Rolado de perfiles

Rolado de perfiles

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Usos y aplicaciones

Rolado de perfiles (Profile Bending Roll)

Proceso de curvado mecánico para perfiles que emplea rodillos para someter a la pieza de acuerdo a su tipo y al sentido de su geometría a una deformación controlada, ejerciendo esfuerzos de compresión en el interior de la curva y esfuerzos de tracción en el exterior de la zona curvada.

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1. Rolado

En términos generales, el rolado es un proceso mecánico donde se hace pasar una pieza metálica a través de rodillos que ejercen presión.

Este proceso se emplea a nivel industrial en el laminado (proceso para reducir el espesor de una lámina o metal), en el curvado de planos y no planos (procesos para curvar placas y perfiles) y en la manufactura de tubería.

2. Rolado de perfiles

El rolado de perfiles es una deformación controlada sobre una amplia gama de perfiles para obtener una curvatura sobre estos.

El más frecuente y más accesible proceso de curvado de perfiles suele ser el proceso en frío, en el cual, mediante un juego de tres rodillos o cilindros deformadores controlados hidráulicamente, se someten los distintos tipos de perfiles a un proceso de deformación controlada que evita que las tensiones excesivas en las caras exteriores traccionadas se desgarren y formen grietas; y las caras interiores comprimidas formen arrugas.

Para cada tipo de perfil y para cada dimensión se debe contar con un juego de rodillos que se adecuen a su forma.

Fig. Disposición de los rodillos en forma de pirámide.

 

En términos generales se pueden rolar los perfiles en cualquier sentido de su geometría, aunque existen ciertos radios de curvatura mínimos que varía según las distintas formas geometrías y espesores. Estas limitaciones están definidas por las características de los equipos disponibles, por lo que es recomendable verificar éstas condiciones antes de completar el diseño final de un perfil.

Canal Ángulo Tubo IPR IPS

PTR HSS Redondo Tee Cuadrado Solera

Fig. Tipos de perfiles para rolado.

La formación de la curva de un perfil varía de acuerdo a su tipo, al sentido de la curvatura y el control de las deformaciones; la cara interior o cóncava del perfil recibe esfuerzos de compresión y la cara exterior o convexa adopta esfuerzos de tracción (estiramiento).

Si estos esfuerzos sobrepasan ciertos límites, se pueden producir fisuras, desgarramientos y deformaciones en el perfil que afectan su comportamiento estructural y también su apariencia.

Fig. Rolado de solera.
Fig. Rolado de IPR
Fig. Rolado de Canal
Fig. Rolado de solera
Fig. Rolado de HSS
Fig Rolado de Tee
Fig. Rolado de ángulo de lados iguales

Cálculo de desarrollos

Para cualquiera que sea la sección del perfil a curvar, la longitud del desarrollo es siempre igual a la de la fibra neutra (eje neutro). Sabemos también que dicha fibra pasa por el centro de gravedad de la sección.

A excepción del Canal, Ángulo y Tee, su centro de gravedad se calcula por Método gráfico o por Método de los momentos (Momento de inercia típica; Momento de inercia por elementos; Momento de inercia por adición de áreas).

Para los demás perfiles: PTR y HSS (cuadrado y rectangular), Tubo, IPR, IPS, Redondo, Cuadrado y Soleras; su centro de gravedad coincide exactamente a la mitad de su altura y ancho.

  • Ángulo con lados hacia afuera:

x = Distancia del centro de gravedad a la cara exterior de los lados del ángulo.
D = Diámetro interior del anillo.
G = Centro de gravedad.
L = Longitud del desarrollo
  • Ángulo con lados hacia dentro:

x = Distancia del centro de gravedad a la cara exterior de los lados del ángulo.
D = Diámetro exterior del ángulo.
G = Centro de gravedad
L = Longitud del desarrollo.

3. Aplicaciones

En la actualidad las plantas industriales, centros comerciales y plantas maquiladoras, requieren de estructuras de acero con grandes claros entre columnas y alturas libres considerables. En la fabricación de arcos arquitectónicos, pórticos curvos, arcos para túneles, entre otros.