판재 압연기의 모터 동력 계산 방법

1. 서문

라이우 철강 종합 공장(라이우 철강)의 건설 및 설치 회사는 라이우 철강 종합 공장(라이우 철강)의 750m3 고로 재건 및 확장 입찰을 지원하기 위해 판재 압연기용 모터를 선정하기로 결정했습니다. 수년 동안 사용하지 않았던 후판 압연기는 고로 본체 생산 준비에 활용될 예정이며, 40mm 두께의 강판을 압연할 수 있습니다.

멀티롤 교정기의 작동 원리를 참조하고 힘과 에너지 매개 변수를 고려하여 판재 압연기의 작동 원리와 힘 및 에너지 매개 변수의 계산 공식을 논리적으로 추론했습니다.

테스트 실행 결과는 선택한 모터가 플레이트의 설계 용량 요구 사항을 충족하기에 충분한 구동력을 가지고 있음을 나타냅니다. 롤링 머신.

2. 롤러식 판재 압연기에서 강판의 굽힘 공정

강판 압연기에서 강판의 굽힘 변형은 횡방향 굽힘 공정입니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 외부 하중 하에서 굽힘 모멘트 M의 영향으로 중성층 위의 세로 섬유는 압축을 경험하고 중성층 아래의 세로 섬유는 인장 변형을 겪습니다.

그림 1 굽힘 변형 다이어그램 강판

외부 하중 토크의 크기에 따라 강판 표면층의 최대 응력이 강판 재료의 항복 한계 이하일 때 각 층의 세로 섬유는 탄성 변형 상태에 있습니다. 외부 하중에 따른 굽힘 모멘트가 증가함에 따라 각 강섬유 층의 변형이 계속됩니다.

외부 하중이 특정 지점에 도달하면 강판 표면의 세로 섬유에 가해지는 응력이 재료의 항복 한계를 초과하고 섬유가 소성 변형을 겪게 됩니다. 하중이 클수록 소성 변형 영역이 표면층에서 중성층까지 더 깊게 확장됩니다.

강판 단면의 모든 세로 섬유에 대한 응력이 재료의 항복 한계를 초과하면 모든 섬유가 소성 변형 상태로 들어가고 벤딩 프로세스 가 종료됩니다.

3. 플레이트 벤딩 머신의 작동 원리

그리고 플레이트 압연기 에는 두 가지 작업 매개변수가 있습니다:

1. 그 반대 굽힘 비율 1/ρ은 굽힘 모멘트 M의 작용으로 인해 한 방향으로 구부러진 후 강판의 곡률을 나타냅니다.
2. 잔류 곡률 1/r은 외부 하중을 제거한 후 탄성 내부 모멘트의 영향으로 탄성 회복 후 강판의 곡률을 나타냅니다 (r은 강판의 직경입니다. 압연 강철 파이프).

역 굽힘 비율의 선택은 강판이 원하는 굽힘 결과를 얻을 수 있는지 여부를 결정하는 데 매우 중요합니다. 3롤러 플레이트 롤을 누르면 역방향 굽힘 비율이 달성됩니다.

환원을 조정하여 다양한 직경의 압연 파이프를 생산함으로써 다양한 잔류 곡률을 얻을 수 있습니다.

4. 판재 압연기의 힘 및 에너지 파라미터 계산

압연기의 힘과 에너지 파라미터는 롤러에 가해지는 압력(굽힘력), 굽힘 토크, 압연기 모터의 구동력을 나타냅니다.

4.1 플레이트 벤딩 머신의 롤러에 작용하는 압력(굽힘력)

롤러에 가해지는 압력은 강판을 구부리는 데 필요한 모멘트를 기준으로 계산할 수 있습니다. 이 경우 강판은 집중 하중을 받는 빔으로 간주됩니다. 하중은 그림 2에 표시된 것처럼 각 롤러가 강판에 가하는 압력입니다.

그림 2 롤러에 작용하는 압력(굽힘력)

• P₁: 강판에 대한 첫 번째 롤러의 압력
• P₂: 강판에 가해지는 두 번째 롤러의 압력
• P₃: 강판에 가해지는 세 번째 롤러의 압력
• t: 롤 피치

계산에서 두 번째 롤 아래 강판의 굽힘 모멘트는 순수 플라스틱 굽힘 모멘트 M으로 가정합니다._s즉, M₂ = M_s (순수 플라스틱 굽힘 모멘트 M은 탄성 플라스틱 굽힘에서 도달할 수 있는 최대 굽힘 모멘트입니다).

공식에서:

• σ_s - 강판 재료의 수율 한계, 250Mpa;
• S - 플라스틱 단면 계수, 즉 bh² / 4t_b 강판의 경우
• B - 강판의 너비, m;
• h - 강판 두께, mm.

이런 식으로 P₁, P₂, P₃ 는 두 번째 롤러 아래 강판에 가해지는 외력의 균형 조건에 따라 계산할 수 있습니다:

총 압력:

4.2 플레이트 벤딩 머신의 롤러에 작용하는 굽힘 토크

굽힘 토크 M_K 롤러에 작용하는 것은 동일 기능의 원칙에 따라 결정할 수 있습니다.

롤러의 굽힘 토크에 의해 생성된 굽힘 작업 AK는 플라스틱의 작업 AP와 동일해야 합니다. 강철의 변형 플레이트, 즉 A_p = A_k (그림 3 참조).

그림 3 플레이트 길이에 따른 굽힘 모멘트의 변화

소성 변형 작업 A_p2 은 두 번째 롤 아래의 강판의 두께입니다:

공식에서:

• M₂ - 두 번째 롤러 아래 강판의 굽힘 모멘트입니다;
• L₂ - 의 강철 길이 플레이트를 두 번째 롤러 아래에 놓습니다;
• 1 / r_p2 - 두 번째 롤러 아래 강판의 소성 변형 곡률입니다.

두 번째 롤러에 작용하는 굽힘 작업:

여기서 D₂ 는 작업 롤의 지름입니다.

만들려면:

계산의 편의를 위해 다음과 같은 가정을 합니다:

• r_p2 는 압연 튜브의 직경과 거의 같을 수 있습니다;
• 굽힘 순간 M₂ 두 번째 롤 아래의 강판의 순수 플라스틱 굽힘 모멘트 M과 같습니다._k2.

그러면 공식은 다음과 같습니다:

5. 판재 압연기의 모터 구동력 계산

모터 출력은 다음 공식에 따라 계산할 수 있습니다:

공식에서:

• M_k - 굽힘 토크, kN.m;
• P - 롤러에 작용하는 총 압력(kN)입니다;
• d - 롤러와 강판의 구름 마찰 계수, 강판은 0.0008m입니다;
• μ - 롤러 베어링의 마찰 계수, 슬라이딩 베어링은 0.05 ～ 0.07입니다;
• D - 롤러 본체의 직경, m;
• v - 롤 바디의 속도, V/S;
• t - 전송 효율, 0.65-0.80.

위의 계산 공식에 따르면, 40mm 두께의 모터 구동력 강판 압연 기계는 다음과 같이 선택됩니다:

h = 40mm, D = 420mm, t = 900mm, 압연 강판의 최대 폭 b = 2500mm, 최소 롤링 직경 r = 1000mm, d = 400mm, v = 2m/min으로 알려져 있습니다.

따라서:

위의 계산에 따르면 40mm 강판 압연기의 모터 구동 전력은 25kW로 선택됩니다.