地辊装置传动的设计与分析.docVIP

地辊装置传动的设计与分析 杨 帆①，桂林 (中冶南方工程技术有限公司冷轧事业部湖北武汉) 摘 要 结合工程设计，对地辊装置单辊传动和双辊传动进行受力分析和计算，从理论上对这两种传动方式进行了比较，对后续工程的设计优化起到了积极作用。 关 键 词 地辊单辊传动 双辊传动 比较分析 引言 地辊作为一种常规设备在很多厂矿都普遍使用。在冷轧厂，地辊常用于辅助拆捆带，改变带头旋转方向；在煤矿厂则用于煤矿斜井轨道运输。现就武钢推拉式酸洗地辊装置作具体分析。 地辊的用途 武钢推拉式酸洗的地辊装置(如图所示)用于钢卷准备站处，设在第个鞍座位置(离开卷机最近的鞍座)。 此地辊装置由液压马达传动，借助地辊的传动将带钢头部展开，并送往倾翻式切头剪，切掉带钢头部超差部分。地辊装有测长装置。 地辊正转(带头前旋)：逆时针方向。 地辊反转(带头后旋)：顺时针方向。 地辊装置的计算 地辊装置的传动有单辊传动和双辊传动两种，这两种传动方式所计算出的传动辊子所需的扭矩也是不同的。此次武钢推拉式酸洗所用的地辊装置为单辊传动。 ． 单辊传动 ．． 辊子主动 ) 受力分析(如图所示) 一最大钢卷直径，； 一辊子、直径，； (／／)，； α—方向夹角，°； 一最大钢卷重量，； —辊子、直径，； 一传动辊子所需扭矩，·。 马达装在辊子上，所以辊子为主动，现用隔离法对辊子、辊子、钢卷进行受力分析(如图所示)。 一辊子所受摩擦力，； 一辊子所受摩擦力，； 一辊子所受压力，； 一辊子所受压力，； 一辊子所受重力，； 一辊子所受重力，； ′、′一最大钢卷所受摩擦力，； ′、′一最大钢卷所受支持力，。 可以列出受力方程式： 对辊子有： μ () 对辊子有： μ () 对最大钢卷有： ′α一′α′α—′α () ′α′α′α′α () ′ () ′ () ′ () ′ () 上式中 ?—辊子轴承中的摩擦系数(取．)； μ一摩擦系数(取．)； 一辊子轴颈的直径(取．)； 一轧件在辊子上的滚动摩擦系数(取．)。 方程()～()整理可得： α一 αα—α () αα αα() 将()式、()式代入()式： 得μα—αα一μα 由上式可得： 则可得： 再将上式、()式、()式代入()式： 得 又，，，， 又扭矩有公式：()?／ 上式中 一一个辊子的重量()； 一由一台马达所驱动的辊子数目()。 将各参数代入上式得： ．· 引入载荷系数： 所以：．· 当辊子与钢卷问产生了打滑现象，此时辊子与钢卷间的滚动摩擦变成了滑动摩擦，其静力矩最大。此最大静力矩为： () ?／μ／ 将各参数代入上式得： ．· ) 液压马达选取 所选液压马达为德国生产，型号为—／． 马达额定力矩≥．· 最大力矩≥．· ．． 辊子主动 ) 受力分析(如图所示) 可以列出受力方程式： 对最大钢卷有： 一′α／一′α′α′α () 一′α′α／′α／一′α () 上述方程整理可得： 一α— ααα () 一αα α—α () 将()式、()式代入()式： 得一μα一 ααμα 由上式可得： 则可得： 再将上式、()式、()式代入()式： 得 所以 ． ． 所以 ()?／ 得 ．· ．· 所以 得 ．· 最大静力矩()?／μ／ 得 ．· ) 液压马达的选取 选马达额定力矩≥．· 最大力矩≥．· ． 双辊传动 地辊装置双辊传动就是在两个辊子上均装上马达。以下是双辊传动的受力分析和力学方程。 ．． 受力分析 辊子受力分析见图中辊子的受力。 辊子受力分析见图中辊子的受力。 可以列出受力方程式： 对最大钢卷有： ′α一′α′α′α () ′α′α／′α一′α () 上述方程整理可得： α一ααα() ααα一α() 将()式、()式代入()、()式： 得 同理可得．· ．· 所以 () ?／ () ?／ 得 ．· ．· 所以 得 ．· 最大静力矩() ?／μ／ 得 ．· ．． 液压马达的选取 选液压马达额定力矩≥．· 最大力矩≥．· 地辊双辊传动与单辊传动的比较分析 通过单辊传动与双辊传动的比较发现，在地辊装置中用一个马达和用两个马达传动地辊装置显然是不同的，在没有有通过计算之前可能会觉得双辊传动所需要的驱动力矩会小些。但实际并不是这样，在单辊传动中无论是辊子主动还是辊子主动进行传动的情况下地辊装置所需驱动力矩都比双辊传动小。通过受力分析发现两种传动的受力方向并不相同(如图、图、图所示)，从图、图可知在轴方向上钢卷所受到的力方向相反，以轴对称分布有相互抵消作用，又根据所列方程进行计算知道；从图可以看到摩擦力′