【正文】 ????????? ?? 12 11? （ 5— 12） 式中 η— 傳動效率系數(shù)，本軋機無減速器及齒輪座（由兩臺電 機分別直接驅(qū)動上下軋輥），其等于萬向接軸的傳動效 率。萬向接軸在傾角 α＜ 3176。時，傳動效率 ～ ， α＞ 3176。時，傳動效率 η在 ～ 。 板帶軋機傾 角在 2176。以內(nèi)為宜，故 η取 。 故當 η= 時帶入上式可得： 2mM =? ?zm MM ?1 所以 ?MM 1mM + 2mM = zM + 1mM = zM + 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 33 空轉(zhuǎn)力矩 及各道次靜力矩的計算的確定 空轉(zhuǎn)力矩 是指空載轉(zhuǎn)動軋機主機列所需的力矩。通常是根據(jù)傳動部分軸承中摩擦力來算。 軋機的空轉(zhuǎn)力矩 kM 依據(jù)現(xiàn)場資料取為電機額定力矩的 3%～ 6%。表 55 為主電機的技術(shù)參數(shù)。 表 52 主電機的技術(shù) 參數(shù) 技術(shù)指標 參數(shù) 額定功率 29000KW 主電機速度 0～ 177。45/120rpm 額定力矩 22122KNm 最大過載力矩 25300KNm kM ＝（ ～ ） HM （ 5— 13） 式中 HM — 電機的額定轉(zhuǎn)矩。 對于新式軋機可取下限，對舊式軋機可取上限。 故 kM ＝（ ～ ） HM =（ ～ ） 2122=（ ～ ） KNm 取 kM ＝ 90KNm。 各道次的靜力矩 ： jM = zM + MM + kM = zM + zM ++80= zM ++90 1jRM =+103+90=348KNm 同理可得其余道次靜力矩： 粗軋道次： 1jRM =348KNm， 2jRM =422KNm， 3jRM =329KNm， 精軋道次： 1jFM =1421KNm， 2jFM =1872KNm， 3jFM =610KNm， 4jFM =474KNm， 5jFM =460KNm， 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 34 動力矩 的計算 動力矩 只發(fā)生在用不均勻轉(zhuǎn)動進行工作的幾種軋機，如可調(diào)速的可逆軋機，當軋機軋制速度變化時， 便 產(chǎn)生克服慣性力的動力矩，其值可由下式 [15]確定： dtdnGDM d ?? 3752 Nm （ 5— 14） 式中 G—— 轉(zhuǎn)動部分的重量， N； D—— 轉(zhuǎn)動部分的慣性直徑， m； dtdn —— 角加速度。 工作輥采用球墨鑄鐵，密度為 ，支撐輥采用合金鍛鋼，密度為 g/cm3，角加速度 a＝ 42rpm/s、 b＝ 62rpm/s。 加速期的動力矩： ??? 375211 DGMd ＝ 24KNm 依據(jù)經(jīng)驗 在考慮摩擦、連接軸等一系列因素， 軋機 加速 總的動力矩 應以計算值乘以一個系數(shù)： 1dM ＝ 24＝ m， 減速期動力矩 ??? 375212 DGM d＝ 1dM ＝ m。 軋機在 單位軋件 各期間的總力矩為： 加速軋制期 1dj MMM ?? 空轉(zhuǎn)加速期 1dk MMM ?? =m 等速軋制期 jMM? 空轉(zhuǎn)等速期 kMM? ＝ 90KNm 減速軋制期 2dj MMM ?? 空轉(zhuǎn)減速期 2dk MMM ?? =m 本設計所采用高速咬入穩(wěn)定軋制，然后低速拋出。故可根據(jù)實際情況計算實際力矩 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 35 圖 53 軋機軋制速度與主電機負荷圖 圖 54 軋機工作圖表 注：以上圖表的時間均以 s 為單位。 等效力矩計算及電動機的校核 軋機工作時電動機的負荷是間斷式的不均勻負荷，而電動機的額定力矩是指電動機在此負荷下長期工作，其溫升在允許范圍內(nèi)的力矩。為此必須計算出負荷圖中的等效力矩，其值按按下式 [16]計算： ? ?? ???? 39。 39。239。2 nn nnnnjum tt tMtMM （ 5— 15） 式中 jumM — 等效力矩； 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 36 ?nt — 軋制時間各段內(nèi)各段純軋時間的總和； ?39。nt — 軋制周期內(nèi)各段間隙時間的總和 ； nM — 各段軋制時間內(nèi)所對應的力矩 ； 39。nM — 各段間隙時間對應的轉(zhuǎn) 動 力矩 。 （ 1）粗軋各階段 對于 R R R3 道次，由于軋件較短，咬入和拋出速度都為： ，加速與減速段時間都為 0s，既穩(wěn)定 軋制階段時間純軋時間。 （ 2） 精軋階段 超過電機基本轉(zhuǎn)速時的力矩校核修正 圖 5— 5 超過額定轉(zhuǎn)速時力矩修正圖 在本設計的精軋階段，軋輥的實際轉(zhuǎn)速 62 rpm 超過電機的額定轉(zhuǎn)速 45 rpm，再算力矩時應乘以超過部分的修正系數(shù)。 即 M= M1?hnn （ 5— 16） Mjum=32121 MMMM ??? （ 5— 17） 式中 M—— 轉(zhuǎn)速超過基本轉(zhuǎn)速后乘以修正系數(shù)以后的力矩； 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 37 M1—— 轉(zhuǎn)速未超過基本轉(zhuǎn)速時的力矩； n—— 超過基本轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速； nH—— 電機的 基本轉(zhuǎn)速。 對于粗軋階段 F1道次： M = M1?hnn =1421? 4562 =m 則等效力矩 Mjum =3 22 ??? =1696KNm 由于本設計采用高速咬入，無加速軋制，故無需修正動力矩。 減速軋制時動力矩的修正： M =4562 ? =m Mjum=3 22 ??? =m 減速軋制需修正力矩的時間： t1== bnn H?2 = 624562? = 故減速軋制時的力矩 2dj MMM ?? ==m 空轉(zhuǎn)力矩的修正： 加速 期 ： M=? 4562 =170KNm 39。M = 3 22 ??? =147KNm 空轉(zhuǎn)加速期 1dk MMM ?? =147KNm 空轉(zhuǎn)加速期 需修正力矩的時間 t= 424562? = 等速期、減速期軋輥轉(zhuǎn)速均未超過額定轉(zhuǎn)速，故空轉(zhuǎn)力矩無需修正。 軋制階段其他各道次力矩修正值如下表 5— 6所示。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 38 表 5— 6 等效力矩計算各參數(shù) 道次 軋制時間段 間隙時間段 穩(wěn)定軋制 力矩 減速軋制 力矩 減速 期 力矩 空轉(zhuǎn) 期 力矩 加速 期 力矩 R1 R2 R3 F1 F2 F3 F4 F5 348 422 330 1696 2234 728 566 550 0s 0s 0s 0 s 0 s 0 s 1637 2175 669 507 491 90 90 90 90 90 90 90 90 124 124 124 147 147 147 147 147 故單根軋件的力矩與時間的平方和為： 121tMR + 2239。1tME =3482? +? +902? +1242? =m ? ?? ???? 39。 39。239。2 nn nnnnjum tt tMtMM = 6611 6239。 66239。 61239。 112 1 . . .. . . FFPP FFFFpppP tttt tMtMtMtM ?????? ?????? =859 KNm 工藝參數(shù)校核 電機 負荷 校核 校核電機升溫條件： 859?jumM ? HM =2122KNm 校核電機的過載條件： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 39 GKM ?max HM （ 5— 18） 式中 HM —— 電機的額定力矩； KG—— 電動機的允許過載系數(shù)， KG＝ 2～ ； Mmax—— 軋制周期內(nèi)最大的力矩， Mmax＝ 2132KNm。 KG HM ＝（ 2～ ） HM ＝（ 8488～ 10610） KNm， hnn ? 85 94562max ??M =m? KG HM ，故電機可以滿足過載條件使用要求 。 軋輥強度校核 軋輥工作直徑（取重車后最小直徑）為 Dg＝ 940mm、 Dz＝ 1700mm，工作輥輥頸直徑 dg＝ 800mm，輥頸長度 lg＝ 800mm，支撐輥輥頸直徑 dz＝ 1300mm， lz＝1620mm， 輥身長度 a＝ 4100mm， 軋件寬度 b＝ 1830mm，最大軋制力為 P＝ 25121KN，驅(qū)動方式為工作輥驅(qū)動，驅(qū)動工作輥的力矩 Mn＝ Mm1+Mz+Md1＝ 2234KNm。 細晶鑄鐵 軋輥 硬度 HS 為 55~90，參照現(xiàn)場資料強度等級一般取 2~5 級， 許用應力［ σ1］＝ 100～ 240Mpa，支撐輥為合金鍛鋼軋輥 ，支撐輥表面硬度 50～ 90HS，其強度等級取 4~5 級， 其許用應力為［ σ2］＝ 140～ 240Mpa，切應力［ τ］＝ 650Mpa。 各輥 受力分析所示： bPq?1， LPq ?2 圖 5— 7 工作輥受力分析圖 圖 5— 8 支撐輥受力分析圖 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 40 一、 工作 輥強度計算 在大多數(shù)情況下工作輥輥 身所受彎曲應力常大于支承輥所受應力。工作輥只需驗算輥頭的扭轉(zhuǎn)應力。 工作輥受力如圖 57 所示 . 輥身中央處承受彎矩值： )(84242 bLPbbbPLLLPM Dg ???? = ??? )(825121 8164KNm 輥身中央處的彎曲應力： gDgDg DM?? = 8164? = 輥徑處的危險斷面的應力： gDgdg dM?? = ?? ? = 輥徑處的扭轉(zhuǎn)應力為： nM = 2222 dGp ???????? ? ? （ 5— 19） 式中： ? =（其軸承為帶層 壓膠布的膠木滑動軸承）； p—— 最大軋制壓力； d—— 輥徑直徑。 輥徑處無摩擦，并且重力影響不大，故可忽略。上式可變?yōu)椋? nM = 222 dp ??? = 212 ???? KNm nndg WM?? = dMn = ? = 輥徑強度按彎扭合成應力考慮，采用鑄鐵軋輥時，按莫爾理論： 22 46 2 7 dddp ???? ??? = 故輥徑強度滿足要求。 輥頭的危險斷面在傳動側(cè)，其 扭轉(zhuǎn) 應力為： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文） 41 nndg WM?? （ 5— 20） 式中 nW —— 輥頭的抗扭斷面系數(shù)。 nM —— 作用在彎曲應力側(cè)的輥徑與輥身交界處的輥徑扭矩。 由于采用萬向接軸為聯(lián)接軸，故輥頭型式為平臺式。 ?nW 311 )( ddh ? （ 5— 21） 式中 1d ＝ 1015mm； h＝ 1d ＝ 762mm； 代入數(shù)值得抗扭斷面系數(shù)為 ，所以 輥頭危險斷面在傳動側(cè)： nM = 222 dp ??? = ???? KNm nndg WM?? = =［ σ1］＝ 140~240Mpa 故 工作輥的輥身、輥頸、輥頭強度 也完全符合。 二、 支撐 輥強度計算 一般情況下支承輥只需驗算彎曲應力。 支撐輥受力如圖 58 所示。 輥身中央處承受最大彎矩： )2(4422 LaPLLLPaLPM Dz ???? ＝ ?????? ???