Velocidade de pico x produção real: como estimar lâminas por hora numa linha de corte transversal

Toda linha de corte transversal é vendida com uma velocidade em metros por minuto, e os compradores naturalmente comparam por ela. Mas ninguém compra lâmina por metro. O que a fábrica de núcleos precisa saber é quantas peças a linha faz por hora e quantas toneladas isso dá por mês, para os seus próprios núcleos. As duas coisas se relacionam com a velocidade da tira, mas não por uma única multiplicação. O artigo mostra o método que usamos para estimar a produção numa proposta, com as premissas explícitas para você colocar seus números.

Três velocidades numa só folha de dados

As linhas de alta velocidade, em especial, informam mais de uma velocidade, e as diferenças são reais. Nas linhas de alta velocidade SREE: o pico é 240 m/min, a maior velocidade que os acionamentos alcançam, útil só em peças longas; a nominal é 210 m/min, a velocidade de projeto contínua; a de trabalho recomendada é 120 a 180 m/min, onde a linha roda com comprimentos típicos, porque uma peça curta deixa pouca tira para as estações volantes acelerarem, cortarem e voltarem. As linhas padrão informam alimentação nominal de até 210 m/min, mas param a cada corte, então a média do turno é ainda menor.

As estimativas de produção devem partir da velocidade de trabalho. A velocidade de pico é uma especificação do acionamento, não um número de produção.

Passo 1: peças por hora

Numa linha contínua (alta velocidade), o ritmo teórico de peças é simplesmente a velocidade da tira dividida pelo comprimento médio da lâmina:

peças por minuto = velocidade de trabalho (m/min) ÷ comprimento médio da peça (m)

Numa linha passo a passo (padrão), cada peça custa um movimento de alimentação mais uma parada para puncionar e cortar. Uma estimativa razoável é:

segundos por peça = comprimento da peça (m) ÷ velocidade média de alimentação (m/s) + tempo de parada por corte (s)

em que a velocidade média de alimentação num movimento curto fica bem abaixo da nominal porque a tira acelera e desacelera, e o tempo de parada cobre o ciclo de punção e tesoura. Os dois números dependem da classe e da configuração; nós os informamos por linha na proposta.

Passo 2: aplicar um fator de utilização

Nenhuma linha corta sessenta minutos de cada hora. Troca de bobina, troca de programa, passagem da tira, troca de mesa de empilhamento, conferência da primeira peça e manutenção das lâminas tomam tempo. Para planejamento usamos utilização de 55 a 70%, conforme o grau de automação da linha e a frequência de troca de tipo de núcleo; uma linha com várias cabeças de desbobinador e saída automática fica no topo da faixa, uma linha de uma cabeça com troca manual de mesas fica embaixo.

Passo 3: de peças para toneladas

A massa de uma lâmina é o seu volume vezes a densidade do aço silício, cerca de 7,65 g/cm³:

massa por peça (kg) = comprimento (m) × largura (m) × espessura (mm) × 7,65

Uma lâmina de 1,0 m de comprimento, 300 mm de largura e 0,27 mm de espessura pesa cerca de 0,62 kg. A mesma peça em 0,20 mm pesa 0,46 kg, e por isso passar para aço fino aumenta o número de peças para a mesma tonelagem; veja processamento de CRGO fino.

Um exemplo calculado

Os números abaixo são premissas ilustrativas do método, não uma especificação garantida de nenhuma linha. Para um número firme, fazemos o cálculo com os seus desenhos.

O exemplo mostra duas coisas que vale lembrar. Primeiro, a relação entre as duas linhas não é a relação entre as velocidades da folha de dados; ela vem do ciclo de parada e partida, e por isso uma linha de alta velocidade a 150 m/min de trabalho produz mais que uma linha padrão de 210 m/min nominal. Segundo, uma linha padrão num turno fica na casa de uma ou duas centenas de toneladas por mês com lâminas de tamanho de distribuição, que é de onde vem a regra de dimensionamento em linhas padrão x alta velocidade : acima de cerca de 300 toneladas por mês, ou 100 a 300 toneladas em dois turnos, a ferramenta certa é a linha de alta velocidade.

O que mexe nos números

• Comprimento da peça. Peças curtas castigam a linha passo a passo, porque o tempo de parada é o mesmo para uma peça de 400 mm e para uma de 2 m. Elas também reduzem a velocidade de trabalho utilizável numa linha contínua.
• Mix de programas. Muitos programas curtos significam muitas trocas, o que reduz a utilização em qualquer linha, e mais ainda numa linha padrão, onde as estações são ajustadas mecanicamente.
• Saída de separação. Trocas manuais de mesa param a linha; mesas em pares e correntes de separação não.
• Espessura. Aço mais fino significa mais peças por tonelada, então as toneladas por hora caem enquanto as peças por hora ficam mais ou menos iguais.
• Cabeças de desbobinador. Uma segunda ou terceira cabeça permite carregar a próxima bobina com a linha rodando, o que aumenta diretamente a utilização.

Perguntas frequentes

Por que a velocidade de trabalho recomendada é menor que a nominal?

Porque as estações volantes da linha de alta velocidade precisam de comprimento de tira para acelerar até a velocidade da tira, cortar e voltar antes da próxima posição de corte. Em peças curtas esse comprimento não existe na velocidade nominal, então a linha roda mais devagar e continua cortando cada peça corretamente.

Posso rodar a linha na velocidade de pico o dia todo?

Só em peças longas, e não é assim que se planeja a produção. O número a usar é a velocidade de trabalho.

Quão precisa é esta estimativa?

O suficiente para escolher entre linha padrão e de alta velocidade e para dimensionar uma fábrica. Para um número firme, calculamos a partir dos seus desenhos e do seu mix de programas, e esse número entra na proposta.