Qual deve ser a espessura de um suporte de chapa metálica? Um gráfico de espessura baseado em carga

Qual deve ser a espessura de um suporte de chapa metálica para uma carga de 50 kg?

Um suporte de 50 kg precisa de 3,0 mm na projeção de 200 mm, 2,0 mm em 150 mm e 1,5 mm em 100 mm — desde que a perna possua um flange de retorno de 20 mm. Esses números pressupõem uma perna de 100 mm de largura, aço-carbono laminado a frio (SPCC / Q235, rendimento de 235 MPa), um fator de segurança de 1,5 no rendimento e uma tampa de deflexão da ponta de L/150. Essas são as suposições nas quais a maioria dos desenhos OEM realmente se baseia; mude um e a resposta se move.

Resumindo: cinquenta quilos em um braço de 200 mm equivalem a um suporte de 3,0 mm com flange de retorno e 8,4 mm sem flange.

Por que um flange de retorno de 20 mm supera 2 mm de aço extra?

Porque um flange afasta o aço do eixo neutro e a rigidez aumenta com o cubo dessa distância. Pegue uma perna de 100 mm de largura e 2,0 mm como linha de base. Ir para 3,0 mm aumenta I de 67 para 225 mm⁴ — 3,4× — e adiciona 50% ao peso do material. Um flange de retorno de 20 mm na perna original de 2,0 mm aumenta I para 8.448 mm⁴, um ganho de 127×, para 40% mais peso. O milímetro extra custa mais e rende menos.

Tabela 2 — O que cada mudança compra na mesma perna de 100 mm de largura e 2,0 mm

A última linha explica por que reposicionar um suporte é mais barato do que engrossá-lo. A deflexão carrega L³, portanto, reduzir pela metade o braço corta a curvatura em oito, enquanto a peça mantém sua bitola, sua matriz e seu peso.

O flange tem limites. O raio de curvatura interno deve ser de pelo menos 1,0t em aço-carbono, e a altura do flange precisa de aproximadamente 3t mais o raio ou o "flange" é todo raio de curvatura e não acrescenta nada. A profundidade é mais importante do que qualquer coisa: o termo do flange varia de acordo com h³, portanto, um lábio de 8 mm oferece cerca de um décimo sexto do que um flange de 20 mm oferece. Qualquer coisa além de 25 mm geralmente é melhor resolvida com um reforço do que com uma estampagem mais profunda.

Onde o flange é impossível – uma face de montagem embutida, uma junta selada, um invólucro apertado – um reforço soldado converte o cantilever em uma treliça e a perna entra em compressão em vez de dobrar. A espessura então cai para 1,5–2,0 mm, ao custo de uma solda, 3–5% do peso e mais uma operação na rota do processo. Uma equipe de matrizes GUOJIN em nossa fábrica em Suzhou cita ambas as rotas em um desenho de suporte personalizado, porque a versão flangeada é formada na mesma estação que a curva de 90° e não acarreta nenhum custo extra de ferramental, enquanto a versão reforçada adiciona um acessório e uma célula de solda.

Resumindo: um flange de retorno de 20 mm compra 127× a rigidez por 40% mais aço; um milímetro extra compra 3,4× por 50%.

Perguntas frequentes

P: O aço de 2 mm é forte o suficiente para um suporte de prateleira resistente? R: Não como uma placa plana. Uma perna plana de 100 mm de largura, 2,0 mm e projeção de 200 mm ultrapassa L/150 abaixo de um único quilo na ponta, e é por isso que todos os suportes de prateleira no mercado possuem uma borda ou um reforço. Dê a essa mesma perna de 2,0 mm um flange de retorno de 20 mm e ela suportará cerca de 39 kg a 200 mm.

P: O aço inoxidável permite usar um suporte mais fino? R: Não. O módulo de elasticidade é 193 GPa contra 200 GPa para aço-carbono, então a deflexão é idêntica ou um pouco pior, e o rendimento 304 a 205 MPa está abaixo dos 235 MPa do Q235. O aço inoxidável adquire resistência à corrosão, não rigidez. Se a peça precisar ficar mais fina, altere a seção – adicione um flange, uma nervura ou um braço mais curto.

P: Qual tolerância de espessura pertence ao desenho? R: A bobina laminada a frio é enviada de acordo com as tolerâncias normais da norma EN 10131, aproximadamente ±0,08 mm a 1,5 mm e ±0,11 mm a 3,0 mm. Essa faixa está dentro do fator de segurança, portanto, especifique a meia tolerância somente quando o suporte tiver rigidez crítica logo no limite — isso adiciona 8–12% ao custo do material para um ganho que o cálculo não verá.

CTA: Envie o caso de carga, não apenas o desenho

Um desenho de colchetes nos diz a forma. Ele não nos diz a carga, a projeção, o padrão de fixação ou se a peça sofre vibração – e essas quatro entradas decidem o medidor. Envie-os com sua próxima RFQ e Suzhou Guojin Auto Parts Co., Ltd. retornará uma recomendação de medidor, uma comparação de flange versus reforço e uma nota DFM dentro de 24 horas, gratuitamente.

A GUOJIN opera matrizes progressivas e compostas de até 200 T em uma fábrica de 1.000 a 3.000 m² em Suzhou, China, com certificação ISO 9001:2015, com CMM e inspeção óptica em cada primeiro artigo. Programas OEM e personalizados a partir de 1.000 peças, com ferramentas cotadas separadamente e propriedade declarada por escrito antes do corte da matriz. Os volumes a granel e de atacado são precificados na mesma planilha de custos que você vê, portanto, o ponto de equilíbrio é auditável e não declarado.

Anexe um arquivo STEP e o caso de carga por meio de nossa página de categoria de colchetes – um engenheiro de aplicação da GUOJIN responde, não uma caixa de entrada de vendas. Se você já estiver comparando fornecedores de suportes, analisaremos o desenho de um concorrente e informaremos onde o medidor está errado.