Resumen ejecutivo: Los tubos de plástico de pequeño diámetro y las mangueras flexibles requieren la formación continua de bobinas en capas directamente desde la extrusión o el rebobinado para eliminar enredos y abrasión superficial. La bobinadora de tubos automatizada integra una plataforma giratoria horizontal motorizada, un brazo de desplazamiento servo-sincronizado, un cabezal de prensado vertical neumático y un sistema de transferencia automatizado que alimenta las bobinas directamente a las estaciones de flejado en línea y de envoltura retráctil posteriores. El dimensionamiento estándar se diseña dinámicamente en función del diámetro exterior del tubo , la longitud objetivo del lote y las relaciones OD/ID de la bobina permitidas para integrarse perfectamente con el embalaje secundario posterior.
Índice
- Lo que muestra el vídeo
- Cómo funciona la bobinadora de tubos
- Cálculo del tamaño de la bobina y de las capas
- Sujetando la bobina
- Controles y seguridad
- Lista de verificación para la selección de una bobinadora de tubos
- Preguntas frecuentes sobre ingeniería
- El próximo paso
- Lectura relacionada
- Fuentes
Lo que muestra el vídeo
El vídeo muestra el funcionamiento de una célula completa y totalmente automatizada para el enrollado, flejado y embalaje secundario de tubos de pequeño diámetro en pruebas de fábrica:
- Desenrollado y alimentación de tensión activa: El tubo flexible de polímero negro se desenrolla suavemente desde un carrete de suministro principal a través de una guía amortiguadora, lo que reduce los picos de tensión antes de que llegue al eje de bobinado.
- Enrollado transversal de precisión: El tubo se enrolla sobre un mandril central plegable situado sobre la mesa giratoria horizontal. Una unidad de guía móvil se desplaza de forma sincrónica a lo largo del ancho del bobinado para garantizar un apilamiento paralelo y preciso, borde con borde, sin que se crucen.
- Acción del husillo de sujeción vertical: El cabezal de la prensa neumática superior desciende sobre la bobina enrollada, estabilizando las espiras exteriores y manteniendo el haz firmemente comprimido contra el núcleo para evitar la expansión de la bobina después del corte.
- Expulsión y transferencia neumática de bobinas: Una vez alcanzada la longitud preestablecida y colapsado el núcleo, un empujador neumático automatizado desplaza el haz enrollado a lo largo de una mesa de transferencia directamente a la estación de flejado radial.
- Interfaz de flejado y túnel de contracción aguas abajo: La bobina sujeta con correas se transfiere aguas abajo a través de una selladora horizontal en línea y un túnel de contracción por convección, saliendo como un paquete completamente cerrado, hermético a la humedad y listo para el transporte.
Cómo funciona la bobinadora de tubos
| Paso | Ejecución mecánica | Parámetros de proceso |
|---|---|---|
| 1. Rosca y abrazadera | El extremo delantero del tubo queda bloqueado en la abrazadera interna del mandril. | Arranque manual o pinza neumática automatizada |
| 2. Enrollado sincronizado | La plataforma giratoria rota mientras el servomotor se desplaza alternativamente a lo largo del ancho. | Velocidad de la plataforma giratoria: 20–120 RPM (controlada por VFD); Seguimiento de la velocidad de la línea |
| 3. Dosificación de precisión | El codificador rotatorio monitoriza la medición lineal extruida continua. | Precisión de corte: ±0.3% de la longitud total |
| 4. Prensa y colapso del núcleo | El cabezal de la prensa neumática superior sujeta la bobina hacia abajo; el mandril interior se retrae. | Fuerza descendente: 150–400 N (regulada por presión) |
| 5. Expulsión y sujeción | El brazo de empuje desplaza el paquete a la posición de flejado para las ataduras de PP/PET. | Tiempo de ciclo: 15–25 segundos por transferencia |
| 6. Envoltura retráctil en línea | El paquete sujeto con correas se transfiere a la selladora horizontal y al túnel de calentamiento. | Aplicación continua de película protectora de PE/POF sobre la piel |
El cabezal de prensa superior actúa como una abrazadera de estabilización, preservando la densidad del haz y las paredes laterales cuadradas para que las bandas de flejado permanezcan paralelas y alineadas. Para configuraciones que requieren un enrollado espiral protector de alta velocidad, explore nuestra máquina automática de enrollado y envoltura de tuberías.
Cálculo del tamaño de la bobina y de las capas
Las dimensiones del bobinado dependen del ancho de la bobina (carrera transversal efectiva), el diámetro exterior del tubo (DE), el diámetro interior del núcleo (DI) y la longitud del lote objetivo. La progresión geométrica se modela de la siguiente manera:
- Turnos por capa:
N_turns = floor(W_coil / OD_tube) - Número total de capas necesarias:
N_layers = ceil(Total_Turns / N_turns) - Diámetro exterior máximo de la bobina (DE):
OD_coil = ID_core + 2 × (N_layers × OD_tube) - Diámetro medio de enrollamiento:
D_mean = (ID_core + OD_coil) / 2 = ID_core + (N_layers × OD_tube) - Longitud total de la herida:
L_total = N_turns × N_layers × π × D_mean
Ejemplo práctico (tubo flexible de 20 mm de diámetro exterior, 120 mm de ancho de bobina, 400 mm de diámetro interior del núcleo):
| Parámetro | Formulación matemática | Valor de métrica |
|---|---|---|
| Turnos por capa | 120 mm / 20 mm |
6 curvas |
| Capas calculadas | Lote objetivo para una longitud de ~200 m | capas 15 |
| Cambios totales del paquete | 6 turns/layer × 15 layers |
90 curvas |
| bobina de OD | 400 mm + 2 × (15 × 20 mm) |
1,000 mm |
| Diámetro medio (D_media) | 400 mm + (15 × 20 mm) |
700 milímetros (0.70 metros) |
| Longitud total terminada | 90 × π × 0.70 m |
~ 197.9 m |
Nota: Los tubos de plástico flexibles con paredes delgadas experimentan una ligera ovalización transversal bajo tensión de bobinado; se debe tener en cuenta un coeficiente de compactación empírico (normalmente de 0.94 a 0.98) en los límites de diámetro exterior calculados para cumplir con las tolerancias de las cajas de embalaje.
Sujetando la bobina
| Factor de ingeniería | Función operativa | Rango de control de procesos |
|---|---|---|
| Correas por bobina | Evita que la capa estructural se desenrolle durante la manipulación logística. | 2, 3 o 4 correas radiales de PP/PET |
| Posicionamiento de la correa | Disposición radial simétrica alrededor de la circunferencia de la bobina. | Índice de rotación de 90° o 120° |
| Tensado de la correa | Asegura las capas firmemente sin aplastar la pared ni pellizcar el lumen. | 50–250 N (calibrado por durómetro de tubo) |
| Cabezal de sujeción de prensa | Mantiene la planitud de la pared lateral durante el tensado y la soldadura. | Presión neumática: 0.4–0.6 MPa |
Los tubos de elastómero flexibles y de paredes delgadas (por ejemplo, poliuretano, silicona, PVC blando) requieren ajustes de fleje de menor tensión y almohadillas de flejado más anchas en comparación con las tuberías rígidas de HDPE o PPR. Los límites de flejado mecánico se ajustan durante la puesta en marcha en fábrica utilizando muestras del material.
Controles y seguridad
Las plataformas giratorias de alta velocidad, las guías de desplazamiento y los cilindros verticales neumáticos pueden generar puntos de aplastamiento y atrapamiento si no están protegidos. El funcionamiento seguro depende de una estructura de protección de varios niveles:
- Sistemas de seguridad y protección: Puertas de seguridad transparentes totalmente enclavadas que encierran carretes giratorios, conformes a la norma ISO 14119. La apertura de la puerta activa una parada de emergencia inmediata de categoría 0 mediante relés de seguridad.
- Atrapamiento de presión neumática y escape residual: Los cilindros de sujeción incorporan válvulas de retención pilotadas para evitar un desplazamiento descendente no deseado en caso de pérdida de aire comprimido aguas arriba, junto con válvulas de descarga residual controladas para el bloqueo por mantenimiento.
- Armonización de maquinaria CE:
- ISO 12100: 2010: Identificación exhaustiva de peligros y evaluación de riesgos en todos los modos de enrollado e indexación.
- Y 415-10: 2014: Normativas de seguridad relativas a las máquinas de envasado, que abarcan las zonas de cabezales de flejado, las vías de alimentación y los módulos de transferencia integrados.
- Y 60204-1: Seguridad eléctrica, circuitos de parada de emergencia (Cat. 4 / PL e) y protección térmica contra sobrecorriente del motor.
Lista de verificación para la selección de una bobinadora de tubos
- Perfil del tubo: Diámetro exterior del tubo (DE), diámetro interior (DI), espesor de pared y grado de polímero (PE, PU, PVC, PA, PEX).
- Restricciones geométricas de la bobina: Diámetro interior requerido (ID_core), diámetro exterior máximo permitido (OD_max) y ancho de recorrido (W_coil).
- Velocidad de producción: Velocidad de la línea de extrusión (m/min) o número objetivo de bobinas terminadas por hora.
- Especificaciones de corte y atado: Corte al vuelo manual o automático; 2, 3 o 4 correas radiales (de polipropileno o poliéster).
- Interfaz descendente: Enrolladora independiente frente a sistema de transferencia integrado para flejado automático, envoltura con film estirable o túnel de embalaje retráctil.
- Servicios públicos de las instalaciones: Suministro neumático de fábrica (aire limpio y seco a 0.5–0.7 MPa) y servicio eléctrico disponible (380V/480V trifásico, 50/60 Hz).
Preguntas frecuentes sobre ingeniería
P: ¿Cuál es la longitud máxima de bobina lineal que puede manejar esta máquina? R: La capacidad de longitud está determinada por el diámetro exterior (DE) admisible de la bobina. Por ejemplo, 15 capas de tubo de 20 mm de DE enrolladas en un núcleo de 400 mm de DI producen aproximadamente 198 m con un DE de 1,000 mm. Ajustando el diámetro del núcleo o el ancho de la bobina se pueden lograr longitudes mayores de bobinado continuo.
P: ¿Cómo influye el grosor de la pared del tubo en el diámetro final de la bobina?
A: Los tubos de pared delgada se comprimen ligeramente bajo tensión de bobinado, lo que resulta en un diámetro exterior final ligeramente menor que los cálculos teóricos. Los tubos de pared gruesa o rígidos no ceden, siguiendo la fórmula geométrica directa: OD_coil = ID_core + 2 × (N_layers × OD_tube).
P: ¿Por qué se requiere un cabezal de prensa vertical superior durante el flejado? R: Los tubos enrollados bajo tensión rotacional presentan recuperación elástica. El cabezal de prensa mantiene el haz comprimido contra la superficie de la plataforma giratoria, eliminando las tensiones internas y evitando el abombamiento de la capa exterior mientras se tensan y sueldan por fricción las bandas de flejado.
P: ¿Puede la máquina enrollar mangueras trenzadas flexibles sin que se colapse el conducto interno? R: Sí. La línea utiliza un brazo tensor neumático de circuito cerrado para regular la tensión de bobinado por debajo del umbral de deformación de la manguera, combinado con ajustes de tensión de fleje más bajos (50–100 N).
P: ¿Puede esta bobinadora funcionar en línea directamente con líneas de extrusión continua? R: Sí. Al integrar un acumulador vertical u horizontal (torre de descarga), la línea de extrusión continúa descargando a velocidad constante mientras la bobinadora realiza ciclos automáticos de corte, transferencia de bobina y reinicio.
El próximo paso
Optimice su flujo de trabajo de empaquetado de tubos y mangueras mediante nuestro proceso de integración diseñado a medida:
- Enviar especificaciones de línea: Envíe las dimensiones del tubo, las especificaciones de la resina, las geometrías de la bobina objetivo y las velocidades de la línea de extrusión a info@fhopepack.com.
- Recibir el diseño y la propuesta de ingeniería: Nuestro equipo técnico le entregará un diseño mecánico optimizado, el cálculo del ciclo de flejado y un presupuesto formal en un plazo de 48 horas.
- Aceptación en fábrica e integración en la línea de producción: Confirme la presentación de la bobina mediante pruebas físicas del material y programe la puesta en marcha in situ con su línea de extrusión.
Lectura relacionada
- Máquinas de empaquetado de tuberías
- Soluciones de máquinas para enrollar mangueras y tuberías de HDPE.
- Sistemas de enrollado y flejado de mangueras corrugadas de doble pared
- Máquina de envoltura de mangueras estirables para embalaje protector de bobinas.
Fuentes
- Datos técnicos de la máquina: División de Ingeniería de Embalaje de FHOPE, Serie de Automatización de Tubos y Mangueras.
- Formulaciones matemáticas de enrollamiento: Estándar de la calculadora geométrica de la máquina FHOPE (Edición Rev. 4).
- Referencia de máquina industrial: Serie de líneas automatizadas de empaquetado de tuberías FHOPE.
- Normas de cumplimiento de seguridad: ISO 12100:2010 Seguridad de las máquinas: principios generales para el diseño, EN 415-10:2014 Seguridad de las máquinas de envasado — Requisitos generales.
Última revisión: 04/10/2026
