Um fio de cobre máquina de torcer é um sistema de produção que torce vários fios de cobre em um único condutor trançado. Ele é usado em quase todas as fábricas de cabos que fabricam cabos de energia, cabos de dados, cabos automotivos ou cabos industriais flexíveis. A máquina determina a flexibilidade do condutor, a estabilidade elétrica e a velocidade de produção antes de iniciar qualquer etapa de isolamento ou revestimento.
Se você estiver avaliando um torçador para uma nova fábrica de cabos ou modernizando uma oficina existente, a questão prática não é se você precisa de um torçador. É importante saber qual tipo, quais especificações e quais recursos realmente justificam o investimento. Este artigo explica os tipos de torcedores de fio de cobre, o que eles fazem, como compará-los e o que verificar antes de fazer o pedido.
O que é uma máquina de torcer fio de cobre?
Um fio de cobre stranding machine takes several individual copper wires and lays them together helically to form a conductor with a larger cross-section. It is defined by the number of wires it can handle, the maximum stranding diameter, the lay length range, and the rotational speed of the main bow or cage. The output is commonly called a stranded conductor, a bunched conductor, or a rope-lay conductor depending on the strand geometry.
A definição é importante porque o tipo de condutor que seu produto precisa determina a classe de máquina que você deve comprar.
O que uma máquina de torcer realmente faz
A máquina alimenta cada fio individual a partir de um carretel de compensação, guia-os em direção a um ponto central e gira todo o grupo em torno do eixo do cabo para que os fios se enrolem em uma hélice uniforme. Os dois princípios mecânicos mais comuns são o tipo arco e o tipo gaiola.
- Máquinas de torcer tipo arco : As bobinas de fio permanecem estacionárias fora da peça rotativa. Somente os arcos giram em torno do grupo de carretéis. Este projeto permite velocidades muito altas e é comum para fios telefônicos, condutores de cabos de dados e fios trançados finos.
- Máquinas de torcer tipo gaiola (planetárias) : As próprias bobinas giram em torno do eixo central. Este método controla a geometria do cordão com mais precisão e é normalmente usado para condutores maiores, cabos de energia e construções de assentamento de cabos.
- Máquinas de dupla e tripla torção : O fio passa através dos elementos rotativos duas ou até três vezes por revolução quando necessário para torção de pares ou construções muito compactas.
Não existe uma única máquina que faça tudo bem. A resposta correta baseia-se na seção transversal do condutor, no volume de produção e se o processo posterior requer uma direção de assentamento ou passo do fio específico.
Tipos de máquinas de torcer fio de cobre
A escolha do tipo de máquina é a decisão mais importante no processo de compra. Cada tipo é otimizado para uma faixa específica de tamanhos de condutores e cenários de produção.
Máquina de torcer de arco duplo
Uma máquina de torcer de arco duplo usa dois arcos giratórios montados no mesmo rotor, o que cria duas torções por volta do rotor. Para agrupamento de fios de cobre e produção de fios finos, ele fornece maior produção por unidade de espaço do que um design de torção única. A máquina de torcer de arco duplo 1250 é um tamanho comum para agrupamento de fios de cobre em velocidade média na faixa de fios simples de 0,15 a 0,80 mm.
Use esta máquina quando precisar de alta eficiência, seções transversais de condutores pequenas e alta capacidade de carretel. Também é útil para a fabricação de condutores flexíveis para cabos de robôs, cabos de arrasto e fiação automotiva porque o processo de torção não dobra ou torce os fios individuais.
Máquina de torcer tipo planetário (gaiola)
Uma máquina de torcer do tipo planetário transporta as bobinas de fio dentro de uma gaiola rotativa. As bobinas giram em torno do eixo do condutor enquanto a gaiola gira, produzindo um comprimento de torção muito uniforme e controlado. Este projeto é preferido para condutores de seção transversal grande e para cabos de energia de baixa tensão, onde a geometria do fio influencia diretamente o diâmetro do cabo e a resistência elétrica.
É a escolha certa quando o condutor é redondo, tem uma direção de assentamento definida e se destina a aplicações de média ou alta tensão, ou quando você produz regularmente condutores acima de 10 mm 2 .
Máquina de torção simples cantilever
Uma máquina de torção simples do tipo cantilever é uma máquina do tipo arco com o rotor apoiado em um lado, tornando a rosqueamento e a substituição do carretel mais rápidas. É usado para torção de fios com núcleo isolado, pares e unidades de cabos onde a única torção por revolução é suficiente.
Sua vantagem é a simplicidade, fácil acesso e menor custo de manutenção. Para uma pequena oficina de cabos, uma máquina de torção simples cantilever costuma ser o primeiro investimento em torção, pois pode operar tanto com fio de cobre nu quanto com fio de núcleo isolado.
Máquina de torcer pares Backtwist
As máquinas de torção de pares com retrotorção horizontal ou vertical são usadas para torcer dois condutores isolados juntos para formar um par. A função backtwist evita o alongamento e mantém a simetria elétrica do par. Isto é importante para cabos de comunicação de dados, cabos de instrumentação e qualquer outra construção de par trançado que deva atender a altos requisitos de desempenho elétrico.
Máquina de torcer triplo
Uma máquina de torcer triplo consegue três torções por rotação do rotor, realizando três rotações do arco para cada grupo de fios. Aumenta a velocidade de produção para aplicações de torção de pares pequenos. É comumente usado em linhas de produção de cabos de dados quando a demanda é alta e o número de torções por metro é alto.
Principais especificações técnicas para comparar
A folha de especificações de uma máquina de torcer fio de cobre não é apenas uma lista de dados opcionais. É a base para calcular se a máquina pode cumprir o plano de produção pretendido.
| Especificação | O que determina | O que procurar |
|---|---|---|
| Número de carretéis | Número máximo de fios individuais que podem ser trançados em uma passagem | Combine com a construção do condutor necessária, por exemplo, 7, 19, 37 ou 61 fios |
| Velocidade máxima de torção | Produção por turno | Medido em voltas por minuto; velocidade mais alta nem sempre é benéfica se o controle da tensão do fio for ruim |
| Tamanho do carretel | Comprimento de execução por carretel, frequência de troca | Bobinas maiores reduzem o tempo de inatividade, mas exigem mais espaço e equipamentos de manuseio mais pesados |
| Faixa de comprimento de postura | Flexibilidade e desempenho elétrico do condutor acabado | Verifique o comprimento mínimo e máximo da configuração e compare-o com os padrões de cabos que você produz |
| Faixa de diâmetro do fio | Gama de condutores que a máquina pode processar | Combine com seus produtos atuais e desenvolvimentos futuros de produtos |
| Sistema de controle de tensão | Qualidade de encalhe e taxa de quebra | Braços dançarinos com controle de feedback são preferíveis ao usar fio de cobre fino |
| Sistema de freio | Segurança e parada de emergência | Certifique-se de que os freios pneumáticos ou eletromagnéticos sejam padrão |
Como uma máquina de torcer melhora a eficiência da fabricação
O ganho de eficiência de uma torcedeira de fio de cobre não se trata apenas de velocidade. Isso vem da redução do desperdício de material, do controle da qualidade do condutor e da redução da necessidade de mão de obra por quilômetro de cabo.
Maior velocidade de produção
Uma máquina de torcer bem combinada pode aumentar a produção por hora em um fator de dois a cinco quando comparada a uma máquina de torção única obsoleta. Para uma máquina de torcer de arco duplo 1250, a velocidade de torção varia de 600 a 1.400 torções por minuto, dependendo do diâmetro e da construção do fio. Essa velocidade se traduz diretamente em mais quilômetros concluídos por dia.
Melhor qualidade do condutor
Se os fios individuais não forem tensionados uniformemente durante o torcimento, o condutor terá alta variação de resistência e diâmetro externo irregular. Isto leva à rejeição do cabo na fase de isolamento. Máquinas de torcer modernas com controle de tensão individual para cada carretel podem reduzir o desperdício. Isto é especialmente verdadeiro ao processar fios de cobre finos na faixa de 0,10–0,30 mm.
Menor custo de mão de obra
Uma máquina de torcer com controle de tensão integrado, painel de controle centralizado e carregamento rápido do carretel reduz o número de operadores. Dois operadores podem supervisionar diversas máquinas se a linha estiver bem configurada.
Comprimento de postura consistente
O comprimento de torção é a distância ao longo do eixo do cabo necessária para uma torção completa do cordão. Quando o comprimento da torção é curto, o cabo torna-se mais flexível, mas a resistência aumenta ligeiramente. Quando o comprimento da torção é longo, o cabo fica mais rígido. Uma máquina de torcer fio de cobre com caixa de engrenagens precisa ou servocontrole mantém o comprimento de torção constante, e essa consistência é o que determina ou prejudica a qualidade do cabo.
Principais recursos a serem observados antes de comprar
Antes de comparar cotações de fornecedores, você deve definir uma pequena lista de características obrigatórias que afetam diretamente a eficiência da sua produção.
Controle de tensão do rolo dançarino
O sistema de rolos dançarinos absorve diferenças momentâneas entre o fio de alimentação e a velocidade de enrolamento. Mantém a tensão do fio constante mesmo durante a aceleração e desaceleração. Máquinas sem controle de rolos dançarinos são mais propensas à quebra do fio e à variação de diâmetro.
Freios Pneumáticos ou Eletromagnéticos
No caso de uma parada de emergência, todas as peças rotativas devem parar rápida e simultaneamente. Os freios pneumáticos fornecem resposta rápida e são mais fáceis de ajustar. Os freios eletromagnéticos são mais simples, mas podem gerar calor durante longos ciclos de frenagem.
Carregamento e descarregamento de carretel
O tempo necessário para substituir bobinas completas representa uma grande parte do custo total de produção. Algumas máquinas são oferecidas com sistema de carregamento manual, outras com braços de elevação hidráulicos ou pneumáticos. Calcule quantas trocas de carretel você espera por turno e quanto espaço está disponível para um dispositivo de elevação.
Contador digital e leitura de comprimento de torção
Um contador digital de torções, metros e comprimento de torção é mais do que uma conveniência. Permite registrar o desempenho de cada lote e reproduzir os mesmos parâmetros na próxima vez que você executar o mesmo produto. Para a rastreabilidade da produção, isso é essencial.
Comparação de mecanismos de torção
O mecanismo de torção determina a velocidade máxima, a gama de produtos e o nível de qualidade que você pode alcançar. A tabela abaixo resume como os principais tipos se comparam.
| Recurso | Tipo de arco | Gaiola / Planetária | Máquina de pares Backtwist |
|---|---|---|---|
| Produto típico | Condutores agrupados, fios flexíveis, fios finos | Condutores trançados redondos, cabos de alimentação | Pares trançados para cabos de dados ou instrumentos |
| Velocidade | Alto | Médio | Médio to high |
| Precisão do comprimento da postura | Bom | Muito bom | Excelente para consistência de torção de par |
| Controle de tensão do fio | Dançarino individual ou freios magnéticos | Freios de carretel individuais | Controle de tensão individual |
| Investimento inicial | Inferior | Altoer | Moderado |
| Melhor caso de uso | Alto volume, small conductors | Médio to large conductors, rigid quality requirements | Cabos de dados, cabos LAN, cabos de barramento |
Problemas comuns no encalhe de cobre e como resolvê-los
A maioria dos problemas operacionais em uma oficina de torço são atribuídos à tensão do fio, ao alinhamento do desbobinamento e à qualidade do carretel. Se a sua máquina estiver funcionando bem, mas o condutor ainda falhar no teste de resistência, verifique primeiro estes pontos.
Quebras de fio durante encalhe
Se os fios individuais quebrarem com muita frequência, reduza a velocidade de enrolamento e inspecione os flanges do carretel de desenrolamento. Bordas ásperas nos flanges podem danificar o fio de cobre. Use guias de porcelana ou cerâmica na área de compensação.
Flutuação do diâmetro no condutor acabado
Verifique a roda do cabrestante e a tensão do tensor. Uma ligeira variação na velocidade da linha cria uma variação no diâmetro geral do condutor. A máquina precisa de uma tensão de absorção estável para manter o diâmetro externo uniforme.
Torção excessiva ou subtorção
Se o comprimento da camada for menor que o necessário, o condutor ficará duro e quebradiço e o manuseio durante a extrusão será difícil. Se o comprimento da torção for maior que o especificado, o condutor não atenderá ao teste de flexibilidade. Verifique sempre o comprimento real da colocação medindo no início de cada bobina.
Geometria de encalhe desarrumada
Os fios individuais devem ficar sem lacunas ou cruzamentos. Isto requer que todos os fios encontrem o ponto de convergência exatamente no mesmo ângulo. Verifique se o dispositivo de pré-torção ou a posição da matriz mudou.
Arranhões na superfície de cobre
O contato com arestas vivas nos rolos-guia é a causa comum. Substitua os rolos de aço por rolos guia de cerâmica ao usar cobre puro para condutores de cabos de dados.
Considerações sobre retorno do investimento
Para decidir se deve comprar uma nova máquina de torcer fio de cobre, compare o custo anual do processo antigo com o custo da nova máquina, incluindo ferramentas, instalação e treinamento do operador. O cálculo deve incluir a taxa de refugo e o retrabalho relacionado à qualidade, e não apenas a velocidade da máquina.
Se a sua produção atual for de 2.000 km de condutores trançados por ano com uma taxa de sucata de 4%, e uma nova máquina puder reduzir essa sucata para 1,5% enquanto aumenta a velocidade em 80%, o período de retorno é geralmente entre 18 e 30 meses. Isso depende do preço do cobre, do custo da mão de obra na sua região e do valor agregado do seu produto.
| Fator | Máquina Existente | Nova Máquina de Arco Duplo |
|---|---|---|
| Velocidade de torção (por minuto) | 300 | 650 |
| Horas operacionais efetivas por dia | 18 | 20 |
| Taxa de sucata | 4,5% | 1,5% |
| Operadores necessários | 2 por máquina | 1 por máquina |
| Horas de manutenção por mês | 18 | 8 |
| Aumento aproximado da produção | 110% | |
Como escolher um fabricante confiável de máquina para torcer fio de cobre
A máquina em si é apenas parte da decisão de compra. A capacidade de fabricação, o controle de qualidade e o suporte pós-venda determinam o custo de operação a longo prazo. Um fabricante confiável deve demonstrar diversas qualidades.
Capacidade de usinagem mecânica
É preferível um fabricante que possua seu próprio centro de usinagem de precisão. Ele pode controlar a qualidade do rotor, do eixo e da estrutura base. Se a base da máquina não for suficientemente rígida, surgirá vibração e a geometria do fio será prejudicada. Verifique se o fornecedor possui usina própria ou compra todos os componentes externamente.
Experiência em equipamentos de fios e cabos
As empresas que produzem linhas de extrusão de cabos e máquinas de cabeamento há muitos anos tendem a construir máquinas de torcer com um melhor entendimento de todo o processo de produção de cabos. Por exemplo, soluções integradas para torço e extrusão são mais fáceis de coordenar quando um fabricante lida com ambos.
Referência a programas de produção existentes
Solicite o catálogo de produção atual. Um fabricante com uma extensa linha de produtos provavelmente terá um departamento de engenharia mais completo. Além disso, se puderem oferecer a linha completa, incluindo a peça de extrusão, a interface entre o torcimento e o isolamento a jusante será mais fácil de gerenciar.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre uma máquina de torcer e uma máquina de enfardar?
As máquinas de torcer colocam os fios helicoidalmente em torno de um centro com um comprimento de torção controlado. Uma máquina de agrupamento torce os fios sem o mesmo grau de controle geométrico. O agrupamento é mais rápido, mas o resultado é menos adequado para condutores redondos de alta qualidade.
Quantos fios uma máquina de torcer fio de cobre pode suportar?
Depende do modelo da máquina. As configurações padrão lidam com 7, 12, 19, 24, 37 ou 61 fios em uma passagem. Para uma construção com corda, você pode primeiro trançar vários subgrupos e depois fechá-los em uma segunda operação.
A mesma máquina pode produzir fio de cobre e fio de núcleo isolado?
Sim. As máquinas de dupla torção do tipo arco operam tanto com fio de cobre nu quanto com fio de núcleo isolado, desde que o diâmetro do fio e o tamanho do carretel estejam dentro das especificações da máquina. Para condutores rígidos de cabos de alimentação de seção grande, uma máquina do tipo gaiola é melhor.
O que é melhor, torção simples ou torção dupla?
A torção dupla é geralmente mais rápida para o mesmo diâmetro e comprimento de torção. Uma máquina de torção dupla produz duas torções por revolução do rotor, por isso é adequada para condutores de pequeno e médio porte onde a saída é importante. A torção única é usada para condutores grandes onde a flexão do fio pode provocar danos à superfície.
Qual é a velocidade de produção de uma típica máquina de torcer de arco duplo 1250?
A velocidade de torção pode variar de 800 a 1.400 torções por minuto para fios de cobre finos. A produção real em metros por minuto depende do comprimento da camada. Um comprimento de torção curto reduz a velocidade linear.
Conclusão
Escolher a máquina de torcer fio de cobre certa significa definir a linha de condutores que você produzirá, a tolerância de comprimento de torção que seu padrão de cabo exige e a qualidade de controle de tensão que seu fio de cobre merece. Combine o tipo de máquina com o produto, verifique como a máquina lida com quebras de fio e trocas de carretel e calcule o retorno com base na redução e velocidade de refugos. Uma máquina de torcer de arco duplo se adapta à maioria das plantas de condutores pequenos e médios de alto volume, enquanto um tipo de gaiola planetária continua sendo o padrão para grandes condutores de potência. A decisão certa não é comprar a máquina maior, mas combinar o princípio de torção com o projeto exato do condutor que você pretende vender.
