Anillos de acero laminado: proceso de laminación de anillos, calidades y guía de abastecimiento para piezas en bruto de engranajes

Su solicitud de presupuesto incluye una corona dentada en bruto: 1.050 mm de diámetro exterior, 120 mm de pared, 42CrMo4, templada y revenida de 280 a 320 HB. Puede cortar ese anillo de una placa de acero, cortarlo de un tubo sin costura o enrollarlo. Para una pieza que soporta torque y gira durante veinte años, el laminado es normalmente la decisión correcta, y tomar esa decisión tempranamente es lo que mantiene bajo control el presupuesto de mecanizado.

Primera versión corta. Los anillos de acero laminados no tienen costuras, su flujo de grano recorre la circunferencia en la dirección de carga de la pieza y consume mucho menos material que un anillo cortado de una placa. La desventaja es que el laminado de anillos tiene sus propias reglas sobre el espesor de la pared, el diámetro y la formación. Un proveedor que los ignorará entregará un anillo ovalado que ningún torno podrá rescatar.

Qué es realmente un anillo de acero laminado

Un anillo de acero laminado, a menudo llamado anillo laminado sin costura, comienza como un tocho cortado en lugar de una placa. El tocho se calienta, se voltea para consolidar el centro y se perfora para abrir un agujero. Luego pasa a un laminador de anillos, donde un rodillo principal accionado trabaja el exterior del anillo mientras que un mandril trabaja el interior y los rodillos axiales mantienen la altura. El diámetro crece, la pared se adelgaza y el grano se curva formando un flujo continuo alrededor del anillo.

Ese punto último es la razón por la que el proceso existe. No hay nada soldado, por lo que no hay costura que falle, y la veta sigue la dirección del aro, que es exactamente como una llanta dentada, una pista de rodamiento o una novia soportan la carga.

Anillos de refuerzo forjados para equipos de maquinaria de alimentación Anillos laminados sin costura en S355J2G3 para carcasas de cilindros, ejes de rotor y tuberías de transporte de maquinaria de alimentación, con tamaños de Ø700–2000 mm y 200–3000 kg. Ver producto →

El herramental es lo suficientemente simple como para que una fresa cubra una amplia gama de tamaños, por lo que la misma configuración que lamina un anillo de engranaje puede laminar un anillo de refuerzo o una carcasa de cojinete en bruto con un cambio de mandril.

Lo que te da rodar y no cortar

Tres ventajas aparecen una y otra vez en el taller.

• Flujo de grano circunferencial. Un anillo cortado de una placa tiene grano que corre recto a través de la sección, por lo que el orificio y el diámetro exterior terminan con extremos de grano expuestos. Bajo carga repetida, ahí es donde comienzan las grietas.
• Material de rendimiento. Al cortar un anillo de 1.000 mm de una placa, se desecha todo el centro. Un anillo laminado comienza a partir de una pieza en bruto perforada, utilice menos acero para la misma pieza terminada y necesita menos torneado para alcanzar el tamaño final.
• Propiedades uniformes. El laminado refina la estructura y cierra la porosidad, por lo que la dureza y la tenacidad se mantienen más consistentes alrededor del anillo que en un corte de placa o en una fundición.

El costo se deriva de esos tres puntos. Para anillos grandes, el laminado de anillos a menudo resulta más barato por pieza terminada, incluso aunque el paso de formación cueste más que el corte de una placa, porque se compra menos acero y se pasan menos horas en la máquina.

Laminado, cortado en placa o cortado en tubo: una comparación práctica

Cuando un comprador pregunta si vale la pena rodar, la respuesta depende del tamaño, la carga y la cantidad. La siguiente tabla establece las compensaciones en los términos que importan en la etapa de cotización.

Si el anillo es pequeño, está ligeramente cargado y se necesita con urgencia, un corte de placa está bien y nadie debería disuadirlo. En el momento en que el anillo se asienta en una transmisión, un rodamiento o un límite de presión, la balanza se inclina hacia la rodadura.

Tolerancias, tolerancias y detalles que los compradores olvidan

Los argumentos sobre las especificaciones suelen comenzar y terminar en el material y la dureza, pero las dimensiones del dibujo deciden si la pieza se puede fabricar.

Laminado, mecanizado en bruto o acabado

Los anillos laminados se cotizan en tres condiciones. Los anillos laminados tienen la tolerancia de rodadura total más un margen de mecanizado. A los anillos mecanizados en bruto se les han quitado las incrustaciones y las caras están cuadradas, lo que mejora la concentricidad y ahorra tiempo de configuración en su propio taller. Los anillos terminados llegan al tamaño del dibujo con orificios, chaveteros o dientes ya cortados, lo que se adapta a los compradores que prefieren no invertir en una gran capacidad de torneado.

Tolerancias y tolerancias

• Diámetro y altura: los anillos laminados suelen tener una tolerancia basada en un porcentaje del diámetro, por lo que un anillo de 1200 mm no será tan apretado como uno de 300 mm.
• Margen de mecanizado: de 3 a 6 mm por superficie es normal, más si el anillo se templa y revende después del laminado y se debe absorber la distorsión.
• Concentricidad y planitud: acéptelo desde el principio, porque impulsan el diseño del accesorio y pueden agregar una segunda operación.

Geometría que vale la pena discutir antes de realizar el pedido.

Al rodamiento de anillos le gustan las paredes lo suficientemente gruesas como para mantenerse estables y las alturas que los rodillos axiales pueden controlar. Las paredes muy finas, los anillos muy cortos y las formas exteriores escalonadas necesitan un proceso diferente o un paso de mecanizado adicional. Envía el dibujo y pregunta, en lugar de asumir.

Grados de acero y tratamiento térmico.

Los anillos laminados se producen en aceros al carbono, aleados e inoxidables, además de aleados de níquel cuando la temperatura de servicio lo exige. Las opciones comunes incluyen 1045 y 4140 para piezas de máquinas en general, 42CrMo4 y 18CrNiMo7-6 para piezas en bruto de engranajes y grados de acero inoxidable como SS316L y SS420 donde la corrosión o la resistencia al desgaste son importantes. Cada grado tiene su propia ventana de forjado y el acero inoxidable es menos indulgente con el rango de temperatura y la velocidad de enfriamiento que el acero al carbono.

Anillos de desgaste forjados SS420 para maquinaria de alimentación Anillos X46Cr13 resistentes a la corrosión y al desgaste, Ø500–1200 mm y 30–200 kg, adecuados para equipos de procesamiento de alimentos expuestos a la humedad y la sal. Ver producto →

El tratamiento térmico después del laminado decide las propiedades finales. La normalización, el enfriamiento y revenido, la cementación, el endurecimiento por inducción y el alivio de tensión resuelven cada uno un problema diferente, y el orden de las operaciones importa tanto como la configuración del horno, por lo que vale la pena comprender el proceso. Conceptos básicos del tratamiento térmico de metales. antes de fijar un rango de dureza en un dibujo.

Dónde se utilizan anillos de acero laminado

Generación eólica y eléctrica. Las coronas dentadas de caja de cambios y los portasatélites para turbinas de la clase de 3 MW a 10 MW se laminan, porque un anillo forjado maneja la inversión del par mejor que una placa cortada en bruto y mucho mejor que una pieza fundida. Las paletas guía de las turbinas hidráulicas, los ejes de los generadores y las piezas de las islas convencionales siguen la misma lógica.

Piezas forjadas de engranajes de anillo de caja de engranajes de turbinas eólicas para turbinas de 5 MW a 10 MW Coronas dentadas 18CrNiMo7-6 carburizadas y rectificadas con precisión para cajas de engranajes principales planetarias de 5MW–10MW, con bloques de dientes modulares y Ø1300–3000 mm, 1400–7000 kg. Ver producto →

Maquinaria marina y portuaria. Los ejes de hélice, los ejes intermedios, las mechas y pasadores de timones, las pistas de rodamientos, las novias forjadas y los pernos marinos dependen de un anillo sin costuras o una barra forjada que comienza de la misma manera.

Minería, metalurgia, petróleo y gas. Los ejes principales de las trituradoras, los eslabones de las cadenas de las excavadoras, las carcasas de cojinetes de los laminadores, los ejes de los rodillos, las tapas de las válvulas y los cabezales de las carcasas son piezas forjadas de anillo o de matriz abierta, moldeadas para darles forma y luego mecanizadas según el dibujo.

Cuando rodar el anillo es la elección equivocada

Rolling no es una respuesta universal, y un proveedor que lo impulsa en cada pieza le está diciendo algo. Sáltelo cuando el anillo sea pequeño y esté ligeramente cargado, cuando la cantidad anual sea de una o dos piezas y el utillaje no se pueda amortizar, cuando la forma sea realmente no simétrica o cuando un tamaño de tubo estándar ya coincida con el dibujo. Un corte de placa, un corte de tubo o un conjunto soldado y mecanizado será más barato e igual de adecuado para su propósito.

Los requisitos mixtos son comunes. Un proyecto puede necesitar anillos inscritos para la ruta de carga y componentes forjados y mecanizados personalizados para soportes, protectores y carcasas. Un proveedor que cubre ambos, desde la forja y el tratamiento térmico hasta la soldadura y el mecanizado final, elimina mucho trabajo de coordinación de su escritorio.

Qué enviar con su solicitud de presupuesto

Una consulta completa obtiene una cotización utilizable en una ronda en lugar de tres. Incluye lo siguiente:

• Un dibujo con dimensiones finales, más una nota sobre qué superficies son funcionales.
• Grado de acero, condición de tratamiento térmico y rango de dureza.
• Cantidad por año y por lanzamiento, con cualquier previsión más allá del primer pedido.
• Pruebas requeridas: inspección ultrasónica, inspección de partículas magnéticas, propiedades mecánicas, estudio de dureza.
• Nivel de documentación, por ejemplo un certificado de inspección 3.1.
• Condición de entrega: laminado, mecanizado en bruto o acabado.
• Destino y fecha requerida, por lo que el flete y el tiempo de entrega se cotizan juntos.

Un anillo de acero laminado es un producto simple con una breve lista de cosas que pueden salir mal: el proceso incorrecto, una pared demasiado delgada para laminar, un margen de mecanizado que desaparece con el tratamiento térmico. Liquidelos en la etapa de cotización y el resto del proyecto se desarrollará tranquilamente. Si se equivoca, pagará por un segundo calentamiento, un segundo juego de herramientas y una conversación difícil con su cliente.