Cómo trazar una boca de lobo a 90° en calderería
Aprenda el desarrollo y la planificación de una derivación a 90° entre tubos del mismo diámetro.
La boca de lobo es un trazado clásico de la calderería utilizado cuando la extremidad de un tubo necesita ajustarse a la superficie curva de otro tubo.
En lugar de realizar un corte recto en la punta del tubo, se crea un perfil curvo que acompaña la geometría del tubo donde se hará el encuentro.
En este artículo, vamos a trabajar específicamente con una situación:
dos tubos del mismo diámetro;
ejes centralizados;
encuentro entre los tubos formando 90°;
desarrollo del extremo del tubo que será encajado.
Esta definición es importante porque una boca de lobo con tubos de diámetros diferentes, ejes desplazados o ángulos diferentes de 90° genera otro perfil y exige un trazado correspondiente a la nueva geometría.
¿Qué es una boca de lobo?
Imagine un tubo horizontal y otro que llega perpendicularmente sobre él.
Si el extremo del segundo tubo está simplemente recto, tocará el primer tubo solamente en algunos puntos y dejará grandes espacios en los laterales.
Para que las dos superficies se encuentren adecuadamente, es necesario retirar material del extremo del tubo que será encajado.
El formato resultante posee dos regiones más avanzadas y dos regiones más retrasadas, creando el perfil conocido en el trabajo de tuberías y calderería como boca de lobo.
Geométricamente, estamos tratando con la intersección entre dos superficies cilíndricas.
Cuando los tubos tienen el mismo diámetro, sus ejes se cruzan y el ángulo entre ellos es exactamente de 90°, el diseño presenta una fuerte simetría.
¿Qué método se utiliza para hacer este trazado?
Para este tipo de desarrollo, se puede utilizar el método de las líneas paralelas.
Este método es adecuado para el desarrollo de superficies cilíndricas porque las generatrices del cilindro permanecen paralelas entre sí.
La lógica del trazado es:
representar la posición de los dos tubos;
dividir la circunferencia del tubo que recibirá el corte;
proyectar esas divisiones sobre la intersección;
abrir la circunferencia del tubo en una línea recta;
transferir cada altura para sua posição correspondente;
unir os pontos obtidos;
formar o contorno final da boca de lobo.
A técnica de dividir o perfil, projetar suas geratrizes e transferir os pontos para o desenvolvimento é a base desse tipo de traçado.
Materiais e instrumentos necessários
Para fazer o traçado manualmente, normalmente serão utilizados:
régua;
esquadro;
compasso;
lápis ou riscador;
cinta métrica;
regla flexible o curva francesa;
papel, cartón u otro material para hacer la plantilla;
calculadora.
Si el trazado se está haciendo directamente sobre la chapa, también deben considerarse las condiciones reales de fabricación de la pieza.
Medidas que necesita conocer
Antes de empezar, identifique correctamente:
D — Diámetro del tubo
En el ejemplo de este artículo, los dos tubos tienen el mismo diámetro.
E — Espesor de la pared o de la chapa
Será importante principalmente cuando estemos produciendo el cilindro a partir de una chapa.
L — Longitud disponible del ramal
Es la distancia necesaria para posicionar el diseño de la boca de lobo en relación con la otra extremidad de la pieza.
Ángulo de la intersección
En este caso:
90°
Atención al diámetro usado en el desarrollo
Este es un punto importante porque existen dos situaciones diferentes.
Caso 1 — Usted está haciendo una plantilla para un tubo que ya existe
Si el objetivo es producir una plantilla de papel para envolver un tubo listo, la longitud de esa plantilla necesita acompañar la circunferencia externa real del tubo.
En este caso:
C = π × De
Donde:
C = longitud de la plantilla;
De = diámetro externo real del tubo;
π ≈ 3,1416.
Esto ocurre porque el papel se colocará sobre la superficie externa del tubo.
Los generadores técnicos de plantillas para tube notching utilizan justamente el diámetro externo del tubo para determinar la extensión que se enrollará alrededor de él.
Caso 2 — Está desarrollando la propia pieza en chapa / placa
Cuando el cilindro se producirá a partir de chapa y posteriormente se calandrará, debe considerarse la línea neutra del espesor.
En este caso se utiliza el diámetro medio.
Si usted posee el diámetro externo:
Dm = De − E
Si posee el diámetro interno:
Dm = Di + E
Después:
C = π × Dm
Esta diferencia existe porque el desarrollo de la chapa debe acompañar aproximadamente la zona neutra del material, y no simplemente la superficie externa.
Por lo tanto:
tubo pronto + plantilla externa → use el diámetro externo
fabricación del cilindro en chapa / placa → considere el diámetro medio
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Paso 1 — Dibuje la vista de elevación
Comience representando los dos tubos.
Dibuje el tubo principal horizontalmente.
A continuación, dibuje el tubo que recibirá la boca de lobo perpendicularmente al primero, formando exactamente 90° entre los ejes.
Como estamos trabajando con tubos de mismo diámetro, ambos deben poseer el mismo ancho en la representación.
Trace también:
eje horizontal del tubo principal;
eje vertical del ramal;
región en la que ocurrirá la intersección.
El encuentro de los ejes debe estar centrado.
Esta será la base geométrica para todo el resto del desarrollo.
Paso 2 — Haga el perfil circular del tubo
Ahora dibuje una circunferencia correspondiente al diámetro del tubo que recibirá el corte.
No es necesario trabajar siempre con la circunferencia completa.
Como existe simetría, es posible construir el trazado utilizando una semicircunferencia y posteriormente repetir los puntos correspondientes.
Con fines didácticos, podemos dividir la circunferencia completa en 12 partes iguales.
Consecuentemente, la semicírculo tendrá 6 divisiones.
El método con 12 divisiones se usa mucho porque ofrece una buena cantidad de puntos y permite construir el círculo de manera relativamente simple. El desarrollo técnico de una T a 90° del mismo diámetro también puede ejecutarse dividiendo el perfil en seis partes y el desarrollo completo en doce.
Paso 3 — Numere los puntos
Después de dividir el perfil, numere todos los puntos.
Por ejemplo:
1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7
en la semicircunferencia.
La numeración debe mantenerse durante todo el desarrollo.
Esto evita uno de los errores más comunes del trazado: transferir una altura a una posición incorrecta en el desarrollo.
Cada punto de la circunferencia representa una generatriz del cilindro.
Más tarde, cada una de esas generatrices tendrá una altura diferente en función de la superficie del otro tubo.
Paso 4 — Proyecte las geratrizes
A partir de los puntos definidos en el perfil circular, trace líneas paralelas al eje del tubo que recibirá la boca de lobo.
Estas líneas representan las geratrizes del cilindro.
Prolongue cada una hasta encontrar el contorno del tubo principal representado en la otra vista.
Es exactamente en esos encuentros donde se obtendrán los puntos de la curva de intersección.
Comenzarás a percibir que algunas generatrices avanzan más y otras menos.
Esta variación es lo que producirá la forma característica de la boca de lobo.
Paso 5 — Marque los puntos de la intersección
Marque cada lugar en que una generatriz encuentra la superficie representada del tubo principal.
Mantenga la misma identificación utilizada anteriormente.
Por ejemplo:
punto 1 corresponde a la geratriz 1;
punto 2 corresponde a la geratriz 2;
punto 3 corresponde a la geratriz 3;
y así sucesivamente.
Las distancias encontradas en esos puntos se transferirán posteriormente al desarrollo / planificación.
Es importante no cambiar el orden.
El desarrollo funciona justamente porque cada posición alrededor de la circunferencia está relacionada con la altura correspondiente en la intersección.
Paso 6 — Calcule la longitud desarrollada del tubo
Ahora necesitamos transformar la superficie circular del tubo en una superficie plana.
La circunferencia se abrirá y se representará con una línea recta.
Para una plantilla aplicada sobre un tubo listo:
C = π × De
Ejemplo
Considere un tubo con:
Diámetro externo = 100 mm
Entonces:
C = 3,1416 × 100
C = 314,16 mm
Por lo tanto, el ancho total de la plantilla que dará una vuelta completa al tubo será:
314,16 mm
Paso 7 — Divide el desarrollo
Como dividimos la circunferencia en 12 partes, debemos dividir también el desarrollo en exactamente 12 partes iguales.
En nuestro ejemplo:
314,16 ÷ 12 = 26,18 mm
Por lo tanto, marque una división cada:
26,18 mm
Tendremos:
0
26,18
52,36
78,54
104,72
130,90
157,08
183,26
209,44
235,62
261,80
287,98
314,16 mm
Estas posiciones corresponden a los diferentes generatrices del tubo.
Paso 8 — Levante perpendiculares
En cada división del desarrollo, trace una línea perpendicular.
Ahora tendremos una secuencia de líneas paralelas.
Cada una de ellas recibirá la altura correspondiente que encontramos anteriormente en la vista de la intersección.
Esta especie de rejilla es la base del desarrollo / planificación.
Paso 9 — Transfiere las alturas
Ahora viene una de las etapas más importantes.
Obtenga la distancia de cada punto de la intersección hasta la línea de referencia elegida.
Transfiera esa misma distancia a la generatriz correspondiente en el desarrollo.
Por ejemplo:
altura del punto 1 → línea 1;
altura del punto 2 → línea 2;
altura del punto 3 → línea 3;
altura del punto 4 → línea 4.
Continúe hasta completar todos los puntos.
El método funciona porque estamos llevando a la chapa plana la posición que cada generatriz tendrá después de que el material recupere nuevamente la forma cilíndrica.
Paso 10 — Use la simetría de la pieza
Como estamos trabajando con:
tubos de mismo diámetro;
encuentro centralizado;
ángulo de 90°;
el perfil presenta simetría.
Por lo tanto, los puntos encontrados en un lado aparecerán de forma correspondiente en el otro lado.
Esta simetría también es una excelente forma de verificar el dibujo.
Si un lado de la curva está muy diferente del otro sin que exista ninguna diferencia geométrica en la pieza, probablemente haya algún error en la división o transferencia de las medidas.
Paso 11 — Une los puntos
Una vez que todos los puntos estén marcados, únelos utilizando una curva suave.
No haga simplemente segmentos rectos de un punto a otro.
La intersección entre los cilindros genera una curva continua.
Para dibujarla, utilice:
regla flexible;
curva adecuada;
o haga una unión suave de los puntos a mano.
Cuanto mayor sea el número de puntos utilizados en la construcción, más fácil será reproducir fielmente la curva.
Por eso, aunque 12 divisiones sean suficientes para muchos dibujos didácticos, aumentar el número de divisiones puede mejorar la definición del perfil.
Paso 12 — Complete el desarrollo
Después de unir todos los puntos, tendrás el perfil desarrollado del extremo del tubo.
El dibujo deberá presentar una curva periódica y simétrica.
Es este contorno que, después de enrollarse alrededor del tubo, producirá la boca de lobo correspondiente a la intersección de 90°.
En caso de estar creando una plantilla:
recorte el perfil;
envuelva el tubo;
alinee los extremos de la plantilla;
mantenga la plantilla perpendicular al eje;
raye todo el contorno.
Ejemplo práctico: tubo de 100 mm
Resumamos el cálculo para un tubo listo con:
Diámetro externo: 100 mm
Ángulo: 90°
Diámetro del tubo principal: 100 mm
Circunferencia
C = π × D
C = 3,1416 × 100
C = 314,16 mm
División en 12 partes
314,16 ÷ 12 = 26,18 mm
Cada generatriz del desarrollo quedará, por lo tanto, separada por:
26,18 mm
Profundidad máxima de la boca de lobo
En una intersección teórica perfectamente centrada, a 90°, con los dos tubos teniendo exactamente el mismo diámetro exterior, la profundidad máxima del recorte medida entre el punto más avanzado y el más retrasado corresponde a radio del tubo.
Cómo:
D = 100 mm
tenemos:
R = D ÷ 2
R = 50 mm
Así, la profundidad máxima teórica de la boca de lobo será:
50 mm
Este valor es útil como una verificación del trazado.
Si la construcción geométrica de dos tubos perfectamente iguales a 90° produce una profundidad completamente diferente a esto, vale la pena revisar el dibujo.
¿Por qué la curva de la boca de lobo no es un simple arco?
Este es un detalle importante.
La boca de lobo no debe dibujarse simplemente eligiendo un radio y trazando un arco con el compás.
El perfil aparece a partir de la intersección de las dos superficies cilíndricas.
Por eso construimos varios puntos.
Cada generatriz del tubo intercepta el segundo cilindro a una altura diferente.
Cuando todos esos puntos están conectados, surge la verdadera curva de intersección.
¿Cuantas más divisiones, mejor el trazado?
En general, aumentar la cantidad de divisiones proporciona más puntos para definir la curva.
Por ejemplo, puede utilizar:
12 divisiones
Trazado simple y bastante utilizado.
24 divisiones
Ofrece más puntos y una curva más detallada.
Sin embargo, es fundamental mantener la correspondencia.
Si se utilizan 24 divisiones en el perfil, deberá utilizar las mismas 24 posiciones en el desarrollo.
No sirve aumentar la cantidad de puntos si las divisiones se transfieren incorrectamente.
Errores comunes al trazar una boca de lobo
1. Usar el diámetro nominal en lugar del diámetro real
Los tubos pueden especificarse comercialmente con medidas que no corresponden directamente al diámetro externo.
Si está haciendo una plantilla para un tubo existente, mida el diámetro exterior real de la pieza.
Un error en el diámetro también altera la circunferencia de la plantilla.
2. Confundir diámetro externo y diámetro medio
Son situaciones diferentes.
La plantilla que envuelve un tubo listo trabaja sobre la superficie externa.
Ya el desarrollo de una chapa que será calandrada debe considerar el espesor y la línea neutra.
3. Dividir la circunferencia de una manera y el desarrollo de otra
Los puntos deben coincidir exactamente.
Si existen 12 posiciones en la circunferencia, deben existir 12 posiciones equivalentes en el desarrollo.
4. Cambiar el orden de los puntos
Numerar las divisiones evita este problema.
5. Unir los puntos con líneas rectas
El perfil debe ser una curva continua.
6. Utilizar este trazado en tubos de diámetros diferentes
La geometría cambia.
Incluso a 90°, una ramal más pequeña que llega a un tubo mayor tendrá un perfil diferente.
7. Utilizar el mismo dibujo para una derivación inclinada
Si el ángulo deja de ser 90°, la boca de lobo también cambia.
8. Ignorar una intersección excéntrica
Cuando los ejes de los tubos no se cruzan en el centro, tenemos otro caso geométrico.
¿Tubos de diámetros diferentes usan el mismo trazado?
No.
El principio de desarrollo sigue relacionado con la intersección de los cilindros, pero los puntos deben encontrarse considerando los dos diámetros reales.
Por ejemplo:
tubo principal de 200 mm;
ramal de 100 mm;
intersección de 90°.
El perfil del corte será diferente al obtenido para dos tubos de 100 mm.
Existen desarrollos específicos para T a 90° de diámetros diferentes.
¿Y si el encuentro no es a 90°?
También cambia.
Una boca de lobo para:
30°
45°
60°
o cualquier otro ángulo tendrá otra geometría.
Cuanto mayor sea la inclinación relativa entre los tubos, diferente será la longitud y la distribución de los puntos en el perfil.
Por eso, antes de iniciar cualquier desarrollo, confirme siempre:
diámetro del tubo principal + diámetro del ramal + ángulo + posición de los ejes.
¿Boca de lobo centralizada y excéntrica son iguales?
No.
En este artículo trabajamos con los ejes cruzándose.
Cuando la ramal se desplaza hacia un lado y su eje deja de cruzar el eje central del tubo principal, tenemos una intersección excéntrica.
Esto destruye la simetría utilizada en el ejemplo de este artículo y exige otra construcción geométrica.
¿Cómo comprobar el trazado antes de cortar?
Antes de realizar el corte definitivo:
verifique el diámetro real;
verifique el ángulo;
verifique la cantidad de divisiones;
verifique la numeración;
observe la simetría;
verifique la longitud total del desarrollo;
haga una plantilla;
envuelva el tubo;
verifique si los extremos de la plantilla se encuentran;
pruebe el ajuste antes de la fabricación definitiva.
Cuando sea posible, hacer primero la plantilla en papel o material de bajo costo ayuda a detectar errores antes de transferir el dibujo a la pieza final.
Resumen del paso a paso
Para hacer una boca de lobo a 90° entre tubos de mismo diámetro:
dibuja los dos tubos a 90°;
traza los ejes;
represente el perfil circular;
divide la circunferencia en partes iguales;
numere los puntos;
projete las geratrizes;
encuentre los puntos de intersección;
calcule la longitud desarrollada;
divida el desarrollo en la misma cantidad de partes;
levante las perpendiculares;
transfiera las alturas correspondientes;
une los puntos con una curva suave;
haga la plantilla;
verifique en el propio tubo antes del corte.
El secreto de este trazado no está en memorizar la forma final, sino en entender que cada punto de la boca de lobo es consecuencia de la intersección geométrica entre los dos cilindros.
Una vez que esta lógica queda clara, se vuelve mucho más fácil entender también las variaciones con otros diámetros, ángulos y posiciones.
Importante
Este artículo presenta específicamente el caso de dos tubos de mismo diámetro, centrados y posicionados a 90°. Cambiar cualquiera de estas condiciones altera el desarrollo.
Lleva TraceClub en el bolsillo
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