【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 油缸 )，繼續(xù)向前送帶 。 張力輥的潤(rùn)滑和維護(hù) 張力輥的潤(rùn)滑對(duì)張力輥的正常工作極為重要，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別考慮各運(yùn)動(dòng)部件的良好潤(rùn)滑。減速箱中軸承承受負(fù)荷大，齒輪嚙合與軸承的發(fā)熱量大，在閉式減速箱中熱量不易散出，所以，減速箱采用稀油集中循環(huán)潤(rùn)滑。其它使用干油潤(rùn)滑的地方如表 31所示。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 表 31 張力輥干油潤(rùn)滑部位 潤(rùn)滑部位 潤(rùn)滑點(diǎn) 潤(rùn)滑方式 油品 周期 備注 2 臺(tái)電機(jī)軸承 2+2 按廠家規(guī)定 2 個(gè)減速箱 按廠家規(guī)定 上接軸 2 灌油 150工業(yè)齒輪油 1 月 下接軸 8 油杯 2鋰基脂 1 周 上輥軸承 2 油杯 2鋰基脂 1 周 下輥軸承 2 油杯 2鋰基脂 1 周 上壓輥軸承 2 油杯 2鋰基脂 1 月 下壓輥軸承 2 油杯 2鋰基脂 1 月 下輥軸承座導(dǎo)軌 2 處 涂抹 2鋰基脂 1 周 滑動(dòng)導(dǎo)板導(dǎo)軌 2 處 涂抹 2鋰基脂 3 月 開卷導(dǎo)板 在使用中，要 定期檢查各減速箱及軸承的潤(rùn)滑情況、工作溫度和聲音 ，定期檢查傳動(dòng)裝置的工作情況 ， 對(duì)異?，F(xiàn)象及時(shí)處理。按照設(shè)備潤(rùn)滑 表規(guī)定的油品和給油周期對(duì)各摩擦面進(jìn)行潤(rùn)滑，定期換油 ， 設(shè)備停車超過八小時(shí)、重新開動(dòng)時(shí)，必須先以低速運(yùn)轉(zhuǎn)十分鐘后再進(jìn)行軋 制 第 4章 力 能參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 11 第 4章 力能參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 S 輥通常稱作張力輥 , 平整機(jī)組中設(shè)置的 S 輥具有以下作用： (1) 機(jī)前 S 輥能增大平整機(jī)入口處張力， 可以相應(yīng)減小開卷張力， 使開卷機(jī)的設(shè)計(jì)輕量化，減輕或避免帶材擦傷； (2) 機(jī)后 S 輥能增大平整機(jī)出口處張力，可以相應(yīng)減小卷取張力， 使卷取機(jī)的設(shè)計(jì)輕量化； (3) S 輥能穩(wěn)定機(jī)組張力； (4) 平整機(jī)組中通常是以延伸率來管理平整機(jī)的軋制 ，延伸率的檢測(cè)元件光電編碼器一般都安裝在機(jī)前 S 輥、機(jī)后 S 輥的上輥上，因此 S 輥同時(shí)又是測(cè)量延伸率的間接設(shè)備。 張力輥主要參數(shù)的確定 張力輥直徑的確定 張力輥直徑選擇，應(yīng)以帶鋼最外層表面達(dá)到屈服極限為出發(fā)點(diǎn)。這樣可防止帶鋼產(chǎn)生永久變形。 如圖 41 所示， 1l 為帶鋼某一小段未彎曲時(shí)長(zhǎng)度，并等于中性層長(zhǎng)度。2l 為長(zhǎng)度為 1l 的繞到半徑為 R 的張力 輥后彎曲變形后的長(zhǎng)度， ? 為該小段帶鋼對(duì)應(yīng)的圓心角。 ? 為最外層應(yīng)變， ? 為帶鋼最外層應(yīng)力， h 為帶材厚度。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 41 帶鋼繞到張力輥后彎曲變形圖 ? ?? ?12/2l R hl R h??????????? ? ? ? ?? ?211/2/ 2 2R h R hll hl R h R h??? ?? ? ??? ? ??? 2 shEE Rh? ? ?? ? ?? 所以有： 2 shR h E??? 由于 2R 遠(yuǎn)大于 h，所以左邊可消去 h，最終得到： 2 sEhR ?? (1) 本次設(shè)計(jì)的張力輥所通過帶材的最大厚度為 ，彈性模量 E 為*105Mpa，帶材變形抗力為 450Mpa，帶入公式 (1)得到并圓整后得：R=305mm D=610mm。 第 4章 力 能參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 13 張力輥寬度的確定 張力輥輥身工作部分長(zhǎng)度應(yīng)等于或 稍大于軋輥輥身長(zhǎng)度，而軋輥輥身長(zhǎng)度為 850mm，所軋最大帶鋼寬度為 750mm，因此選取和平整機(jī)工作輥輥身長(zhǎng)度相同的張力輥寬度 850mm。 張力輥的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 張力輥包角的計(jì)算 如圖 42 所示，為了穿帶方便，兩個(gè)輥?zhàn)又g要有一定的間隙。 圖 42 張力輥幾何尺寸 圖 42 中， L 為水平方向兩輥中心距， H 為垂直方向兩輥中心距， ? 為單個(gè)輥?zhàn)影?，由于帶鋼具有一定的剛?,在張力輥入口和出口端不能完全緊貼在輥?zhàn)由?,而會(huì)產(chǎn)生彈塑變形 ,使得實(shí)際包角 α′小于理論包角α。實(shí)際計(jì)算時(shí) , 可 取 α′=(0. 8～ 0. 9)α。 一般地 ,帶鋼越厚 , α′值越小。 其中： 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 )t a n( t a n23t a nt a n)(232221122211DDHLLHDDHLLH???????????????????????? 本次設(shè)計(jì)張力輥 L=0， H=635mm， D=610mm，代入?yún)?shù)后可以得到： 22113 635 635 0 610t a n t a n2 0 610??????? ??? ? ? ????? (3) 張力輥傳動(dòng)力矩的計(jì)算 由于本次設(shè)計(jì)張力輥的 50kN 開卷最大張力為 30kN，平整入口張力為 50kN，即對(duì)于出口處 T2＝ 50kN，入口處 T1＝ 30kN， 張力輥臨界轉(zhuǎn)速的選擇 卷筒的臨界轉(zhuǎn)速，由生產(chǎn)試驗(yàn)等結(jié)果表明，卷筒空載和卷重很小時(shí)， Kj值為最大。故應(yīng)按卷筒空載和卷重很小的條件來選取合理的最高卷取速度，而不應(yīng)以最大卷重來選取。 張力輥電機(jī)的選擇 根據(jù)機(jī)器的機(jī)械特性，得知當(dāng)軋制線速度不變時(shí)，卷取機(jī)是在為適應(yīng)卷徑的變化而調(diào)整卷筒轉(zhuǎn)速，而且不引起張力的波動(dòng)，這種情況下采取調(diào)激磁(恒功率 )的調(diào)速方法。當(dāng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速以上時(shí)，為調(diào)激磁 (弱磁調(diào)速 )調(diào)速方法，此時(shí)，電機(jī)恒功率輸出。 生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，往往因?yàn)橐恍┰?無法全部過程采用調(diào)激磁的方法。當(dāng)直流電機(jī)速度在額定轉(zhuǎn)速以下時(shí)，為調(diào)壓 (恒力矩 )的調(diào)速方法，這時(shí)候改變機(jī)組速度，不會(huì)因?yàn)檎{(diào)整卷取機(jī)速度而影響電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩。 第 4章 力 能參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 15 一般卷取機(jī)都同時(shí)采用調(diào)激磁 (恒功率 )和調(diào)壓 (恒轉(zhuǎn)矩 )兩種調(diào)速方法，分別適應(yīng)上述兩種情況，以充分適應(yīng)電機(jī)容量。 1) 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比的選擇 根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)狀，最高弱磁轉(zhuǎn)速達(dá)到或超過 2021r／ min 時(shí)，將對(duì)齒輪的精度和強(qiáng)度有更高的要求，并會(huì)降低軸承工作壽命，增加制造成本。因此，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在 1800～ 2021r／ min 的范圍內(nèi)，所以在選擇直流電機(jī)時(shí)應(yīng) 盡可能使額定轉(zhuǎn)速低。卷筒電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 ner必須與卷取計(jì)算轉(zhuǎn)速相適應(yīng)： 式中 maxv — 最大卷取線速度， m/s；（ 、 ） cR — 最大帶卷半徑， m。（ ） 則 其速比 i 為 （當(dāng) v=,i=。 當(dāng) v=,i=） 求得 ern =320r/min 因?yàn)榫砣Р牡暮穸确秶^大，工藝上又要求多種張力及多種速度制度，卷筒傳動(dòng)選 為兩個(gè)傳動(dòng)比，以滿足工藝要求 2) 激磁調(diào)速范圍與最大卷徑比 根據(jù)卷取機(jī)的機(jī)械特性，為了實(shí)現(xiàn)在卷取過程中張力不發(fā)生波動(dòng)，電機(jī)的弱磁調(diào)速范圍應(yīng)滿足下列要求： 由于 故 式中 maxn — 卷筒電機(jī)弱磁調(diào)速的最高轉(zhuǎn)速； cj Rvn ? max30?m i n/. i n/ rnrn jj ?????? ?? ?? 或jernni?iDninRv erc 60602 m a xm a x ?? ??DRnn cer 2max ?燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 D— 卷筒直徑， m。 求得 m in/ ax rn ? 上式代表激磁調(diào)速的范圍與最大卷徑比之間的關(guān)系。設(shè)計(jì)時(shí)，電機(jī)激磁調(diào)速的范圍需取大于或等于最大卷徑比。故選為 1000r/min。 張力輥受力分析 根據(jù)張 力輥在機(jī)組中安裝位置和作用不同 ,張力輥可以處于電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)或發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)。如圖 43 所示。圖 43( a) 中 ,帶鋼入口張力大于出口張力 ,張力輥處于電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài) 。圖 43 ( b) 中 ,帶鋼出口張力大于入口張力 ,張力輥處于發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)。 圖 43 張力輥工作狀態(tài) 如圖 44所示，當(dāng)張力輥處于電動(dòng)工作狀態(tài)時(shí) , 設(shè)張力輥入口拉力為 F1 , 出口拉力為 F2，先分析鋼帶在即將打滑時(shí) F1 和 F2 的關(guān)系 ,在帶上取一小段微弧 d1，忽略離心力的影響 ,分析其受力平衡情況 ,可得法向與切向受力平衡式 ,即 第 4章 力 能參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 17 圖 44 張力輥受力分析圖 ? ?? ?sin sin22c o s c o s22aaN e e eaaN e e eddd F F F d Fddfd F F d F F? ? ? ????? ? ? ??? 式中： NdF —— 微弧段的正受力 ad —— 微弧段所對(duì)圓心角 edF —— 微弧段的受力增量 由于 ? 很小，因此 s in , c o s 12 2 2d d d? ? ??? 略去二階微量 sin2dadF ，得： NeNdF FdafdF dF??? ?? 有上式得到 eedF fdF ?? 對(duì)上式從 F2 到 F1 積分得到 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 120F eF edF fdF ? ???? 最終得到 12 fF eF ?? 式中： f —— 摩擦系數(shù) 上式即為歐拉方程，撓性體磨擦的基本公式。當(dāng)張力輥處于發(fā)電 工作狀態(tài)時(shí) , 設(shè)張力輥入口拉力為 F1 , 出口拉力為 F2，此時(shí)可以得到 21 fF eF ?? (4) 如圖 45 所示，實(shí)際計(jì)算過程，由于帶鋼具有一定的剛性，不是完全的彈性柔軟體，因此帶鋼不是很服帖地貼在輥?zhàn)颖砻?。因此?shí)際包角小于理論包角，假定在 AC 與 BD 弧段帶鋼要產(chǎn)生彈塑性彎曲，并近似認(rèn)為兩者相等。 圖 45 張力輥實(shí)際受力圖 根據(jù)歐拉方程 (4)，可得： 2 4 ts343 1 tsT T TTTeT T T??????????????? tsT —— 帶鋼在彈塑性彎曲時(shí)所引起的張力損失值，其數(shù)值可按下列式子計(jì)算： 2 tsts MT D? tsM —— 帶鋼的彈塑性力矩 第 4章 力 能參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 19 ? ?2 2 2111 1 1 36 4 1 2ts s s sM b h b h h b? ? ?? ? ? ? 有 ? ?2212 1 312sts bT h hD??? 其中： 1h —— 彈塑性分界區(qū)帶鋼厚度，表示為 1 2 sh E??? ? —— 帶鋼在 AC 與 BD 弧段曲率半徑，取值 ? ? ~ 2D? ? 如果考慮帶鋼離心力的作用，按照機(jī)械零件皮帶傳動(dòng)離心力的計(jì)算方法，可求得帶鋼離心力為 2 22* 7 . 8 0 . 89 . 8q v b hT v b h vg? ? ?離 式中： v —— 帶鋼運(yùn)動(dòng)速度； q—— 帶鋼每米重量； g—— 重力加速度； 最終得到 21 ts2 ts0 .8T T b h vTTe ?? ????? 張力輥的驅(qū)動(dòng)力矩為 ? ? ? ? ? ?3 4 2 122tsDDM T T T T e ?? ?? ? ? ? ? 計(jì)算離心力時(shí)，驅(qū)動(dòng)力矩為 ? ? ? ? ? ?23 4 2 0 . 8 1tsM T T T T b h v e ?? ?? ? ? ? ? ? 不帶壓輥 上述公式為張力輥處于電動(dòng)狀態(tài)下的相應(yīng)公式，本次設(shè)計(jì)張力輥為入口張力輥。入口 S輥位于開卷機(jī)與平整機(jī)之間 , 用于擴(kuò)大開卷張力 , 其上輥和下燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 輥分別由直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng) , 處于“發(fā)電狀態(tài)” , 即電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)力矩方向與帶材運(yùn)動(dòng)方向相反 , 由帶材張力拖動(dòng) S 輥轉(zhuǎn)動(dòng)。 此時(shí)可