地辊装置传动的设计与分析

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1、http://www.gtjia.com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430223)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1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。2地辊的用途武钢推拉式酸洗的地辊装置(

2、如图1所示)用于钢卷准备站处，设在第3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。3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。3．1单辊传动3．3．1辊子1主动1)受力分析(如图2所示)http://www.gtjia.comD

3、一最大钢卷直径，mm；d一辊子1、2直径，mm；L=(D／2+d／2)，mm；α—方向夹角，°；G一最大钢卷重量，N；h—辊子1、2直径，mm；M1一传动辊子所需扭矩，N·m。马达装在辊子1上，所以辊子l为主动，现用隔离法对辊子1、辊子2、钢卷进行受力分析(如图3所示)。F1一辊子1所受摩擦力，N；F2一辊子2所受摩擦力，N；N1一辊子1所受压力，N；N2一辊子2所受压力，N；G1一辊子1所受重力，N；G2一辊子2所受重力，N；F1′、F2′一最大钢卷所受摩擦力，N；N1′、N2′一最大钢卷所受支持力，N。

4、可以列出受力方程式：对辊子1有：F1=µN1(1)对辊子2有：F2=µN2(2)对最大钢卷有：F1′cosα一N1′sinα+N2′sinα—F2′cosα=0(3)F1′sinα+N1′cosα+N2′cosα+F2′sinα=G(4)F1=F1′(5)F2=F2′(6)N1=N1′(7)N2=N2′(8)上式中ƒ—辊子轴承中的摩擦系数(取0．004)；µ一摩擦系数(取0．16)；d0一辊子轴颈的直径(取187．5mm)；k一轧件在辊子上的滚动摩擦系数(取0．001)。http://www.gtjia.c

5、om方程(3)～(8)整理可得：F1cosα一N1sinα+N2sinα—F2cosα=0(9)F1sinα+N1cosα+N2cosα+F2sinα=G(10)将(3)式、(4)式代入(9)式：得µN1cosα—N1sinα+N2sinα一µN2cosα=0由上式可得：则可得：N1=N2再将上式、(3)式、(4)式代入(10)式：得又D=2000mm，d=300mm，L=1150mm，G=300000N，h=860mm又扭矩M1有公式：M1=(N1+CG1)ƒd0／2+N1k上式中G1一一个辊子的重量(G

6、1=9290N)；C一由一台马达所驱动的辊子数目(C=1)。将各参数代入上式得：M1=212．38N·m引入载荷系数：M=M1K所以：M=318．57N·m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：Mmax=(N1+CG1)ƒd0／2+N1µd／2将各参数代入上式得：Mmax=3706．7N·m2)液压马达选取所选液压马达为德国Rollstar生产，型号为M25—39／2．2x马达额定力矩Me≥M=318．57N·m最大力矩Memax≥Mmax=3

7、706．7N·m3．1．2辊子2主动1)受力分析(如图4所示)http://www.gtjia.com可以列出受力方程式：对最大钢卷有：一F1′cosα／一N1′sinα+N2′sinα+F2′cosα=0(11)一F1′sinα+N1′cosα／+N2′cosα／一F2′sinα=G(12)上述方程整理可得：一F1cosα—N1sinα+N2sinα+F2cosα=0(13)一F1sinα+N1cosα+N2cosα—F2sinα=G(14)将(11)式、(12)式代入(13)式：得一µN1cosα一N1

8、sinα+N2sinα+µN2cosα=0由上式可得：则可得：N1=N2再将上式、(11)式、(12)式代入(14)式：得所以N1=172875．5895NN2=172875．5895N所以M1=(N1+CG1)ƒd0／2+N1k得M1=241．19N·mM2=241．19N·m所以M=M2k得M=361．79N·m最大静力矩Mmax=(N1+CG1)ƒd0／2+N1µd／2得Mmax=4217．33N·m2)液