2.2 Расчет мощности двигателя клети прокатного стана

Расчет мощности двигателя производится аналитическим способом по методу Целикова А.И. /1, 2/

Основные технические и технологические данные механизма, необходимые для расчёта и выбора электродвигателя, приведены в таблице 1

Таблица 1 – Технические данные механизма клети прокатного стана

Наименование	Обозначение		Единицы измерения
Максимальная скорость полосы	Vmax	15	м/с
Минимальная скорость полосы	Vmin	0,17	м/с
Номинальная скорость полосы	VH	5	м/с
Толщина полосы на входе 7 клети	h0	2	мм
Толщина полосы на входе 8 клети	h1	1,5	мм
Толщина полосы на выходе 8 клети	h2	1	мм
Максимальная ширина полосы	Bmax	1250	мм
Минимальная ширина полосы	Bmin	750	мм
Диаметр рабочих валков	D	0,44	м
Диаметр опорных валков	Don	1,4	м
Диаметр цапфы опорных валков	dц	0,85	м
Коэффициент трения в цапфах	µц	0,005
Коэффициент трения между полосой и рабочими валками	µ	0,03
КПД передачи	η	0,95
Передаточное число редуктора	i	1
Переднее натяжение полосы	F	70000	Н
Заднее натяжение полосы	F	80000	Н

Определяется обжатие за предыдущий пропуск: (1.1) где h0 – толщина полосы до предыдущего пропуска, мм; h1 – толщина полосы до пропуска, мм. В соответствии с выражением (1.1) Определяется обжатие за пропуск (1.2) где h2 – толщина полосы после пропуска, мм.

В соответствии с выражением (1.2) Определяются коэффициенты предела текучести прокатываемого металла k₀ = 1,15 * σ_s0 , Н / мм² k₁ = 1,15 * σ_s1 , Н / мм² (1.3) где σ_s0 – предел текучести прокатываемого металла до прокатки, Н/мм²; σ_s1 – предел текучести прокатываемого металла после прокатки, Н/мм² .

Пределы текучести определяются по кривой зависимости предела текучести от величины относительного обжатия /1/, рисунок 1 : σ_s0 = 490 Н / мм² σ_s1 = 530 Н / мм²

В соответствии с выражением (1.3) k₀ = 1,15 * 490 = 563,5 Н / мм² k₁ = 1,15 * 530 = 609,5 Н / мм²

Определяется удельное заднее натяжение полосы , Н / мм² (1.4) где F_з.н – сила заднего натяжения полосы, Н; В – ширина полосы, мм.

В соответствии с выражением (1.4) Н / мм²

Определяется удельное переднее натяжение полосы , Н / мм² (1.5) где F_п.н – сила переднего натяжения полосы, Н. В соответствии с выражением (1.5) Н/ мм²

Определяются относительные натяжения полосы (1.6) (1.7)

Определяется длина дуги захвата без учета сплющивания валков (1.8) где R – радиус рабочих валков, мм; мм ∆h – обжатие прокатываемого металла за пропуск, мм; мм. В соответствии с выражением (1.8) мм

Определяется соотношение «m» без учета сплющивания валков (1.9) где µ = 0,03 – коэффициент трения смазки для станов холодной прокатки при υ ˃5 м / с .

В соответствии с выражением (1.8)

О

Н / мм²

пределяется среднее удельное давление без учета сплющивания валков (1.10)

Определяется приращение длины контакта рабочих валков с прокатываемым металл , мм (1.11) мм

Определяется длина дуги захвата с учетом сплющивания валков , мм (1,12) мм

Определяется соотношение « m  » с учетом сплющивания валков (1.13)

Определяется среднее удельное давление металла на валок с учетом сплющивания валков (1.14) Н / мм²

Определяется давление металла на валок , H (1.15) H

Определяется плечо равнодействующей сил деформации , мм (1.16) где = 0,5 – отношение плеча равнодействующей сил деформации металла к длине хорды L . В соответствии с выражением (1.16) мм

Определяется момент прокатки, приведенный к валу двигателя , Нм (1.17) Нм

Определяется момент трения, приведенный к валу двигателя , Нм (1.18) где D_p – диаметр рабочих валков, м; D_op – диаметр опорных валков, м; d_ц – диаметр цапфы опорных валков, м. В соответствии с выражением (1.18) Нм

Определяется момент натяжения, приведенный к валу двигателя , Нм (1.19) =1157,89 Нм

Определяется суммарный момент прокатки , Нм (1.20) где М_хх = 3920 Нм – момент холостого хода по данным УЗТМ /1/. В соответствии с выражением (1.20) Нм

Определяется максимальная скорость вращения рабочих валков , с^-1 (1.21) с^-1

Определяется мощность прокатки , кВт (1.22) кВт

Определяется мощность, необходимая для создания заднего натяжения , кВт (1.23) кВт

Определяется мощность, необходимая для создания переднего натяжения , кВт (1.24) кВт

Определяется мощность прокатки с учетом натяжения , кВт (1.25) кВт

Определяется статическая мощность двигателя , кВт (1.26) кВт Исходя из устройства клети и требований, предъявляемых к технологии прокатки, принимаются к установке 2 двигателя равной мощности.

Определяется мощность каждого двигателя , кВт (1.27) кВт

По справочнику /3/ выбирается двигатель П20-30-4К с номинальными параметрами, приведённые в таблице 2.2.2

Таблица 2.2.2 - Технические данные двигателя П20-30-4К

Наименование	Обозначение	Величина	Единицы измерения
Мощность	Pном	1150	кВт
Скорость вращения	nном	215	об/мин
Ток	Iном	1460	А
К.П.Д.	η	91,8	%
Наибольшая скорость при ослаблении поля	nmax	580	об/мин
Допускаемые перегрузки в долях номинального тока : Для номинальной скорости : Рабочая Отключающая Для максимальной скорости при ослаблении поля: Рабочая Отключающая	λном λmax	2,5 3 2 2,5
Ток обмотки независимого возбуждения, при напряжении: 110 В 220 В	Iвн
		95	А
		47,5	А
Маховый момент		13,2	Т*м3