? ? 的因素
5
5.1.3
轧制压及力矩的计算
5.1 轧制压力的工程计算
金属变形抗力的确定方法 （2）变形抗力 ? ? 的确定方法 ① 冷轧变形抗力的确定 示例 冷轧过程中主要考虑变形程度的影响，通常采用平均变形程度 来确定变形抗力的大小。可查加工硬化曲线或者用数学模型进 行计算。
? ? 0.4? 0 ? 0.6?1 ? 0 -本道次轧前的预变形量 ? 1 -本道次的轧后总变形量
? 0 ? ( H0 ? H ) / H0
H 0 -冷轧前轧件厚度
?1 ? ( H 0 ? h ) / H 0
H
h
-本道次轧前轧件厚度 -本道次轧后轧件厚度
5
5.1.3
轧制压及力矩的计算
5.1
轧制压力的工程计算
金属变形抗力的确定方法 （2）变形抗力 ? ? 的确定方法
② 热轧变形抗力的确定
示例
热轧过程中主要考虑变形温度和变形速度的影响，有时 也考虑变形程度的影响
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
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.1 传动力矩的组成
在主电机轴上,传动轧辊所需要的力矩
Mz M ? ? Mm ? Mk ? Md i
Mz Mk
－轧制力矩，用于使轧件塑性变形所需之力矩
M m －克服轧制时发生在轧辊轴承，传动机构等的附加摩擦力矩
－空转力矩，即克服空转时的摩擦力矩 -动力矩，克服轧辊不均速运动时产生的惯性力矩
Md
M
j
Mz ? ? Mm ? Mk i
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.1 传动力矩的组成
换算到主电动机轴上的轧制力矩与静力矩之比的百分数称为 轧机的效率。
轧机效率：
??
Mz ? Mm ? Mk i
Md
Mz i
100%
加速或减速时克服 惯性力的力矩
GD 2 dn ? ? 375 dt
5
5.2.2
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
轧制力矩的确定
概念：使轧件产生塑性变形所需的力矩。 (1) 按金属对轧辊的作用力计算轧制力矩
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-接触角;ψ-力臂系数
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.2 轧制力矩的确定
(1) 按金属对轧辊的作用力计算轧制力矩
M z ? 2 Pa ? 2 P? l j
热轧铸锭时 ψ＝0.55～0.60 热轧板带时 ψ＝0.42～0.50 冷轧板带时 ψ＝0.33～0.42
(2) 按能量消耗曲线确定轧制力矩
?
t
R
——角速度； ——时间；
A AR Mz ? ? ? ? ? ? t ?t
A
v ? ? ? ?t ? t R
——轧辊半径；
——轧辊圆周速度
?
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.2
(2)
轧制力矩的确定
按能量消耗曲线计算轧制力矩
根据实测数据确定轧制力矩，可用于相似条件下轧制力矩的确定。 按能耗曲线确定的力矩为电机轴上的力矩，为轧制力矩MZ和附加摩擦力矩 Mm之和。 单位能耗曲线：
对于型钢和钢坯轧制一般表示为每吨产品的 能量消耗与总延伸系数间的关系。 对于板带材一般表示为每吨产品的能量 消耗与板带厚度的关系
A ? (an?1 ? an )G kW?h
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.2
(2)
轧制力矩的确定
按能量消耗曲线计算轧制力矩
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
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.3 附加摩擦力矩的确定
概念：克服轧制过程中轧辊轴承以及传动机构中的摩擦力所需要的力矩。
（1）轧辊轴承中的附加摩擦力矩
P d1 M m1 ? f1 4 ? P ? d1 ? f1 2 2
P－轧制力； d1－轧辊辊颈直径；
0.07～0.10 0.05～0.07 0.01～0.03 0.003～0.004 0.003
滑动轴承金属衬热轧时 滑动轴承金属衬冷轧时
f1的取值
滑动轴承塑料衬 液体摩擦轴承 滚动轴承
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.3 附加摩擦力矩的确定 （2）传动机构中的摩擦力矩 包括减速机和齿轮机座中的摩擦力矩。 如果传动机构中的效率是 轧机图
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
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.3 附加摩擦力矩的确定 （2）传动机构中的摩擦力矩
换算到电机轴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
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.4 空转力矩的确定
概念：空载转动轧机主机列所需的力矩。 通常根据转动部分轴承中引起的摩擦力计算空转力矩。
轧机图
由于轧机旋转部件较多，所以精确计算比较困难，一般采用 经验的办法来确定：
M k ? (0.03 ~ 0.06)M H
MH－电动机的额定转矩
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.5 静负荷图
为了较核和选择主电动机，除知其负荷值外，尚需知轧机负荷随时间 变化的关系图，力矩随时间变化的关系图称为静负荷图。
Mz Mj ? ? Mm ? Mk i Ln tn ? 纯轧时间： ?n
间隙时间：按操作需要和现场实际情况选取。
a）单独传动 的连轧机或一 道中轧一根轧 件者； （b）单机架 轧机轧数道者； （c）同时轧 数根轧件者；
（d）集体驱 动的连轧机；
(e)同（d）, 但两轧件的间 隙时间大于轧 件通过机组之 间的时间
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.6 可逆式轧机的负荷图
低速咬入，高速轧制，低速抛出－加速时间，稳定轧制时间，减速时间
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.6 可逆式轧机的负荷图
加速阶段：
等速轧制阶段：
减速轧制期：
空转加速期： 空转等速期： 空转减速
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
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.7 主电动机的功率计算 目的： 进行校核计算或选择电机。
原则：一是由负荷图计算出等效力矩不能超过电动机的额定力矩； 二是负荷图中的最大力矩不能超过电动机的允许过载负荷和 持续时间。
（1）等效力矩的计算核电动机的校核 过载校核：
MH
M max
—电动机的额定力矩；
M max ? KG ? M H
K G －电动机的允许过载系数
-轧制周期内最大的力矩。
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.7 主电动机的功率计算 （1）等效力矩的计算核电动机的校核 过热校核：
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 -轧制周期内各段纯轧时间及对应的力矩
' ' Mn 、tn -轧制周期内各段间隙时间及对应的力矩
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.7 主电动机的功率计算 （2）电动机功率的计算 电机功率：
N?
0.105M jum ? n
?
kW
n－电动机的转速，r/min; η-电机到轧机的传动效率。 思考题：该公式中的系数0.105是怎么得到的？试推导该公式。
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
5.2.7 主电动机的功率计算 （3）超过电动机基本转速时电动机的校核
当电动机的速度超过基本转速时，电动机的输出特性将发生变化，此时 需对力矩进行修正。
n M ? M1 ? nH
M1－转速未超过基本转速时的力矩。 M－修正后的力矩 n、nH－实际转速和额定转速
5
轧制压力及力矩的计算
5.2 主电动机传动轧辊所需力矩及功率
辽公网安备 21020302000024号工信部备案号: 辽ICP备15011726号-5
