- •13 Расчет мощности и момента двигателей главного привода рабочей клети
- •13.1 Общие положения
- •Расчет момента прокатки
- •Расчет момента трения в подшипниках прокатного валка
- •13.4 Расчет момента и мощности главного привода двухвалковой клети при параметрах технологического режима, не соответствующих простому процессу прокатки.
- •13.5 Расчет моментов и мощности главного привода в четырехвалковых клетях
- •Энергосиловые параметры шестивалковых клетей [13.7, 13.13]
- •Уравнения равновесия сил и моментов в шестивалковой клети при двух альтернативных вариантах привода
- •Энергосиловые параметры многовалковых клетей
- •Контрольные вопросы к разделу 13
- •Литература к разделу 13
13 Расчет мощности и момента двигателей главного привода рабочей клети
13.1 Общие положения
Мощность и момент двигателей главного привода рабочей клети относятся к числу основных параметров энергосилового расчета процесса прокатки. Их определение необходимо при конструировании оборудования стана (выборе двигателей, проверке на прочность деталей главной линии привода), а также при разработке технологического процесса (определении предельно допустимых обжатий, скоростей и натяжений полосы).
Приступать к расчету мощности и момента двигателей главного привода следует после того, как выполнены предыдущие этапы энергосилового расчета: определена сила прокатки (см. главу 8) и мощность прокатки (см. главу 12).
Изучение методики расчета мощности и момента главного привода целесообразно начать с простейшего случая – простого процесса прокатки в двухвалковой рабочей клети. Расчетная схема этого процесса показана на рис. 13.1
Рис. 13.1 Расчетная схема сил и моментов, действующих в простом процессе прокатки
(обозначения величин объяснены в тексте)
Простым называют процесс, характеризуемый следующими признаками:
а) на полосу действуют силы только со стороны валков; другие внешние силы (натяжение, подпор, изгиб и т.д.) к ней не приложены;
б) скорость прокатки постоянна, ускорение и замедление отсутствуют; следовательно, по полосу не действуют инерционные силы;
в) оба валка одинаковы по всем параметрам (диаметр бочки, твердость, шероховатость и т.д.);
г) прокатываемый металл по толщине очага деформации в каждом поперечном сечении однороден, его сопротивления деформации в контакте с верхним и нижним валками одинаковы;
д) условия смазки и охлаждения в контакте полосы с верхним и нижним валками одинаковы; следовательно, одинаковы и условия трения.
Общая идея алгоритма расчета мощности и момента двигателей главного привода рабочей клети при простом процессе прокатки заключается в следующем.
1. Сначала из уравнения равновесия моментов, действующих на каждый прокатный валок, находят момент, необходимый для его привода, чтобы преодолеть сопротивление деформации полосы, сил контактного трения в очаге деформации и сил трения в подшипниках этого валка.
В общем виде это уравнение имеет вид (см. рис. 13.1):
, (13.1)
где М1 – момент со стороны главного привода, который необходимо приложить к каждому валку для обеспечения процесса прокатки; Мпр – момент прокатки (момент сопротивления вращению двух валков, создаваемого силами прокатки, действующими со стороны полосы в очаге деформации); Мтр.п – момент трения в подшипниках валка.
Из уравнения (13.1) следует, что требуемая величина момента М1 равна:
(13.2)
2. Затем определяют требуемый суммарный момент двигателя (или двигателей, если каждый валок имеет индивидуальный приводной двигатель).
Поскольку условия деформации и трения для каждого валка одинаковы, суммарный рабочий момент, который необходимо приложить к приводным концам валков, равен:
. (13.3)
Тогда требуемый момент двигателя (двигателей) главного привода будет равен:
; (13.4)
где - коэффициент полезного действия (к.п.д.) в линии главного привода (учитывающий потери энергии на трение в муфтах, шпинделях, узлах их уравновешивания, в шестеренной клети и редукторе).
3. Завершающий этап расчета – определение необходимой мощности двигателя (двигателей) главного привода Nдв.
Для этого используют известную формулу механики:
,
Откуда , (13.5)
где - угловая скорость вращения вала ротора двигателя, 1/с;
nдв – число оборотов в минуту этого вала.
В следующих параграфах рассмотрены методы расчета моментов Мпр и Мтр.п, входящих в формулу (13.2).