Cómo calcular la carga y la potencia de una máquina curvadora de chapas simétrica de 3 rodillos

Análisis de carga y cálculo de la potencia motriz de una máquina curvadora de chapas simétrica de 3 rodillos

Introducción

La carga que soportan las máquinas curvadoras de rodillos de chapa es considerable, por lo que la resistencia de sus piezas debe ser alta.

Además, con la intensa competencia en el mercado, es crucial reducir el coste de los rodillos de chapa. Esto significa que la máquina debe diseñarse con precisión y fiabilidad.

Para diseñar la máquina curvadora de rodillos, es necesario realizar primero un análisis de fuerzas del maquinaria de laminaciónque proporciona los parámetros originales para diseñar cada parte de la máquina.

El cálculo de la potencia motriz del sistema de accionamiento principal también es importante para diseñar el sistema de accionamiento principal y seleccionar el motor.

En consecuencia, el cálculo del análisis de fuerzas y de la potencia motriz de la laminadora de chapas es fundamental para el diseño de la curvado de rodillos máquina.

Este post proporciona un método para calcular las capacidades de fuerza de una máquina curvadora simétrica de tres rodillos, y otros tipos de laminadoras de chapa puede utilizarlo como referencia.

Análisis de fuerzas

2.1 Par máximo necesario para la rodadura de un cilindro

Cuando el laminadora de chapa está trabajando, la chapa de acero debe enrollarse en el tubo de acero.

En este momento, la tensión del material ha alcanzado el límite elástico.

Por lo tanto, la distribución de esfuerzos de flexión en la sección del tubo se muestra debajo de la figura (b), y el momento flector M de la sección es:

Par máximo necesario para la rodadura del cilindro

En la fórmula anterior,

  • B, δ - La anchura y el grosor máximos de acero laminado hoja (m)
  • σs - Límite elástico del material (kN - m-2)
Distribución de tensiones en la flexión de rodillos

Fig.1 Distribución de tensiones en la flexión de rodillos

Al considerar la deformación del material, existe refuerzo, y se introduce el coeficiente de refuerzo K para modificar la ecuación (1), a saber:

ecuación

En la fórmula anterior,

  • K - coeficiente de refuerzo, el valor puede ser K = 1.10~1.25, cuando el resultado para δ/R es grande, entonces tome el valor más grande.
  • R - Radio de la capa neutra del placa de laminación (m)

2.2 Condición de fuerza

Al rodar chapa de aceroLa condición de fuerza se muestra en la siguiente figura. Según el equilibrio de fuerzas, la fuerza de apoyo Fen la placa del rodillo puede obtenerse mediante la fórmula:

fuerza de sustentación F2

En la fórmula anterior,

  • θ - El ángulo entre la línea manchada OO1 y OO2,
El ángulo entre la línea profanada
  • α - Rodillo inferior distancia entre centros (m)
  • dmin - Diámetro mínimo de la placa de rodadura (m)
  • d2 - Diámetro del rodillo inferior (m)
Análisis de fuerzas de flexión de rodillos

Fig.2 Análisis de la fuerza de flexión del rodillo

Teniendo en cuenta que el espesor de la chapa δ es muy inferior al diámetro mínimo del tubo de laminación, el radio R de la capa neutra se sitúa en torno a 0,5dminpara simplificar el cálculo, la ecuación anterior puede cambiarse por:

F2

Según el equilibrio de fuerzas, la fuerza de presión F1, que es generado por el rodillo superior, actuando sobre la placa de laminación es:

F1

Cálculo de la potencia motriz

3.1 Momento de accionamiento del rodillo inferior

El rodillo inferior de la laminadora de chapas es el rodillo motriz, y el par motriz en el rodillo inferior se utiliza para superar el par de deformación Tn1 y el par de fricción Tn2.

En el proceso de laminado de chapa de acerola capacidad de deformación almacenada en la sección AB de la chapa de acero (véanse las figuras 1a y 2) es de 2Mθel tiempo calculado es 2θR/V (V es la velocidad de rodadura).

La relación es igual a la potencia del par de deformación Tn1a saber:

relación de capacidades de deformación

Por lo tanto,

El par de fricción incluye el par de fricción de rodadura entre el rodillo superior e inferior y la placa de acero, y el par de fricción de deslizamiento entre el cuello del rodillo y el manguito del eje, que se puede calcular de la siguiente manera:

Valor Tn2

En la fórmula anterior:

  • f - Coeficiente de rozamiento de rodadura, toma f = 0.008m
  • μ - Coeficiente de rozamiento por deslizamiento, toma μ = 0.05-0.1d1,
  • d2 - Diámetro del rodillo superior e inferior (m)
  • D1, D2 - Diámetro del cuello del rodillo superior e inferior (m)

El tamaño aún no es exacto en la fase de diseño, el valor puede tomar Di = 0.5di (i=1, 2). El par de accionamiento del rodillo inferior T es igual a la suma del par de deformación Tn1 y el par de fricción Tn2.

par de accionamiento del rodillo inferior T

3.2 Potencia de accionamiento del rodillo inferior

La potencia de accionamiento del rodillo inferior es:

Potencia de accionamiento del rodillo inferior

En la fórmula anterior:

  • P - Potencia motriz (m - KW)
  • T - Momento de fuerza motriz (KN - m)
  • n2 - Velocidad de rotación del rodillo inferior (r - min-1), n2=2V/d2 (V es la velocidad de rodadura)
  • η - eficacia de transmisión, η=0,65-0,8

La potencia del motor principal puede obtenerse a partir del valor de P.

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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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