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Trabalho de laminação

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Mecânica da laminação
A laminação pode ser classificada como um processo de compressão direta pelo falo dos cilindros atuarem, em esforço de compressão, diretamente sobre a peça. A intensidade da deformação plástica por laminação irá depender da sua forma inicial e da intensidade da força aplicada, como por exemplo nas etapas iniciais de redução de uma barra em que o trabalho é a quente, suas secções transversal e espessura são próximas, a intensidade de deformação é elevada e consequentemente existe um espalhamento elevado do material para os lados e longitudinalmente.
A mecânica do processo envolve uma série de variáveis como a velocidade que a peça entra nos cilindros, o atrito, o ângulo de contato como exemplo a figura 1 mostra as forças de atrito atuam tangencialmente ao arco de contato, e no sentido de movimentação da peça até o ponto neutro, pois o cilindro gira a uma velocidade periférica menor do que a peça. A partir desse ponto, a situação de velocidade relativa se inverte e as forças de atrito passam a atuar no sentido contrário. (BRESCIANI,2011)
Figura 1: Zona de deformação e ângulos de contato durante a laminação
Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/1261590/
As diferenças entre a espessura inicial e a final, da largura inicial e final e do comprimento inicial e final, chamam-se respectivamente: redução total, alargamento total e alongamento total e podem ser expressas por: Δh h0 h1, Δb b1 b0 e Δl l1 l0. Nas condições normais, o resultado principal da redução de espessura do metal é o seu alongamento, visto que o seu alargamento é relativamente pequeno e pode ser desprezado. Cada cilindro entra em contato com o metal segundo o arco AB (arco de contato) esse arco corresponde o ângulo chamado ângulo de contato ou de ataque e pode ser determinado pela equação 1. Chama-se zona de deformação a zona à qual corresponde o volume de metal limitado pelo arco AB, pelas bordas laterais da placa sendo laminada e pelos planos de entrada e saída do metal dos cilindros. (CHIAVERINI,1986)
Equação 1 ângulo de Contato: 
O metal, de espessura h0, entra em contato com os cilindros no plano AA à velocidade V0 e deixa os cilindros, no Plano BB, com a espessura reduzida para h1. Admitindo que não haja alargamento da placa, a diminuição de altura ou espessura é compensada por um alongamento, na direção da laminação. (CHIAVERINI,1986)
A carga da laminação, ou força normal a superfície de contato, aumenta até o ponto neutro e, a partir daí, diminui. Essa força decorre da resistência a deformação oferecida pelo material da peça nas condições mecânicas de processamento (temperatura, velocidade e estado de tensão). A reação as forças atuantes na superfície da peça são as forças exercidas sobre os cilindros. A carga de laminação dividida pela área de contato define a pressão sobre os cilindros, ou seja, a tensão de laminação. (BRESCIANI,2011)
Laminadores 
Laminador é o equipamento que realiza a laminação. Além dos laminadores, existem também equipamentos que são dispostos de acordo com a sequência de operações de produção na laminação, na qual os lingotes entram e, aos saírem, já estão com o formato final desejado seja como produto final ou seja como produto intermediário. São eles: fornos de aquecimento e reaquecimento de lingotes, placas e tarugos, sistemas de roletes para deslocar os produtos, mesas de elevação, tesouras de corte. (CHIAVERINI,1986)
Em princípio, o laminador é constituído de uma estrutura metálica que suporta os cilindros com os mancais, montantes e todos os acessórios necessários. Esse conjunto é chamado cadeira de laminação, como mostra a figura 2.
Figura 2: Cadeira de laminação
Fonte: http://joinville.ifsc.edu.br/~valterv/Tecnologia_de_Fabricacao/Aula%205%20_%20Lamina%C3%A7%C3%A3o.pdf
Um laminador consiste basicamente de cilindros (ou rolos), mancais, uma carcaça chamada de gaiola ou quadro para fixar estas partes e um motor para fornecer potência aos cilindros e controlar a velocidade de rotação. As forças envolvidas na laminação podem facilmente atingir milhares de toneladas, portanto é necessária uma construção bastante rígida, além de motores muito potentes para fornecer a potência necessária.) (ABAL,2017) 
Os laminadores podem ser montados isoladamente ou em grupos, formando uma sequência de vários laminadores em série. Esse conjunto recebe o nome de trem de laminação. Junto a esse conjunto, trabalham os equipamentos auxiliares, ou seja, os empurradores, as mesas transportadoras, as tesouras, as mesas de elevação. (CHIAVERINI,1986)
A máquina que executa a laminação, ou seja, o laminador abrange inúmeros tipos, dependendo cada um deles do serviço que executa, do número de cilindros existentes. Os três principais tipos são os laminadores duo, trio e quadruo.
Os laminadores duo, os mais simples, são constituídos por dois cilindros de eixo horizontais, colocados verticalmente um sobre o outro. Pode ser reversível ou não. Nos duos não reversíveis (figura 3-a), o sentido do giro dos cilindros não pode ser invertido e o material só pode ser laminado em um sentido. Nos reversíveis (figura 3-b), a inversão da rotação dos cilindros permite que a laminação ocorra nos dois sentidos de passagem entre os rolos.
Figura 3: laminadores duo
Fonte: https://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6476-laminadores#.XQ_o9etKjIU
Os laminadores trio, os cilindros sempre giram no mesmo sentido. Porém, o material pode ser laminado nos dois sentidos, passando-o alternadamente entre o cilindro superior e o intermediário e entre o intermediário e o inferior, como mostra a figura 4.
Figura 4: Laminador trio
Fonte: https://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6476-laminadores#.XQ_o9etKjIU
Os laminadores quadruos, à medida que se laminam materiais cada vez mais finos, há interesse em utilizar cilindros de trabalho de pequeno diâmetro. Estes cilindros podem fletir, e devem ser apoiados por cilindros de encosto. Este tipo de laminador denomina-se quádruo, podendo ser reversível ou não, como mostra a figura 5. (BRESCIANI,2011)
Figura 5: Laminador quadruo.
Fonte: https://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6476-laminadores#.XQ_o9etKjIU
Referencias
ABAL. Processos de produção, laminação. Ano 2017. Disponível em: http://abal.org.br/aluminio/processos-de-producao/laminacao/. Acesso em: 23/06/2019.
BRESCIANI, E; SILVA, I.B; BATALHA, G.F; BUTTON, S.T. Conformação plástica dos metais. 1. ed. dig. São Paulo: EPUSP, 2011.
CHIAVERINI, V. Tecnologia mecânica: processos de fabricação e tratamento. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986. v. 2.

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