Розрахунок потужності й вибір прокатного двигуна

Розрахунок потужності двигуна кліті прокатного стану проводять або по кривих питомої витрати енергії або по аналітичних формулах. Розрахуємо потужність двигуна, використовуючи метод, заснований на формулі

А.І. Целікова.

Момент прокатного двигуна:

М = Мпр + Мтр + Мхх (1.8.1)

де Мпр - момент, необхідний для подолання опорів деформації металу;

Мтр - момент додаткових сил тертя;

Мхх - момент холостого ходу.

Момент прокатки:

Мпр = 2 · b · la Pср (1.8.2)

де b - ширина прокатної заготовки;

1a - довжина дуги захоплення з урахуванням пружного стиску валків;

Рср - середній питомий тиск металу на валки, Н/мм².

Середній питомий тиск металу на валки визначають по формулі

А.І. Целікова:

(1.8.3)

де К₀ = 1,15 ơ_s0, К_1ŏ= 1,15 ơ_s1;

К₀ = 1,15 ơ_s0, К_1ŏ= 1,15 ơ_s1;- границі текучості металу до і після прокатки в даній кліті, Н/мм² (визначають по кривій наведеній на рис 2.1);

ho, hl - товщина смуги до і після прокатки, мм;

ε_0, ε₁ - відносне обтиснення;

μ - коефіцієнт тертя між прокатаним металом і валками;

μ = 1,05 - 0,0005 · t = 1,05 - 0,0005 · 1250 = 0,525, де t - температура металу.

. (1.8.4)

З урахуванням пружного стиску валків довжина дуги захоплення:

. (1.8.5)

де r - радіус валка, мм.

Δh - обтиснення, мм.

(1.8.6)

Рисунок 2.1 - Крива залежності границі текучості від величини обтиснення

З рівнянь видно, що для визначення х0 варто знати Рср. У той же час для визначення Рср величина х0 повинна бути відома, тому що від неї залежить і співвідношення. У цьому випадку для визначення довжини дуги захоплення з обліком сплющивания валків l ', що залежить від питомого тиску Рср, беруть значення без обліку сплющивания валків. По цій величині знаходять середній питомий тиск, а потім х0 і довжину дуги захоплення з обліком сплющивания валків. Після цього вирішується знову рівняння (1.8.3) для визначення середнього питомого тиску з обліком сплющивания валків.

Плече рівнодіючих сил деформації з урахуванням пружного стиску валків:

(1.8.7)

Коефіцієнт ψ береться у межах 0,4 - 0,5.

Розрахуємо момент прокатки користуючись наведеними вище формулами.

Визначимо границі текучості стали до й після прокату:

((h₀ – h₁) · h₀ · 100 = ((80 – 68,5) / 80) · 100 = 9,4 % => ơ _s1 = 437 Н/мм²,

((h₀ – h₁) · h₀ · 100 = ((80 – 68,5) / 80) · 100 = 14.47 % => ơ _s1 = 686 Н/мм².

Коефіцієнти К₀ = 1,15 · 437 = 502,75 мм²;

К₀ = 1,15 · 686 = 788,75мм².

ε₀ = 0,8; ε₁ = 0,76.

Довжина дуги захоплення без обліку сплющивания валків:

'= · 5,5 = 30,57 мм;

м = (2 · 0,525 · 30,57)/80 + 74,5 = 0,21.

Тепер можемо визначити Рср без обліку сплющення валків:

Рср = 302,6 Н/мм².

Збільшення довжини контакту: х0? (302,6 · 170)/ 92400 = 0,27 мм;

Тоді перераховуємо:

' = · 5,5 + 0,27² + 0,27 = 30,84 мм;

м = (2 · 0,525 · 30,84) /80 + 74,5 = 0,22.

Рср = 309,4 Н/мм².

мм.

Тепер ми можемо визначити момент прокатки:

М_п = 2 · 80 · 30,84 · 11,42 · 309,4 · 10^-3 = 14839,28 Н·м.

Момент тертя у цапфах визначається згідно з рівнянням:

М_тр = 2 · Р μ_ц · (D_p/ D_on) · (d_u/2) (1.8.8).

де Р - навантаження на підшипники, рівна тиску металу на валки, Н.

μ_ц - коефіцієнт тертя в цапфах опорних валків;

D_p, D_on - діаметри робочих й опорних валків, м;

d_u-- діаметр цапф опорних валків, м.

Р = Р_ср · b · ' = 309,4 · 80 · 30.84 · 10^-3 = 763,3 Н.

Тоді використовуючи Р розраховуємо Мтр:

Мтр = 2 · 763,34 · 0,03 · (370/700) · (500/2) = 5190,7 Н.

Момент холостого ходу дорівнює:

Мхх = 950 Н·м.

Сумарний момент прокатки згідно (1.8.1) дорівнює:

М = 14839,28+ 5190,7+ 950 = 20979,92 Н·м.

Швидкість обертання робочих валків:

ώ_в = 2 · v / 0,37= 2 · 2,27/0,37= 25,294 рад/с.

Потужність прокатки:

20979,92 · 25,294 рад/с = 530,7 кВт.

Необхідна розрахункова статична потужність:

Рдвр = 610 КВт.

Вибираємо двигун постійного струму з незалежним збудженням з розрахунку Р_дв ≥ 1,1· Р_двр ≥ 671 кВт.

Згідно зроблених розрахунків, як приводи валків чистової групи клітей приймаємо 2 двигуни постійного струму незалежного збудження із каталогу двигунів “Інформелектро” марки МП-7001100У3 та WMNCL 9017-620 технічні дані яких показані в таблиці 1.2:

Таблиця 1.2 – Характеристики вибраних двигунів

Поиск по сайту: