需求:如图1所示,已知条件:板宽,板厚,速度,最小弯板直径,下辊中心与边辊之间所形成的夹角为,下辊,上辊,边辊的直径分别为R1,R2,R3。下辊为主动轮,上辊,边辊为从动轮。减速机及涡轮等的传动机械效率折算为。求:电机所需的功率。 图1
一、卷管所需最大力矩
式中: ------卷板的屈服强度
图2 卷管的应力分布
考虑材料变形时存在强化,引入强化系数K进行修正,则:
式中,K——强化系数,可取K=1.25
R——卷板中性层半径,最小值为100mm
2、钢板受力情况
以卷板部分为研究对象进行受力分析,有:
---------------------------------------------(1)
-------------------------------------------------------------------(2)
----------------------------------------------------(3)
------------------------------------(4)
由此可得:
卷板变形势能为:,所花费时间为,因此卷板变形所需功率为:
折合驱动力矩为:
作用与下辊的驱动力除对卷板变形做功外,还需要驱动钢板前进的摩擦力矩做功和克服辊子与轴颈之间的摩擦,可有:
其中:为滚动摩擦系数,可取
为滑动摩擦系数,可取
假定取;
得:
驱动力矩总和为:
因此:
驱动功率为:
根据以上方程可知:
所需驱动功率与辊子直径D1,D2,D3,边辊和下辊之间的位置关系(即角大小),卷板宽B,卷板厚,最小卷板直径,卷板送料速度,卷板的屈服强度有关。
令:D1=D2=D3=100mm,即R1=R2=R3=50mm
则可计算出:
注意:从式子中可以看出,功率的取值与滑动摩擦系数关系特别大(基本是成正比),因此辊子和轴颈之间的润滑非常重要。另外,功率取值与板宽,板厚,板速,辊子直径均成正相关。与滚动摩擦系数成负相关。