Wie berechnet man die Motorleistung für Plattenwalzmaschinen?

Berechnung der Motorantriebsleistung einer Blechwalzmaschine

1. Vorwort

Die Bau- und Installationsgesellschaft der Laiwu Iron and Steel Co., Ltd. hat beschlossen, einen Motor für die Blechwalzmaschine auszuwählen, um die Ausschreibung für den Wiederaufbau und die Erweiterung des 750 m3 großen Hochofens im Laiwu Iron and Steel General Plant (Lai Steel) zu unterstützen. Die Plattenwalzmaschine, die seit vielen Jahren stillgelegt ist, wird zur Vorbereitung der Produktion des Hochofenkörpers eingesetzt und kann 40 mm dicke Stahlplatten walzen.

Unter Bezugnahme auf das Arbeitsprinzip einer Mehrwalzenrichtmaschine und unter Berücksichtigung von Kraft- und Energieparametern wurden das Arbeitsprinzip und die Berechnungsformeln der Kraft- und Energieparameter für die Blechwalzmaschine logisch abgeleitet.

Die Ergebnisse des Testlaufs zeigen, dass der gewählte Motor über eine ausreichende Antriebsleistung verfügt, um die Anforderungen an die Kapazität der Platte zu erfüllen Walzmaschine.

2. Biegeprozess von Stahlblech auf einer Walzmaschine

Die Biegeverformung eines Stahlblechs auf einer Blechwalzmaschine ist eine transversale Biegeverfahren. Wie in Abbildung 1 dargestellt, werden unter dem Einfluss des Biegemoments M bei einer äußeren Belastung die Längsfasern oberhalb der neutralen Schicht auf Druck und die Längsfasern unterhalb der neutralen Schicht auf Zug verformt.

Abb. 1 Biegeverformungsdiagramm eines Stahlblechs

Abb. 1 Biegeverformungsdiagramm von Stahlplatte

Wenn die maximale Spannung auf der Oberflächenschicht des Stahlblechs unter der Streckgrenze des Stahlblechmaterials liegt, befinden sich die Längsfasern in jeder Schicht in einem elastischen Verformungszustand, abhängig von der Größe des externen Lastmoments. Wenn das Biegemoment unter der externen Last zunimmt, setzt sich die Verformung jeder Stahlfaserschicht fort.

Wenn die äußere Belastung einen bestimmten Punkt erreicht, übersteigt die Spannung auf die Längsfasern an der Oberfläche des Stahlblechs die Streckgrenze des Materials und die Fasern werden plastisch verformt. Je größer die Belastung ist, desto tiefer reicht die plastische Verformungszone von der Oberflächenschicht bis zur neutralen Schicht.

Wenn die Spannung auf alle Längsfasern im Querschnitt des Stahlblechs die Streckgrenze des Materials überschreitet, treten alle Fasern in einen plastischen Verformungszustand ein und die Biegeverfahren ist abgeschlossen.

3. Funktionsprinzip der Blechbiegemaschine

Die Blechwalzmaschine hat zwei Arbeitsparameter:

  1. Die Rückseite Biegeverhältnis 1/ρ, die sich auf die Krümmung des Stahlblechs nach der Biegung in einer Richtung aufgrund der Wirkung des Biegemoments M bezieht.
  2. Die Restkrümmung 1/r, die sich auf die Krümmung der Stahlplatte nach der elastischen Erholung unter dem Einfluss des elastischen inneren Moments nach dem Wegfall der äußeren Belastung bezieht (r ist der Durchmesser der Walzstahl Rohr).

Die Auswahl des Rückbiegeverhältnisses ist entscheidend dafür, ob das Stahlblech das gewünschte Biegeergebnis erzielen kann. Bei einer drei-Walzenplatte Walze wird das umgekehrte Biegeverhältnis durch Herunterdrücken der Reduzierwalze erreicht.

Unterschiedliche Restkrümmungen können durch Anpassung der Reduktion erzielt werden, um verschiedene Durchmesser von gewalzten Rohren zu erhalten.

4. Berechnung der Kraft- und Energieparameter der Blechwalzmaschine

Die Kraft- und Energieparameter der Blechwalzmaschine beziehen sich auf den Druck (Biegekraft), der auf die Walze ausgeübt wird, auf das Biegemoment und auf die Antriebsleistung des Motors der Blechwalzmaschine.

4.1 Druck (Biegekraft), der auf die Walze der Blechbiegemaschine wirkt

Der Druck auf die Walze kann auf der Grundlage des für die Biegung der Stahlplatte erforderlichen Moments berechnet werden. In diesem Fall wird die Stahlplatte als Balken unter einer konzentrierten Last betrachtet. Die Last ist der Druck, der von jeder Rolle auf die Stahlplatte ausgeübt wird, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Abb. 2 Druck, der auf die Rolle wirkt

Abb. 2 Druck (Biegekraft), der auf die Rolle wirkt

  • P1: Druck der ersten Rolle auf die Stahlplatte
  • P2: Druck der zweiten Rolle auf die Stahlplatte
  • P3: Druck der dritten Rolle auf die Stahlplatte
  • t: Rollneigung

Bei der Berechnung wird das Biegemoment der Stahlplatte unter der zweiten Rolle als rein plastisches Biegemoment Msd.h. M2 = Ms (das rein plastische Biegemoment M ist das maximale Biegemoment, das bei elastisch-plastischer Biegung erreicht werden kann).

f1

In der Formel:

  • σs - Streckgrenze des Stahlplattenmaterials, 250Mpa;
  • s - plastischer Querschnittskoeffizient, der bh ist2 / 4tb für Stahlblech;
  • b - Breite der Stahlplatte, m;
  • h - Stahlblechdicke, mm.

Auf diese Weise wird P1, P2, P3 kann entsprechend dem Gleichgewichtszustand der äußeren Kraft auf die Stahlplatte unter der zweiten Rolle berechnet werden:

f2

Gesamtdruck:

f3

4.2 Biegemoment, das auf die Walze der Blechbiegemaschine wirkt

Das Biegemoment MK die auf die Walze wirkt, kann nach dem Prinzip der gleichen Funktion bestimmt werden.

Die Biegearbeit AK, die durch das Biegemoment an der Rolle erzeugt wird, muss gleich der Arbeit AP für Kunststoff sein. Verformung von Stahl Platte, d. h. Ap = Ak (siehe Abb. 3).

Abb. 3 Veränderung des Biegemoments entlang der Plattenlänge

Abb. 3 Veränderung des Biegemoments entlang der Plattenlänge

Die plastische Verformungsarbeit Ap2 der Stahlplatte unter der zweiten Walze ist:

f4

In der Formel:

  • M2 - Biegemoment der Stahlplatte unter der zweiten Rolle;
  • L2 - die Länge des Stahls Platte unter der zweiten Walze;
  • 1 / rp2 - Krümmung der plastischen Verformung des Stahlblechs unter der zweiten Walze.

Auf die zweite Rolle wirkende Biegearbeit:

f5

Wo D2 ist der Durchmesser der Arbeitswalze.

Zubereiten:

f6

Zur Vereinfachung der Berechnung werden die folgenden Annahmen getroffen:

  • rp2 kann ungefähr dem Durchmesser des gewalzten Rohrs entsprechen;
  • Das Biegemoment M2 der Stahlplatte unter der zweiten Rolle ist gleich dem rein plastischen Biegemoment Mk2.

Dann lautet die Formel wie folgt:

f7

5. Berechnung der Motorantriebsleistung einer Blechwalzmaschine

Die Motorleistung kann nach der folgenden Formel berechnet werden:

f8

In der Formel:

  • Mk - Biegemoment, kN.m;
  • P - der Gesamtdruck, der auf die Rolle wirkt, kN;
  • d - Rollreibungskoeffizient von Rolle und Stahlplatte, die Stahlplatte ist 0,0008 m;
  • μ - Reibungskoeffizient des Rollenlagers, das Gleitlager ist 0,05 ~ 0,07;
  • D - Durchmesser des Rollenkörpers, m;
  • v - Geschwindigkeit des Rollkörpers, V/S;
  • t - Übertragungseffizienz, 0,65-0,80.

Nach der obigen Berechnungsformel ergibt sich für einen 40 mm dicken Motor die Antriebsleistung Walzen von Stahlplatten Maschine wird wie folgt ausgewählt:

Es ist bekannt, dass: h = 40 mm, D = 420 mm, t = 900 mm, die maximale Breite der gewalzten Stahlplatte b = 2500 mm, der minimale Walzdurchmesser r = 1000 mm, d = 400 mm, v = 2 m/min.

So:

f9

Nach der obigen Berechnung wird die Motorantriebsleistung der 40-mm-Stahlblechwalzmaschine auf 25 kW festgelegt.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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