CALANDRAGEM UFMG - Topicos Estampagem

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CALANDRA 
Uma calandra compreende de dois ou mais rolos de ferro fundido com perfuração cen-
tral para a passagem de água e vapor, ambos para controle de temperatura, montados em 
uma estrutura metálica em diversas configurações. É equipada com jogos de engrena-
gens os quais permitem variar a velocidade dos rolos, de acordo com o tipo de operação 
a ser efetuada. Os rolos giram em velocidades controladas e a distância entre eles con-
trola a espessura e podem ser ajustadas de forma manual ou automaticamente. Os rolos 
não são paralelos, sendo ligeiramente arqueados ou possuem um arqueador hidráulico 
no conjunto para compensar a variação de espessura no material em processo. A alimen-
tação é feita manualmente com mantas aquecidas à temperatura da calandra em um ci-
lindro ou continuamente por fitas. 
TIPOS DE CALANDRAS 
Calandra de três rolos com dispositivo de deformação das abas
A dobragem das abas nunca é total (zona direita = (0,5 a 2)h; h - espessura da chapa) Existem 
diferentes tipos de concepção (no essencial, diferentes movimentos dos rolos). (Figura 1)
Figura 1: Fases da operação de calandragem numa calandra de três rolos com 
os rolos inferiores simétricos e possuindo movimento vertical inclinada, 
a) Alimentação, b) Deformação de uma aba, c) Deformação da outra aba, d) 
deformação da virola. 
 
 
Figura 2: Sequência de calandragem numa calandra de quatro rolos. 
. 
 Calandra de quatro rolos 
Rolos centrais, motores os rolos laterais, livres, controlam o raio da calandragem e a 
dobragem das abas. (Figura 2)
Vantagem da calandra de quatro rolos. O posicionamento apertado da chapa entre os 
rolos motores facilita bastante a operação, designadamente o manuseamento da chapa 
que, em muitos casos, pode ser feito por um único operador a dobragem das abas efe-
tua-se sem necessidade de voltar a chapa a calandragem das superfícies cónicas pode 
efetuar-se continuamente a calibragem das chapas, por exemplo, após soldadura das 
extremidades, é facilitada pela existência dos dois rolos livres, os quais devem estar 
ambos atuados neste tipo de operações. 
CALANDRAGEM CILINDRICA 
O rolo superior, geralmente, com um diâmetro (ds) maior que o diâmetro dos rolos in-
feriores (di), é convenientemente posicionado para se obter o raio de curvatura exterior 
(Re) requerido para a chapa. Admitindo que as reações nos rolos inferiores são verti-
cais (aproximação), pode considerar-se que a distribuição de momento fletor é triangular, 
com o valor máximo na zona média do entre eixo. (Figura 3)
Figura 3: Parâmetros geométricos e sistemas de forças característicos de uma 
operação de deformação plástica de chapa realizada numa calandra de três rolos do ti-
po piramidal . 
Descrição do processo. 
Os rolos inferiores transmitem a energia necessária à deformação da chapa através das 
forças de atrito entre a chapa e os rolos A capacidade de deformação é limitada pelo 
trabalho que é possível realizar com as forças de atrito Para aumentar a capacidade de 
deformação, 3 rolos motores velocidade de rotação do rolo superior diferente da dos 
rolos inferiores para a chapa não escorregar calandras com sistemas de regulagem de 
velocidade sofisticados, 2 rolos (inferiores) motores. (Figura 4)
Figura 4: Momento fletor aplicado durante a deformação de uma chapa numa 
calandra de 3 rolos. 
Geometria, Dimensões e preparação do planificado
As formas obtidas são planificáveis e tanto os raios de curvatura, como o comprimento 
de calandragem são, geralmente, muito superiores à espessura da chapa As dimensões 
do planificado de uma virola cilíndrica serão obtidas considerando que a largura de ca-
landragem não varia (deformação plana) e que a largura do planificado é igual ao pe-
rímetro da circunferência que passa na linha média da chapa (raio de curvatura >> es-
pessura linha neutra coincide com a linha média). 
Outras formas, métodos de planificação de superfícies é Chanfrar as bordas das chapas 
para evitar a formação de fissuras (especialmente para espessuras acima dos 25 mm). 
Eixo e profundidade da calandragem
Figura 5: Posicionamento do rolo superior. Profundidade de calandragem. 
CALCULOS
Profundidade de calandragem. 
Deformação máxima em cada passagem
Em que (Ro) é o raio de curvatura inicial e (Re) é o raio de curvatura final. 
Força e potência de calandragem
Força de calandragem para (Re) > 100h. Solicitação do tipo elasto-plástica (emax) 
≤ 0,005. (Figura 6)
Figura 6: Tensões tangenciais de carga numa calandragem em que Re> 
100h. 
Força de calandragem
Força de calandragem para Re < 100h solicitação do tipo plástica. (Figura 7)
Equações para compensar as aproximações. 
 
Figura 7: Tensões tangenciais de carga numa calandragem em que Re< 100h. 
Potência de calandragem
Potência de calandragem. 
Em que (VR) é a velocidade periférica dos rolos motores (3 a 7 m/min na calandragem 
a frio) e µ é o coeficiente de atrito entre a chapa e os rolos. 
Recuperação elástica
Figura 8: Relação entre o raio de calandragem (Re) e o final da chapa, (Rf), para 
vários valores de tensão limite de elasticidade do material, considerando o modulo 
de Young, E=210.000 Mpa. 
Número de passos da calandragem
Condições de calandragem para uma passagem em que (Rf0) é o raio inicial da chapa. 
CALANDRAGEM A FRIO E A QUENTE
A calandragem a frio é preferível à calandragem a quente (menos dispendiosa e pro-
blemática) Para calandragens a frio, e em especial para passos múltiplos, deve ter-se 
em atenção a deformação máxima que a chapa sofre. É usual o tratamento quando: 
 emax > 5% para aços de baixa liga. 
 emax > 3% para aços ferríticos temperados e revenidos 
A capacidade de calandragem da máquina for ultrapassada em resultado do encru-
amento do material. 
A calandragem a quente deverá ser usada quando: 
A capacidade de calandragem for insuficiente para realizar o trabalho a frio não se 
conseguir produzir peças com o diâmetro desejado sem que ocorra fissuração os tra-
tamentos térmicos necessários à calandragem a frio tornam a calandragem a quente 
mais económica. 
CALANDRAGEM DE SUPERFÍCIES CONICAS
Procedimentos e operação calandra de 3 rolos
Figura 9 Calandragem de uma superfície cônica numa calandra de três rolos. 
a) Inclinação do rolo superior. b) E por menor mostrado o posicionamento da esfera. 
Procedimentos e operação calandra de 4 rolos
Figura 10: a) Calandragem de uma superfície cônica, numa calandra de quatro 
rolos. b) A ligeira inclinação do rolo inferior central leva a chapa a se desencostar dos 
rolos centrais na zona de menor diâmetro. 
 Determinação da geometria e das dimensões da estampa plana
Figura 11: a) Dimensões características de uma chapa cônica, b) Dimensões 
geométrica da estampa plana. 
 Cálculo do ângulo de inclinação dos rolos
Figura 12: Ajustamento da calandra inclinação do rolo superior. 
 DOBRAGEM DAS ABAS 
Um dos problemas principais da calandragem é o da enformação das abas do planifi-
cado com o raio de curvatura desejado para a chapa o valor do momento fletor de-
cresce linearmente, desde um valor máximo na secção (B), até se anular na secção 
(A). A deformação vai evoluindo de totalmente plástica para elástica, com zonas elas-
to-plásticas intermédias raio de curvatura cada vez maior deixa de existir curvatura a 
partir da secção em que a deformação é totalmente recuperada pelo efeito de mola. 
Figura 14: Representação esquemática do problema da dobragem das abas. 
 
Figura 15: Abas diretas numa chapa Figura 16: Ultilização de um berço 
produzida por calandragem. para a dobragem das abas. 
 
 Soluções para o problema da dobragem das abas 
 Numa calandra sem capacidade para enformar abas a dobragem das abas po-
derá ser executada prévia ou posteriormente à calandragem por quinagem ou 
por martelagem. Calandrar uma chapa com um comprimento superior ao pretendido e cortar 
as abas direitas. 
 Dobrar as abas na calandra com o auxílio de um gabarito, também conhecido 
por “berço”, fabricado previamente em chapa espessa. 
 Utilizar calandras preparadas para a dobragem das abas, as quais permitem 
deslocamento dos rolos inferiores ou do superior. 
 Efetuar a operação numa calandra de quatro rolos. 
http://www.calende.com.br/m-calandras.htm
https://sites.google.com/a/catim.pt/metalopedia/conformacao/calandragem
http://www.vulcanizar.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=140:producao-definicoes&catid=34:laboratorio
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http://www.xerium.com/StoweWoodwardSAPortuguese/produtos/VisaoGeraldaIndustriadePapel/rollCovers/calandra.aspx
http://www.xerium.com/StoweWoodwardSAPortuguese/produtos/VisaoGeraldaIndustriadePapel/rollCovers/calandra.aspx
http://www.nei.com.br/lista/Calandras.aspx
http://www.designpvc.org/index.php/processos-de-transformacao/360-calandragem.html
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http://www.congressoebai.org/wp-content/uploads/52-144-1-SM-com-nome.pdf
http://pwp.net.ipl.pt/dem.isel/jnrvilhena/aulas-dobragem+enrolamento.pdf