, sistemas de refrigeración
• Protecciones de seguridad: cortinas fotoeléctricas, paradas de emergencia, etc.

La correcta selección de las especificaciones de la laminadora en función de las necesidades de producción es necesaria para conseguir los tamaños de tubo, volúmenes, calidad y eficacia de línea deseados.

Aplicaciones y usos de los tubos cuadrados de acero

La exclusiva estructura hueca cuadrada de los tubos cuadrados de acero los hace adecuados para las siguientes aplicaciones en diversos sectores:

Construcción y arquitectura

• Estructuras de andamiaje
• Armazones de edificios y tejados
• Soportes estructurales
• Barreras y cerramientos temporales

Fines decorativos

• Relleno de barandilla y valla
• Decoración exterior de edificios
• Tubos para muebles

Automóvil/Transporte

• Chasis y remolques
• Jaulas antivuelco
• Bacas, portaequipajes
• Peldaños laterales, estribos

Infraestructura

• Señalización vial y mobiliario urbano
• Barandillas
• Montaje de módulos solares

Aplicaciones de ingeniería

• Sistemas de transporte
• Estructuras de grúa
• Maquinaria agrícola
• Invernaderos

Otros usos

• Gestión de residuos y aguas
• Estanterías
• Aparatos de gimnasia
• Intercambiadores de calor
• Asas de la cesta de la compra

La precisión dimensional y la alta resistencia de los tubos de acero cuadrados perfilados los hacen adecuados para estructuras que soportan cargas pesadas en las aplicaciones anteriores. El perfil cuadrado también facilita la unión y la soldadura.

Diseño, normas y códigos para tubos cuadrados de acero

El diseño de los tubos cuadrados de acero y las líneas de perfilado debe ajustarse a las normas de fabricación y especificaciones de producto pertinentes.

Normas clave de referencia:

• ASTM A500 - Especificación estándar para tubos cuadrados de acero soldados y sin soldadura conformados en frío.
• EN 10219 - Perfiles huecos cuadrados y rectangulares de acero conformado en frío
• JIS G3466 - Tubos cuadrados y rectangulares de acero al carbono para usos estructurales generales
• AS/NZS 1163 - Perfiles huecos estructurales de acero cuadrado y rectangular

Consideraciones sobre el diseño:

• Dimensiones del producto: anchura, altura, grosor de la pared, longitud
• Tipo de borde/costura: UOE, soldadura HF, etc.
• Calidades y propiedades del acero: límite elástico, dureza, etc.
• Tolerancias: en dimensiones, ovalidad, peralte, etc.
• Pruebas: presión, flexión, aplastamiento, macrográficas, etc.
• Calidad de la superficie: galvanizado, revestimientos epoxídicos, etc.

Factores de diseño estructural:

• Cargas - estáticas, dinámicas, cargas de viento, etc.
• Métodos de unión: soldadura, atornillado, remachado, etc.
• Condiciones de apoyo: columna, viga, voladizo, etc.
• Seguridad y estabilidad: contra el pandeo, el fuego, la fatiga, etc.
• Códigos de construcción y normas de capacidad de carga de tuberías aplicables

El diseño de la máquina y del utillaje debe ajustarse a las necesidades de diseño del producto según las normas pertinentes.

Operaciones de la perfiladora

El funcionamiento eficaz y seguro de una perfiladora de tubos cuadrados de acero requiere protocolos de funcionamiento estandarizados.

Inspección y controles previos a la producción

• Comprobación de la calidad de la materia prima: superficie, dimensiones, propiedades de la bobina de acero
• Garantizar que no haya obstáculos en el paso del material
• Confirmar la estanqueidad de los rodillos de conformado
• Verificar la calibración de sensores y controles
• Engrasar las piezas giratorias
• Examinar los sistemas hidráulicos y neumáticos en busca de fugas.
• Revisar los circuitos de parada de emergencia y los resguardos de seguridad
• Programar los ajustes y parámetros de la máquina

Pasos de la producción de perfilado

1. Carga de bobinas de acero en el desenrollador
2. Alimentación de la banda a través de la enderezadora
3. Alimentación automática de la banda en el primer soporte de conformado
4. Laminado en frío a través de soportes sucesivos para dar forma gradualmente a la banda
5. Unión en la estación de soldadura (si es necesario)
6. Corte a la longitud deseada mediante cizalla
7. Extracción de la sección de tubo cuadrado cortada
8. Repetir continuamente los pasos 3-7

Control de calidad durante la producción

• Control de las dimensiones de los tubos mediante calibres y escáner láser
• Comprobar los defectos superficiales y la calidad del cordón de soldadura
• Medición de tolerancias geométricas con micrómetro láser
• Verificar la precisión de la longitud según las normas
• Comprobar el grosor de las paredes a intervalos regulares
• Pruebas periódicas de tracción y presión de las tuberías
• Calibrar sensores y componentes de control

Actividades de postproducción

• Organizar y almacenar los tubos acabados
• Apagar correctamente la máquina; aliviar la presión
• Limpiar la línea y lubricar las piezas
• Inspeccionar para detectar cualquier desgaste anormal
• Analizar los datos de producción para introducir mejoras
• Planificar las actividades de mantenimiento según lo previsto

El cumplimiento de los procedimientos normalizados de trabajo en la laminadora reduce los riesgos de seguridad y mejora la calidad y la productividad.

Mantenimiento de máquinas perfiladoras de tubos cuadrados de acero

Un buen programa de mantenimiento es esencial para que cualquier sistema de perfilado maximice su vida útil, la eficiencia de la producción y la calidad del producto.

Tipos de mantenimiento

• Preventivo - Limpieza, inspecciones, lubricación y ajustes periódicos para evitar averías.
• Avería - Reparación o sustitución de componentes que han fallado inesperadamente.
• Control de las condiciones - Métodos avanzados como análisis de vibraciones, análisis de aceite, etc. para evaluar el estado de la máquina.

Actividades de mantenimiento

Diario

• Limpiar la máquina, especialmente alrededor de los componentes móviles
• Comprobar el nivel de líquido hidráulico, rellenar si es necesario
• Examine todos los cojinetes y engranajes para detectar temperaturas o ruidos anormales.
• Verificar la presión de aire del sistema neumático y las fugas
• Inspeccione los dispositivos de seguridad, como cables de tracción, cortinas de luz, etc.
• Lubrique las juntas móviles, aplique grasa si es necesario

Semanal

• Limpieza a fondo de los soportes de perfilado
• Apriete los tornillos y herrajes sueltos.
• Verificar la alineación de los rodillos mediante calibradores.
• Comprobar el desgaste de las correas y cadenas de transmisión; ajustar la tensión
• Examine el cableado eléctrico para ver si está deshilachado o dañado.
• Confirmar la calibración de sensores y medidores

Mensualmente

• Inspeccionar la estructura de la máquina en busca de grietas o daños
• Lubricar rodamientos y cajas de cambios
• Comprobar los filtros y el fluido hidráulico; cambiarlos si es necesario
• Verificar el correcto funcionamiento de cilindros, válvulas, bombas
• Comprobar la nivelación de la máquina, renivelar si está desalineada
• Revisar paradas de emergencia, circuitos, pulsadores

Anualmente

• Comprobación completa de la alineación, los accionamientos y el calibrado
• Lavar y sustituir el fluido hidráulico, filtros
• Sustituir rodillos y cojinetes desgastados
• Repintar la máquina para evitar que se oxide
• Actualizar la tabla de lubricación de la máquina
• Programar revisiones generales si es necesario

Seguir las actividades de mantenimiento preventivo programadas minimiza los tiempos de inactividad imprevistos y mejora la seguridad operativa.

Elección del fabricante correcto de la máquina perfiladora de tubos cuadrados de acero

Seleccionar un fabricante de perfiladoras fiable y con experiencia es clave para obtener un equipo que se adapte a las necesidades de producción y ofrezca la máxima eficacia.

Aquí están los factores importantes a considerar al seleccionar un proveedor de maquina perfiladora de tubo cuadrado de acero:

Conocimientos técnicos y experiencia

• Años de experiencia en perfiladoras
• Experiencia en la producción de tubos cuadrados de acero
• Capacidades internas de diseño, ingeniería y fabricación
• Pertenencia a prestigiosas asociaciones del sector

Calidad y capacidad de las máquinas

• Utilización de materiales y componentes de calidad
• Precisión y durabilidad de la construcción
• Capacidad de producción, gama de velocidades de línea
• Automatización, sistemas de control y flexibilidad
• Funciones adicionales: desenrollador, cortador, doblador, etc.

Gama de productos

• Capacidad para suministrar distintos tipos de perfiladoras
• Posibilidad de variaciones de tamaño y perfil
• Opción de soluciones personalizadas además de máquinas estándar

Calidad del servicio posventa

• Instalación y formación del operador
• Servicios de mantenimiento y asistencia técnica
• Inventario de piezas de repuesto y consumibles
• Se ofrecen servicios de actualización y reacondicionamiento

Precios

• Costes iniciales de compra y de funcionamiento
• Competitividad de costes frente a los competidores
• Condiciones de pago y plazos de entrega

Cumplimiento de las normas

• Certificaciones de seguridad de los productos
• Certificación del sistema de gestión de la calidad - ISO 9001
• Sistema de gestión medioambiental - ISO 14001

La elección de un fabricante con tecnología de producción probada, amplia experiencia, buen historial de servicio y precios competitivos garantiza la adquisición de un sistema de perfilado de tubos cuadrados de acero eficiente y fiable que cumpla los objetivos de costes.

Análisis de Costos de las Máquinas Perfiladoras de Tubos Cuadrados de Acero

El precio del equipo de perfilado de tubo cuadrado de acero depende de varios factores:

Especificaciones

• Velocidad y rendimiento máximos de la línea
• Nivel de automatización y controles
• Tamaños y características
• Equipamiento accesorio adicional
• Alcance de la personalización

A mayor capacidad, nivel de automatización y prestaciones, mayor coste.

Construcción

• Calidad de componentes como motores, bombas y cojinetes
• Utilización de piezas nacionales o importadas
• Acabado a máquina y revestimientos de pintura

Escala de producción

• Máquinas manuales a pequeña escala - $15.000 a $50.000
• Escala media, semi-auto - $50.000 a $150.000
• Líneas de alta velocidad a gran escala - $150.000 a $500.000

Costes adicionales

• Diseño, gastos de ingeniería
• Costes de energía e instalación
• Fletes e impuestos
• Inventario de piezas de recambio

Tipo de proveedor

• Marca internacional de renombre - Coste más elevado
• Fabricante local o chino - Menor coste

Usado o renovado

Puede ahorrar 30-50% en comparación con el coste de una máquina nueva

Al optar por la capacidad de producción, el nivel de automatización y las características adecuadas, se puede obtener una máquina de perfilado de valor y características óptimos a un precio razonable.

Ventajas y desventajas de las perfiladoras de tubos cuadrados de acero

Ventajas:

• Alta eficiencia y velocidad de producción
• Bajos costes de explotación gracias a la automatización
• Buena precisión dimensional y calidad de los tubos
• Mínimo desperdicio de materias primas
• Fácil personalización del diseño
• Funcionamiento y mantenimiento sencillos
• Menor coste de inversión que las alternativas
• Flexibilidad para cambiar rápidamente el tamaño de los tubos
• Trabajo más seguro que con otros procesos de fabricación de tubos

Limitaciones:

• Elevado coste inicial de adquisición e instalación
• Necesidad de mantenimiento regular y mano de obra especializada
• Limitaciones de tamaño según la máquina
• No es ideal para la producción de pequeños lotes o prototipos
• Mayor huella que otros procesos
• Cambios frecuentes de rodillos y cuchillas para diferentes tamaños
• Problemas de ruido y seguridad si no se diseñan adecuadamente

En general, las ventajas de utilizar tubos cuadrados de acero perfilados superan las limitaciones para los fabricantes centrados en la producción de volúmenes medios y altos.

Preguntas más frecuentes

P: ¿Cuáles son los distintos tipos de bordes posibles con los tubos cuadrados de acero?

R: Los tipos de borde más comunes para los tubos cuadrados de acero son: cuadrado liso (sin acabado), UOE, costura de bloqueo Pittsburgh, costura soldada, costura estampada y costura entrelazada. El acabado del borde adecuado depende del tamaño del tubo, el uso de los tubos y el método de producción.

P: ¿Qué materiales pueden utilizarse para fabricar tubos cuadrados además del acero?

R: Los tubos cuadrados también pueden fabricarse en aluminio, cobre, acero inoxidable, aleaciones de níquel, etc., además de acero al carbono y acero dulce, que son los más comunes. Cada material requiere un diseño de utillaje y unos ajustes de máquina específicos.

P: ¿Cuáles son los factores clave que afectan a la calidad de los tubos cuadrados perfilados?

R: Los factores de calidad críticos son la calidad de la banda de acero, el diseño del rodillo de conformado, el número de soportes, la integridad del cordón de soldadura, la velocidad de la línea, el grosor de la pared del tubo, la precisión del cizallado y el control dimensional. Es imprescindible supervisar y controlar adecuadamente estos parámetros.

P: ¿Cómo calcular el consumo eléctrico de una perfiladora de tubos?

R: Las necesidades de potencia dependen de la capacidad de conformado, la velocidad de la línea, el límite elástico del material, el número de soportes de rodillos, la gama de tamaños y características como la soldadura, el punzonado, etc. La carga conectada aproximada es de unos 10 kW para una perfiladora de velocidad media que produzca tubos cuadrados de acero de tamaño pequeño a mediano.

P: ¿Cómo aumentar la productividad y eficacia de un sistema de perfilado?

R: Medidas como la optimización de la disposición de la línea, la actualización a servoaccionamientos, la automatización del cambio de formato, la supervisión avanzada de los procesos y las máquinas, el mantenimiento preventivo y la formación de los operarios contribuyen a mejorar la productividad y la eficacia generales.

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