Abstrato: Máquina vertical para enrolamento de mangueiras, projetada para bobinas de diâmetro extragrande de até 3000 mm (diâmetro externo) e 2000 kg de peso. Possui tecnologia de enrolamento com passagem de olhar e ciclo de 55 a 65 segundos. Suporta embalagem composta de dois materiais (filme stretch de LLDPE + fita de malha de HDPE). Certificação CE de acordo com a Diretiva de Máquinas 2006/42/CE. Adequada para mangueiras industriais, cabos, cordas de aço e produtos em bobina de grande diâmetro.
Por que as bobinas de mangueiras de grande diâmetro exigem máquinas de enrolamento vertical em vez de horizontal?
As máquinas verticais de enrolamento de mangueiras são projetadas para bobinas com diâmetro externo superior a 1500 mm, solucionando problemas de instabilidade do centro de gravidade e dificuldades de carregamento que as máquinas horizontais não conseguem lidar.
Quando o diâmetro externo da bobina da mangueira ultrapassa 1200 mm, o suporte horizontal do eixo de enrolamento produz uma deflexão de 3 a 5 mm, causando tensão de enrolamento irregular. O design vertical posiciona a bobina sobre roletes de suporte na vertical, distribuindo a gravidade uniformemente ao longo da circunferência e eliminando cargas excêntricas. Para bobinas de mangueira de 3000 mm de diâmetro externo e 2000 kg, os pontos de suporte vertical são ajustáveis com espaçamento de 1800 a 2200 mm, garantindo a ausência de deslocamento axial durante a rotação em alta velocidade (tipicamente de 8 a 12 RPM).
Diferença no método de carregamento: as embaladoras verticais utilizam ponte rolante, com as bobinas sendo baixadas verticalmente sobre roletes de apoio em 30 a 45 segundos. As máquinas horizontais requerem empilhadeiras ou mecanismos de basculamento para empurrar as bobinas horizontalmente para dentro dos mandris. Para bobinas com diâmetro externo de 3000 mm, o alcance do braço da empilhadeira precisa de 3.5 a 4 metros, com risco de rolamento das bobinas. Em instalações que processam de 400 a 600 bobinas por mês, o projeto vertical reduz o tempo de carregamento em 18 a 25 minutos por turno.
Quais são as principais especificações técnicas das máquinas verticais de enrolamento de mangueiras em bobina?
| Parâmetro | Especificação | Unidade | Notas |
|---|---|---|---|
| ---- | ----- | - | --- |
| Diâmetro externo máximo da bobina | 3000 | mm | Personalizável até 3500 mm |
| Peso máximo da bobina | 2000 | kg | Capacidade de carga do rolo de suporte |
| Faixa de largura da bobina | 200-800 | mm | Personalizável até 1000 mm |
| ID do anel de envolvimento | 1200-2500 | mm | ID personalizado por bobina |
| Velocidade do Lançador de Anel | 0.8-2.5 | m / s | controlado por VFD |
| Velocidade do rolo de suporte | 8-12 | RPM | frequência variável |
| Tempo de ciclo por bobina | 55-65 | segundo | Incluindo carregamento de 30 a 40 segundos |
| Proporção de pré-estiramento do filme | 200-280 | % | Pré-estiramento mecânico |
| Tensão da correia HDPE | 80-150 | N | Controle de tensão pneumática |
| Sistema de controle | Siemens S7-1200 | PLC | Mitsubishi FX5U opcional |
| HMI | 7 ″ Tela de toque | - | Resolução 800 × 480 |
| Fonte de alimentação do laboratório | 380V/50Hz/trifásico | - | Opcional 220V/60Hz |
| Air Supply | 0.5-0.7 | MPa | Para freio de tensão e fixação. |
| Poder do equipamento | 3.5-5.5 | kW | Todos os motores incluídos |
| Padrão de segurança | ISO 12100:2010 | - | Certificado CE |
Especificações do material:
- Filme Stretch: LLDPE, espessura de 15 a 23 mícrons, largura de 500 mm, cobertura de 2.8 a 3.2 m²/kg após pré-estiramento.
- Correia de malha HDPE: largura de 40-60 mm, espessura de 0.3-0.5 mm, resistência à ruptura ≥350 N, nível de resistência UV 7.
Documentos Entregáveis:
- Declaração de Conformidade CE (Diretiva de Máquinas 2006/42/CE)
- Relatório de Avaliação de Riscos ISO 12100:2010
- Diagramas elétricos (PDF + DWG)
- Registro FAT (incluindo vídeo do teste de carga total com 3 bobinas)
- Arquivo 3D STEP (para integração em linha de produção)
Como funciona o sistema de revestimento com visão através da lente?
O enrolamento com passagem pelo orifício central é o processo principal das máquinas de enrolamento de mangueiras verticais. O anel de enrolamento transporta o material através do orifício central da bobina ("olho") enquanto a bobina gira sobre rolos de suporte, alcançando uma cobertura completa de 360°.
Princípio cinemático: O anel de enrolamento move-se ao longo do anel circular a uma velocidade linear de 0.8 a 2.5 m/s, passando pelo diâmetro interno da bobina. Simultaneamente, roletes de apoio giram a bobina a uma velocidade de 8 a 12 RPM. O movimento composto garante que o material cubra a circunferência externa da bobina em uma trajetória espiral. Para bobinas com diâmetro externo de 3000 mm e diâmetro interno de 800 mm, o deslocamento do anel é de aproximadamente 3.8 m por revolução, com um tempo de revolução de 1.5 a 2.0 segundos.
Sequência de Composição dos Materiais: O processo típico aplica primeiro 2 a 3 camadas de filme stretch de LLDPE (proporcionando proteção contra poeira/umidade e contenção inicial), seguidas de 1 a 2 camadas de fita de malha de HDPE (proporcionando resistência à tração e à perfuração). A taxa de pré-estiramento do filme stretch é definida em 250% e a tensão da fita de HDPE em 100-120 N. Para remessas marítimas de exportação, adiciona-se uma camada externa de filme anticorrosivo VCI de 0.15 mm.
Modo de falha em campo: Após o enrolamento, o desgaste do trilho anelar produz um desvio radial de 0.5 a 1.0 mm, com flutuações na tensão do material de ±20%. Isso cria ondulações visíveis na superfície da bobina enrolada, aumentando a taxa de afrouxamento em 15 a 25% durante o transporte. Manutenção preventiva: Verificar a retidão do trilho a cada 2000 horas de operação (usando ferramenta de alinhamento a laser, tolerância ≤0.3 mm/2 m), substituir as rodas-guia a cada 6000 horas (material de poliuretano, dureza Shore A 85-90).
Por que a embalagem composta de material duplo (filme stretch + fita de HDPE) é necessária?
Limitações do Filme Stretch Isolado: O filme stretch de LLDPE oferece excelente proteção contra poeira e umidade, além de uma força de contenção inicial robusta, porém com baixa resistência à perfuração (tipicamente 4.5-5.5 N/25 mm). Em mangueiras industriais com conexões metálicas ou bordas afiadas, a vibração durante o transporte pode causar a perfuração do filme pelas conexões, resultando na perda da proteção.
Função da Correia de Malha de PEAD: A correia de malha de PEAD possui resistência à ruptura ≥350N, 60 a 70 vezes maior que a de um filme stretch. Ela forma uma estrutura externa que suporta cargas de empilhamento (tipicamente 2 a 3 camadas, sendo que a camada inferior suporta uma carga estática de 4000 a 6000N) e vibrações de transporte. A estrutura em grade da correia permite a saída da umidade, evitando o acúmulo de condensação que causa corrosão da mangueira.
Comparação de custos: Para bobinas com diâmetro externo de 3000 mm:
- Filme stretch apenas: 4.5-5.5 kg de filme/bobina, custo de US$ 12.6 a US$ 15.4/bobina (US$ 2.80/kg), grau de proteção B (adequado para transporte terrestre de curta distância).
- Composição: filme de 2.5 a 3.0 kg + fita de PEAD de 1.2 a 1.5 kg por bobina, custo de US$ 9.5 a US$ 11.0 por bobina, grau de proteção A (adequado para transporte marítimo e armazenamento de longo prazo).
O material composto reduz o custo em 20-25%, ao mesmo tempo que melhora a proteção em dois níveis. Motivo: o uso de filme stretch diminui (a taxa de pré-estiramento aumenta de 200% para 280%) e o preço unitário da correia de PEAD (US$ 3.5-4.0/kg) é menor do que o do filme stretch.
Descoberta contraintuitiva: Muitas fábricas acreditam que "filme mais grosso é melhor", mas a chave para embalagens de transporte marítimo é a "rigidez", não a "espessura". Uma estrutura composta de filme stretch de 23 mícrons + fita de HDPE de 0.4 mm tem 3.2 vezes a capacidade de resistência à deformação por empilhamento de um filme de camada única de 35 mícrons (padrão de teste: resistência à compressão ASTM D642). A fita de malha de HDPE forma uma estrutura de treliça, distribuindo as cargas pontuais por toda a circunferência.
Como são projetados os sistemas de carregamento e posicionamento?
Processo de carregamento com guindaste: O operador utiliza cintas de nylon (100-120 mm de largura, capacidade de carga de 3000 kg) passando-as pelo diâmetro interno da bobina. O guindaste abaixa lentamente a bobina até 200-300 mm acima dos roletes de apoio da embaladora. A bobina cai verticalmente sobre os roletes, com pinos de posicionamento (20-25 mm de diâmetro, 80-100 mm de altura) inseridos no diâmetro interno da bobina para evitar o deslocamento axial. Tempo de carregamento: 30-45 segundos.
Design do rolo de suporte: A superfície do rolo é revestida com poliuretano (dureza Shore A 70-75), proporcionando um coeficiente de atrito de 0.4 a 0.6, evitando o deslizamento da bobina sem danificar a superfície da mangueira. O diâmetro do rolo é de 200 a 250 mm, utilizando rolamentos autocompensadores SKF (modelo 22208 EK) com capacidade de carga dinâmica de 58 kN. Para bobinas de 2000 kg, o fator de segurança é de 2.9 a 3.2.
Requisito de Precisão de Posicionamento: O erro de coaxialidade entre o centro da bobina e o centro do anel de enrolamento deve ser ≤3 mm. Exceder esse valor causa interferência quando o anel passa pelo diâmetro interno da bobina — em casos leves, pode arranhar a superfície da mangueira; em casos graves, pode travar o motor do anel (o pico de corrente atinge 3 a 4 vezes o valor nominal). Auxílio de posicionamento: ferramenta de alinhamento a laser (projeta uma linha cruzada com precisão de ±0.5 mm); o operador ajusta a posição da bobina com base nas linhas do laser em 10 a 15 segundos.
Intertravamentos de segurança: Sensores fotoelétricos sob os roletes de apoio (alcance de detecção de 0 a 3 m, tempo de resposta ≤ 10 ms). Quando os membros do operador entram na zona de perigo, os roletes param imediatamente (tempo de frenagem ≤ 150 ms) e o anel de envolvimento executa a retração de emergência (tempo de retração ≤ 2 s). Nível de segurança: SIL2 (IEC 61508), Nível de desempenho PLd (ISO 13849-1).
Como a qualidade da embalagem é quantificada e testada?
Teste de Força de Contenção: Meça a força de contenção radial na superfície da bobina enrolada usando um tensiômetro. Para bobinas de mangueira com diâmetro externo de 3000 mm, a força de contenção deve atingir 800-1200 N/m (por metro de largura ao longo da circunferência). Valores abaixo de 600 N/m causam afrouxamento durante o transporte; valores acima de 1500 N/m esmagam a camada externa da mangueira.
Medição da espessura da camada de filme: Utilize um medidor de espessura por correntes parasitas (resolução de 0.1 mícron) para medir a espessura do filme estirado em 5 pontos aleatórios. Para uma configuração de 23 mícrons, os valores medidos devem estar entre 20 e 26 mícrons. Um desvio de espessura superior a ±30% indica desgaste do rolo de pré-estiramento ou falha no controle de tensão.
Largura de sobreposição da correia de PEAD: Utilize um paquímetro para medir a largura de sobreposição entre correias de PEAD adjacentes. A configuração padrão é de 30 a 40% da largura da correia (uma correia de 40 mm corresponde a uma sobreposição de 12 a 16 mm). Uma sobreposição insuficiente cria pontos fracos localizados; uma sobreposição excessiva desperdiça material e aumenta o custo.
Teste de queda: De acordo com a norma ISTA 2A, bobinas enroladas são soltas de uma altura de 1.2 m sobre uma superfície de concreto (3 orientações diferentes, 1 queda em cada). Critérios de aprovação: nenhuma ruptura da fita de PEAD, nenhum dano penetrante ao filme stretch, deformação do diâmetro externo da bobina ≤ 2% (3000 mm de diâmetro externo corresponde a ≤ 60 mm).
Teste de Simulação de Transporte Marítimo: Coloque as bobinas embaladas em uma mesa vibratória e realize um teste de vibração aleatória conforme a norma ASTM D999 (frequência de 3 a 100 Hz, aceleração de 0.5 Grms, duração de 60 minutos). Critérios de aprovação: ausência de afrouxamento da embalagem, queda da força de contenção ≤ 15% e ausência de deslocamento da correia de PEAD.
Como escolher entre máquinas de enrolamento de mangueiras verticais e horizontais?
| Critérios de Seleção | Envoltório vertical | Invólucro horizontal | Recomendação de decisão |
|---|---|---|---|
| ------- | ------ | ------- | -------- |
| Diâmetro externo da bobina aplicável | 1500-3500 mm | 600-1800 mm | OD>1800mm: vertical obrigatório |
| Peso da bobina aplicável | 800-3000 kg | 200-1500 kg | Peso > 1500 kg: preferencialmente na vertical. |
| Método de carregamento | Guindaste | Empilhadeira/Pivô | Possui guindaste: escolha vertical |
| Espaço no chão | 2.5 × 2.5 m | 3.5 × 4.0 m | Espaço limitado: vertical |
| Tempo de Ciclo | segundo 55-75 | segundo 45-60 | Prioridade de velocidade: horizontal (bobinas pequenas) |
| Custo do equipamento | $ 45,000-65,000 | $ 35,000-50,000 | Orçamento limitado: horizontal |
| Complexidade de manutenção | Médio (o trilho circular precisa de alinhamento periódico) | Baixo (estrutura simples) | Sem equipe de manutenção profissional: horizontal |
| Nível de Segurança | SIL2/PLd | SIL1/PLc | Alto requisito de segurança: vertical |
Árvore de decisão:
- Diâmetro externo da bobina > 1800 mm? → Sim → Selecione vertical
- Peso da bobina > 1500 kg? → Sim → Selecione vertical
- A fábrica possui ponte rolante? → Sim → Selecione vertical
- Produção mensal > 800 bobinas? → Sim → Escolha a vertical (melhor retorno do investimento a longo prazo)
- Todas as opções acima Não → Escolha horizontal
Perguntas frequentes
As máquinas de enrolamento vertical conseguem processar bobinas com diâmetro interno inferior a 500 mm?
Sim, mas requer um anel de enrolamento personalizado de diâmetro interno pequeno. O diâmetro interno padrão do anel é de 1200 mm, com um mínimo personalizável de 400 mm. Quando o diâmetro interno for inferior a 500 mm, a velocidade do anel de enrolamento deve ser reduzida para 0.5-0.8 m/s para evitar que a força centrífuga cause problemas no controle da tensão. O tempo de ciclo aumenta em 15 a 20 segundos por bobina.
Será que a fita de malha de HDPE pode substituir completamente o filme extensível?
Não recomendado. A fita de PEAD oferece resistência à tração, mas não vedação — não protege contra poeira ou umidade. Para mangueiras que necessitam de armazenamento prolongado (mais de 6 meses) ou exportação por via marítima, deve-se utilizar a estrutura composta de “filme stretch (interno) + fita de PEAD (externa)”. Considere o uso exclusivo da fita de PEAD apenas quando as mangueiras já possuírem revestimento anticorrosivo e forem destinadas ao transporte terrestre de curta distância.
As bobinas enroladas ainda se soltam durante o transporte — qual a causa disso?
Possíveis causas: (1) Taxa de pré-estiramento do filme stretch muito baixa (<200%), causando força de contenção insuficiente; (2) Tensão da correia de HDPE muito baixa (<80N), incapaz de restringir o retorno do filme; (3) Largura de sobreposição insuficiente (<30%), criando pontos fracos localizados; (4) A própria bobina está enrolada frouxamente, com folgas internas. Solução: Ajuste a taxa de pré-estiramento para 250-280%, a tensão da correia de HDPE para 100-120N, a largura de sobreposição para 35-40% e verifique a tensão da bobina antes de enrolá-la.
Qual é a vida útil dos trilhos de anéis de enrolamento vertical?
Trilhos padrão (aço carbono com têmpera superficial, dureza HRC 52-56) duram de 18 a 24 meses em operação de dois turnos (3200 horas/ano). O desgaste se manifesta como sulcos de 0.3 a 0.5 mm de profundidade na superfície do trilho e excentricidade radial da roda guia superior a 0.5 mm. Métodos para prolongar a vida útil: Limpar a superfície do trilho a cada 500 horas (remover poeira e óleo), aplicar graxa de bissulfeto de molibdênio a cada 1000 horas e verificar o alinhamento com ferramenta a laser a cada 2000 horas.
Uma única máquina consegue processar bobinas de vários tamanhos?
Sim, mas requer roletes de apoio ajustáveis e anéis de enrolamento de troca rápida. O espaçamento dos roletes de apoio deve ser ajustável eletricamente dentro da faixa de 800 a 2200 mm (tempo de ajuste ≤ 3 minutos). Os anéis de enrolamento utilizam conexões flangeadas de troca rápida, com tempo de substituição ≤ 10 minutos. Para instalações que processam de 10 a 15 tamanhos diferentes de bobina mensalmente, recomenda-se configurar de 2 a 3 anéis de enrolamento sobressalentes (diâmetros internos: 800 mm, 1200 mm, 1800 mm).
Solicitar Documentação Técnica
Para obter fichas técnicas completas, arquivos CAD/STEP ou relatórios de testes FAT, entre em contato com nossa equipe de engenharia.
Nós fornecemos:
- Ficha técnica detalhada (PDF, incluindo todas as configurações opcionais)
- Arquivo 3D STEP (para integração no layout da linha de produção)
- Diagramas elétricos (formato DWG)
- Registros do teste de aceitação de fábrica FAT (incluindo vídeo)
- Declaração de Conformidade CE e relatório de avaliação de riscos ISO 12100
- Lista de peças de reposição com estoque recomendado (incluindo prazos de entrega)
