? ? 的因素
5
5.1.3
軋制壓及力矩的計(jì)算
5.1 軋制壓力的工程計(jì)算
金屬變形抗力的確定方法 (2)變形抗力 ? ? 的確定方法 ① 冷軋變形抗力的確定 示例 冷軋過(guò)程中主要考慮變形程度的影響,通常采用平均變形程度 來(lái)確定變形抗力的大小?刹榧庸び不或者用數(shù)學(xué)模型進(jìn) 行計(jì)算。
? ? 0.4? 0 ? 0.6?1 ? 0 -本道次軋前的預(yù)變形量 ? 1 -本道次的軋后總變形量
? 0 ? ( H0 ? H ) / H0
H 0 -冷軋前軋件厚度
?1 ? ( H 0 ? h ) / H 0
H
h
-本道次軋前軋件厚度 -本道次軋后軋件厚度
5
5.1.3
軋制壓及力矩的計(jì)算
5.1
軋制壓力的工程計(jì)算
金屬變形抗力的確定方法 (2)變形抗力 ? ? 的確定方法
② 熱軋變形抗力的確定
示例
熱軋過(guò)程中主要考慮變形溫度和變形速度的影響,有時(shí) 也考慮變形程度的影響
2 ?h 2 ?? ? ? 3 H 3 ?? ? vhl vh ? h vh ? ? ? RH R H R
或
vhl vh ? h vh u? ? ? ? RH R H R
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.1 傳動(dòng)力矩的組成
在主電機(jī)軸上,傳動(dòng)軋輥所需要的力矩
Mz M ? ? Mm ? Mk ? Md i
Mz Mk
-軋制力矩,用于使軋件塑性變形所需之力矩
M m -克服軋制時(shí)發(fā)生在軋輥軸承,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等的附加摩擦力矩
-空轉(zhuǎn)力矩,即克服空轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩 -動(dòng)力矩,克服軋輥不均速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力矩
Md
M
j
Mz ? ? Mm ? Mk i
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.1 傳動(dòng)力矩的組成
換算到主電動(dòng)機(jī)軸上的軋制力矩與靜力矩之比的百分?jǐn)?shù)稱為 軋機(jī)的效率。
軋機(jī)效率:
??
Mz ? Mm ? Mk i
Md
Mz i
100%
加速或減速時(shí)克服 慣性力的力矩
GD 2 dn ? ? 375 dt
5
5.2.2
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
軋制力矩的確定
概念:使軋件產(chǎn)生塑性變形所需的力矩。 (1) 按金屬對(duì)軋輥的作用力計(jì)算軋制力矩
M z1 ? M z 2 ? P ? a ? b ? x( px ? t x tan ? )dx
0
l
a?
b ? xpx dx
0
l
P
?
b ? xpx dx
0
l
?1 a ?? ? ? j lj
b ? px dx
0
l
xp dx ? ? ? p dx
0 x l 0 x
l
dx
a ?? l j
px
x
a-力臂;αj-接觸角;ψ-力臂系數(shù)
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.2 軋制力矩的確定
(1) 按金屬對(duì)軋輥的作用力計(jì)算軋制力矩
M z ? 2 Pa ? 2 P? l j
熱軋鑄錠時(shí) ψ=0.55~0.60 熱軋板帶時(shí) ψ=0.42~0.50 冷軋板帶時(shí) ψ=0.33~0.42
(2) 按能量消耗曲線確定軋制力矩
?
t
R
——角速度; ——時(shí)間;
A AR Mz ? ? ? ? ? ? t ?t
A
v ? ? ? ?t ? t R
——軋輥半徑;
——軋輥圓周速度
?
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.2
(2)
軋制力矩的確定
按能量消耗曲線計(jì)算軋制力矩
根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定軋制力矩,可用于相似條件下軋制力矩的確定。 按能耗曲線確定的力矩為電機(jī)軸上的力矩,為軋制力矩MZ和附加摩擦力矩 Mm之和。 單位能耗曲線:
對(duì)于型鋼和鋼坯軋制一般表示為每噸產(chǎn)品的 能量消耗與總延伸系數(shù)間的關(guān)系。 對(duì)于板帶材一般表示為每噸產(chǎn)品的能量 消耗與板帶厚度的關(guān)系
A ? (an?1 ? an )G kW?h
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.2
(2)
軋制力矩的確定
按能量消耗曲線計(jì)算軋制力矩
M z ? M m AR 1000
? 3600(an ?1 ? an )G ? R ? ? i vt t?v Lh Lh t? ? G ? Fh Lh ? ?h ? (1 ? Sh )
Mz ? Mm ? 18 ?105 (an ?1 ? an ) ? ? Fh ? D(1 ? Sh ) Nm i Mz ? Mm ? 140.4 ?105 (an ?1 ? an ) Fh D Nm i
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.3 附加摩擦力矩的確定
概念:克服軋制過(guò)程中軋輥軸承以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦力所需要的力矩。
(1)軋輥軸承中的附加摩擦力矩
P d1 M m1 ? f1 4 ? P ? d1 ? f1 2 2
P-軋制力; d1-軋輥輥頸直徑;
0.07~0.10 0.05~0.07 0.01~0.03 0.003~0.004 0.003
滑動(dòng)軸承金屬襯熱軋時(shí) 滑動(dòng)軸承金屬襯冷軋時(shí)
f1的取值
滑動(dòng)軸承塑料襯 液體摩擦軸承 滾動(dòng)軸承
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.3 附加摩擦力矩的確定 (2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩 包括減速機(jī)和齒輪機(jī)座中的摩擦力矩。 如果傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的效率是 軋機(jī)圖
M z ? M m1 i ?1= M z ? M m1 +M m 2 i
?1
M m2 =1+ M z ? M m1 ?1 i 1
M m2
M z ? M m1 ? ( ? 1) ?1 i 1
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.3 附加摩擦力矩的確定 (2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩
換算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩是:
M m1 M m1 M z ? M m1 1 Mm ? ? M m2 ? +( ? 1) i i ?1 i
M m1 1 Mz Mm ? ? ( ? 1) i?1 ? i
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.4 空轉(zhuǎn)力矩的確定
概念:空載轉(zhuǎn)動(dòng)軋機(jī)主機(jī)列所需的力矩。 通常根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)部分軸承中引起的摩擦力計(jì)算空轉(zhuǎn)力矩。
軋機(jī)圖
由于軋機(jī)旋轉(zhuǎn)部件較多,所以精確計(jì)算比較困難,一般采用 經(jīng)驗(yàn)的辦法來(lái)確定:
M k ? (0.03 ~ 0.06)M H
MH-電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.5 靜負(fù)荷圖
為了較核和選擇主電動(dòng)機(jī),除知其負(fù)荷值外,尚需知軋機(jī)負(fù)荷隨時(shí)間 變化的關(guān)系圖,力矩隨時(shí)間變化的關(guān)系圖稱為靜負(fù)荷圖。
Mz Mj ? ? Mm ? Mk i Ln tn ? 純軋時(shí)間: ?n
間隙時(shí)間:按操作需要和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選取。
a)單獨(dú)傳動(dòng) 的連軋機(jī)或一 道中軋一根軋 件者; (b)單機(jī)架 軋機(jī)軋數(shù)道者; (c)同時(shí)軋 數(shù)根軋件者;
(d)集體驅(qū) 動(dòng)的連軋機(jī);
(e)同(d), 但兩軋件的間 隙時(shí)間大于軋 件通過(guò)機(jī)組之 間的時(shí)間
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.6 可逆式軋機(jī)的負(fù)荷圖
低速咬入,高速軋制,低速拋出-加速時(shí)間,穩(wěn)定軋制時(shí)間,減速時(shí)間
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.6 可逆式軋機(jī)的負(fù)荷圖
加速階段:
等速軋制階段:
減速軋制期:
空轉(zhuǎn)加速期: 空轉(zhuǎn)等速期: 空轉(zhuǎn)減速
期:
Mz GD 2 M2 ? M j ? Md ? ? Mm ? Mk ? ?a i 375 Mz M3 ? M j ? ? Mm ? Mk i Mz GD 2 M4 = M j - Md = + Mm + Mk ?b i 375 GD 2 M1 ? M k ? M d=M k ? ?a 375 ? ? Mk M3 GD 2 M5 ? Mk ? Md ? Mk ? ?b 375
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.7 主電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 目的: 進(jìn)行校核計(jì)算或選擇電機(jī)。
原則:一是由負(fù)荷圖計(jì)算出等效力矩不能超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定力矩; 二是負(fù)荷圖中的最大力矩不能超過(guò)電動(dòng)機(jī)的允許過(guò)載負(fù)荷和 持續(xù)時(shí)間。
(1)等效力矩的計(jì)算核電動(dòng)機(jī)的校核 過(guò)載校核:
MH
M max
—電動(dòng)機(jī)的額定力矩;
M max ? KG ? M H
K G -電動(dòng)機(jī)的允許過(guò)載系數(shù)
-軋制周期內(nèi)最大的力矩。
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.7 主電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 (1)等效力矩的計(jì)算核電動(dòng)機(jī)的校核 過(guò)熱校核:
M jum ? M H
M jum
2 2 ? ? M t ? M ? ? n n n tn ? ? tn ? ? tn?
等效力矩:
M n、t n -軋制周期內(nèi)各段純軋時(shí)間及對(duì)應(yīng)的力矩
' ' Mn 、tn -軋制周期內(nèi)各段間隙時(shí)間及對(duì)應(yīng)的力矩
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.7 主電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 (2)電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 電機(jī)功率:
N?
0.105M jum ? n
?
kW
n-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,r/min; η-電機(jī)到軋機(jī)的傳動(dòng)效率。 思考題:該公式中的系數(shù)0.105是怎么得到的?試推導(dǎo)該公式。
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率
5.2.7 主電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 (3)超過(guò)電動(dòng)機(jī)基本轉(zhuǎn)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的校核
當(dāng)電動(dòng)機(jī)的速度超過(guò)基本轉(zhuǎn)速時(shí),電動(dòng)機(jī)的輸出特性將發(fā)生變化,此時(shí) 需對(duì)力矩進(jìn)行修正。
n M ? M1 ? nH
M1-轉(zhuǎn)速未超過(guò)基本轉(zhuǎn)速時(shí)的力矩。 M-修正后的力矩 n、nH-實(shí)際轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速
5
軋制壓力及力矩的計(jì)算
5.2 主電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軋輥所需力矩及功率