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P?pmF (3.7)
式中:P—轧件对轧辊的总压力,N;
pm—轧制平均单位压力,N;
F—轧件和轧辊接触面积,mm2。 计算式中各量:
F=
b0?b1l (3.8) 2式中: b0、b1—轧制的前后轧件的宽度,mm; l—接触弧的水平投影长度,mm。
计算接触面积实质上是计算基础弧长度。轧制线材轧件一般不考虑轧制时轧辊产生弹性压扁现象,因为各轧辊的直径相同,得:
l=R?hm (3.9)
式中: ?hm—平均压下量,mm。
因为在这一道次时,是由椭圆轧制成圆形,所以平均压下量:
?hm?0.85h0?0.79h1 (3.10)
?0.85?250?0.79?196=57.66(mm) 由公式(3.9)得:
l?R?hm?325?57.66=136.89(mm)
所以由公式(3.8)得:
F?b0?b1250?260l??136.89=34906.95(mm2) 22由公式(3.7)算出本道次的轧制力:
P?pmF?50.68?34906.95=1769.08(KN)
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3.2.3轧制力矩的计算
M=
Mza?Mm?Mk?Md i式中Mza—轧制力矩
Mm—附加摩擦力矩 Mk—空转力矩 Md—动力矩
i—轧辊与主电机间的传动速比
其中Mm、Md、Mk与Mza比较,Mza比较大。所以可以将上式简化
Mza i式中K为安全系数,取k=1.5初选轧机总转数i=10
M?KMza?PD?1769.08?325?574951(N?m)2
代入上式:
Mza i574951?1.5?10
M?Km) =86242.65(N?
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4轧机主电机力矩与电动机功率
4.1轧机主电动机力矩
主电动机轴上的力矩由四部分组成,即:
MD=
MZ?Mf1i?Mf2?Mkon?Mdon
=
MZ?Mf?Mkon?Mdon (4.1) i式中:MD—主电机力矩;
Mz—轧辊上的轧制力矩;
Mf—附加摩擦力矩,即当轧制时由于作用在轧辊轴承、传动机构及其它转动件
中的摩擦而产生的附加力矩,Mf=
Mf1i+Mf2;
Mkon—空转力矩,即轧机空转时,由于各转动件的重量所产生的摩擦力矩及其他
阻力矩;
Mdon—动力矩,轧辊运转速度不均匀时,各部分由于有加速或减速所引起的惯性
力所产生的力矩;
i—电动机和轧辊之间的传动比。
4.2轧辊驱动力矩
驱动一个轧辊的力矩MK为轧制力矩MZ与轧辊轴承处摩擦力矩Mf1之和。
MK?MZ?Mf1?P(a??1) (4.2)
DSin? (4.3) 2d?1?? (4.4)
2a? 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 15 页
式中: MK—驱动一个轧辊的力矩,N·m; MZ—轧制力矩,N·m;
Mf1—轧辊轴承处摩擦力矩,N·m; P—轧制力,KN;
a—轧制力力臂,即合力作用线到两个轧辊中心线的垂直距离,mm; ?1—轧辊轴承处摩擦圆半径,mm;
d—轧辊轴颈直径,mm; ?—合力作用点角度;
?—轧辊轴承摩擦系数,取??0.02。
对于简单的轧制,每个道次两个轧辊总驱动力矩为:
MK??2MK?P(D?Sin???d) 由参考文献[1,65]可知?的计算方法 热轧时:
???0.5 式中:?—咬入角,其计算公式为:
??arcc1o?s?(hD) 代入具体数值计算:
??arccos(1??hD)=arccos(1?250-196650)= 23.07°
则 β?0.5?=0.5?23.07=11.54° 把具体数值代入(4.5)中得:
MK??P(D?Sin???d)?1769.08?(650?Sin11.54??0.02?370) =243131.38(N·m)
(4.5)
(4.6) (4.7) 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 16 页
4.3初选电机容量
根据工况得v?2.5m/s。 所以轧辊转速:
nH?式中: v—轧制速度,m/s;
60v60?2.5?1000?106.16(r/min) (4.8) ??D3.14?450D—工作辊直径,mm。
根据过载条件选择电动机功率,由文献[1,73]得:
N?式中: N—电机功率,KW; Mma—m; x最大力矩,N· nH—轧辊转速,r/min;
K—电机过载系数,因为选择不可逆电动机,所以过载系数K?1.5~2.0,
取K?2.0;
?—传动效率,?=?减速箱??齿轮座??万向接轴?0.8 把具体数值代入到(4.9)中得:
Mmax?nH (4.9)
K?9550??243124.66?73.49369.32(KW)
?Ner?2?9550?0.8在上述计算中,未考虑诸多因素,此外还要考虑到生产的发展以及需要轧制不同钢种,故根据文献[3,20-125]选择电动机为ZKSL?450?21 电机的参数如下:
额定功率:Ner?500(KW) 额定转速:ner?600/1200(r/min)
Mer?9550Ner500?9550?m) (4.10) ?3979.17(N·ner1200则电动机和轧辊之间的传动比i: