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1、《一重技术》平整机组中S辊的设计1宋晓东(1.一重集团大连设计研究院工程师,辽宁大连116600)摘要:简要介绍平整机组中S辊的结构形式、工作原理及参数计算。关键词:S辊;包角;欧拉公式;发电状态;电动状态中图分类号:TG333.4文献标识码:B文章编号:1673-3355(2007)06-0002-03DesignofSRollinTemperMillUnitsSongXiaodongAbstract:Thisarticlebrieflyintroducesthestructure,operationprincipleandd
2、atacalculationofSrollintempermillunits.Keywords:Sroll;wrapangle;Eulerformula;powergenerationcondition;electricdrivestate在平整机组中按工艺要求需要建立大的机处)产生摩擦力,正是这个摩擦力使出口张力与前、机后张力。为了避免开卷机、卷取机的重型入口张力按某种规律变化,借此改变张力值,对化,在平整机组中平整机的前后均设置S辊。机组实现张力控制。图1为S辊中的下辊受力分析图,S辊处于1S辊在平整机组中的作用“发电状态”
3、,即S辊的传动力矩方向与带材运行方向相反,由带材张力拖动S辊转动。由欧拉公S辊通常称作张力辊,平整机组中设置的S式可知:辊具有以下作用:μα1............(1)(1)机前S辊能增大平整机入口处张力,可T中=T1eμα1以相应减小开卷张力,使开卷机的设计轻量化,式中,α—包角处带钢与辊面的摩擦系数;e—减轻或避免带材擦伤;张力扩大系数。(2)机后S辊能增大平整机出口处张力,可以相应减小卷取张力,使卷取机的设计轻量化;(3)S辊能稳定机组张力;(4)平整机组中通常是以延伸率来管理平整机的轧制,延伸率的检测元件光电编码器一
4、般都安装在机前S辊、机后S辊的上辊上,因此S辊同时又是测量延伸率的间接设备。2工作原理图1S辊下辊受力分析图带钢包绕在S辊上,在其包绕接触处(包角收稿日期:2007-10-18;修回日期:2007-10-24-3-2007年第6期(总120期)μsα由欧拉公式可知,张力扩大系数是μ、α的11T=(T-0.8bhv2)e+T))))(4)中1弹塑函数。如何选择包角处带钢与辊面的摩擦系数μμsα2T=(T-0.8bhv2)e+T))))(5)2中弹塑和包角,是S辊设计中的一个关键问题。由(4)、(5)式可求得出口侧张力T2。2.1摩
5、擦系数现在计算入口S辊的上辊、下辊的传动电机很多参考文献中给出的摩擦系数μ的值在的功率,由于上辊、下辊的传动电机处于“发电0.1~0.18之间。在普通带钢平整机组中,由于所状态”,所以传动电机的传动力矩:平整的带钢与S辊辊身硬度相差较大,故应按钢M下=(T中-T1)D/2))))))))(6)与软钢间的摩擦系数选取较为合理,取0.1~0.15,M上=(T2-T中)D/2))))))))(7)摩擦系数选取较低时安全系数较大。根据(6)、(7)求得M下、M上后就可求得上2.2包角的选择辊、下辊的传动电机的传动功率N下、N上:事实上由
6、于带钢具有一定的刚性,不是完全N上=nM上/975)))))))))))(8)的弹性柔软体。因此带钢不是很“服帖”地贴在N下=nM下/975)))))))))))(9)辊子表面上的。实际包角sα1应小于理论包角α1。式中,n—辊子的转速(r/min)。关于实际包角sα1值,不能由理论计算求得,可入口S辊的下辊在穿带时压靠上辊,而正常按实验求得,但目前尚缺乏这方面实验数据。在工作时必须与上辊形成辊缝,因此,下S辊一般计算时,可取sα1=(0.8~0.9)α1。系数的选择与设计成由液压缸驱动,可以在机架内上下运动的带材的屈服极限σs
7、、带材厚度h、辊子直径D及结构。从图2中可以看到,下辊除受到自身的重入口张力T1有关。屈服极限越高,带材越厚,辊力G外,还受到开卷张力T1和出口侧张力T中,径越小,入口张力越小,此时sα1越比α1小,反因为此时压辊已脱开,所以不存在其对下辊的压之sα1越接近α1。力P1。通常情况下T1和T中垂直方向上的分力远3入口S辊的设计远大于下辊自身的重力G,因此必须有由液压缸施加向下的力来平衡T1和T中垂直方向的分力。入口S辊位于开卷机与平整机之间,用于扩设液压缸的平衡力为F,F必须满足如下条件大开卷张力,其上辊和下辊分别由直流电动机传F
8、>T1sinγ+T中sinβ-G)))))))(10)动,处于“发电状态”,即电动机的传动力矩方图2中的角度γ、β均可通过CAD绘图直接向与带材运动方向相反,由带材张力拖动S辊转求得。动(见图2)。按图2有如下关系成立:μsα1T=(T+μP-0.8bhv2)e
