轧钢机械的功率和静阻转矩计算文档格式.docx
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动态转矩约占张力转矩的5％。
卷取机转矩
M1=（Mt+Mw+Mf±
Md）/iη
M1—卷取机转矩，N·
i—减速机速比，
η—减速机效率，
式中Md加速时取+号，减速时取-号。
开卷机转矩
M2=（Mt-Mw-Mf±
Md）η/i
M2—开卷机转矩，N·
式中Md加速时取-号，减速时取+号。
带钢运行速度
ν=πDn10-3/60i
ν—带钢运行速度，m/s；
带钢的运行线速度确定时，要根据产品产量要求及产品规格进行合理确定。
i=πDn10-3/60ν
减速机的速比确定时，工艺速度已确定，电机的额定转速在750/1000/1500等三个范围中选取，而应合理确定带卷直径，带卷直径影响减速机速比，还影响到电机的弱磁倍数的调速。
在
电动机功率
P=M1n/9550（卷取机）或P=M2n/9550（开卷机）
P—电机功率，kw；
n—电动机转速，r/min；
机组生产运行时的运行参数变化过程：
卷取机电机运行过程参数变化描述：
卷取机在运行时的控制过程可分为几个工作阶段，有穿带卷取阶段、低速运行阶段、稳定运行阶段、加减速运行阶段。
穿带卷取：
穿带速度运行实现穿带，卷取机夹持带钢或与助卷器联合在穿带速度卷取带钢；
低速运行：
建立张力，启动运行，进行升速看板形及升速限制等升速到一定速度运行，看运行稳定板形良好等再升速至工艺要求速度运行。
稳定运行：
稳速运行阶段，随着运行时间的延长，卷径不断增大，电机转速不断降低，保持恒线速度运行，要保持恒线速度恒张力运行电机的转速下降电流转矩增加，频率降低。
加减速运行：
加减速时，转速是以一个倍数的进行增加或降低，稳定的提速或降速。
开卷机电机运行过程参数变化描述：
穿带运行：
加减速运行：
1.2计算实例
1.2.1计算实例一1700mm拉伸弯曲矫直机组计算
1.1700mm拉伸弯曲矫直机组工艺参数
原料参数
带材材质：
CQ、DQ、DDQ、HSLA
带钢板宽：
850～1580mm
带钢板厚：
0.15～1.5mm
带钢强度：
屈服极限：
CQ、DQ、DDQσs≤280Mpa
HSLAσs≤450Mpa
抗拉强度极限：
CQ、DQ、DDQσs≤370Mpa
HSLAσs≤630Mpa
机组工艺参数
机组产量：
30万吨
机组工艺速度：
250m/s
开机张力：
开卷张力确定时，与待用钢卷的卷取张力相适应
卷取张力：
适合该工序的工艺
拉矫张力：
≤200KN
2.机组工艺参数的选择确定
卷取机单位张应力：
卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。
单位张应力应据带材的屈服极限确定。
屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。
一般带材深冲钢等，σs定为280Mpa（N/mm2）
q=（0.03～0.05）σs
=（0.03～0.05）×
280
=8.4～14MPa（N/mm2）
=0.84～1.4kg/mm2
q—单位张应力，Mpa（N/mm2）
机组卷取张力：
T=qBh
T—卷取张力，N；
B—带钢宽度，mm；
h—带钢厚度，mm；
T=qBh=1.0×
1580×
1.5=2.37T
表格数据如下；
张力单位为吨
板宽
板厚mm
800～950
（900）
mm
950～1050
（1000）
mm
1050～1250
（1150）
1250～1450
（1350）
1450～1580
（1500）
0.15～0.35
（0.25）
0.168～0.446
0.315（1.4）
0.200～0.515
0.350（1.4）
0.221～0,613
0.4025（1.4）
0.263～.711
0.4725（1.4）
0.305～0.774
0.525（1.4）
0.35～0.65
（0.50）
0.364～0.803
0.585（1.3）
0.432～0.887
0.650（1.3）
0.478～1.056
0.7475（1.3）
0.569～1.225
0.8775（1.3）
0.660～1.335
0.975（1.3）
0.65～0.95
（0.75）
0.624～1.083
0.810（1.2）
0.741～1.197
0.900（1.2）
0.819～1.425
1.035（1.2）
0.975～1.653
1.215（1.2）
1.131～1.801
1.350（1.2）
0.95～1.35
（1.15）
0.836～1.411
1.1385（1.1）
0.993～1.559
1.265（1.1）
1,097～1.856
1.455（1.1）
1.306～2.153
1.7078（1.1）
1.515～2.346
1.8975（1.1）
1.35～1.75
（1.55）
1.08～1.6625
1.395（1.0）
1.283～1.838
1.550（1.0）
1.418～2.188
1.7825（1.0）
1.687～2.538
2.0925（1.0）
1.958～2.765
2.325（1.0）
1.75～2.50
（2.05）
1.26～2.1375
1.6605（0.9）
1.496～2.363
1.845（0.9）
1.654～2.813
2.122（0.9）
1.969～3.263
2.49075（0.9）
2.284～3.555
2.7675（0.9）
低合金高强度钢等，σs定为450Mpa（N/mm2）
450
=13.5～22.5MPa（N/mm2）
=1.35～2.25kg/mm2
T=qBh=1.45×
1.5=3.4365T
带钢运行线速度：
带钢运行的线速度为工艺速度，工艺速度应满足机组的总体产量要求，根据产品大纲进行合理的计算后，确定工艺速度。
经产量计算机组工艺速度确定为（60ν）250m/min（mpm）。
带钢运行线速度公式
D—带钢直径，mm；
i—减速机速比；
减速机速比：
此式带卷直径的确定，考虑在额定转速时能在最小卷径下提供最高工艺速度。
并且在确定转速与速比的关系时，转速应与所提供的额定转矩能满足最大张力及最大卷径下所需的转矩，此时的电机静阻转矩计算式中无加减变速转矩。
i=πDn10-3/60ν=π610×
750×
10-3/250=5.7462
1000×
10-3/250=7.6616
1500×
10-3/250=11.4924
i=πDn10-3/60ν=π800×
10-3/250=10.053
此减速机速比过小使得电机的静阻转矩过高电机的型号就没有常规类型预期相适应，因此应使速比在6～14之间。
速比在受转速的影响以外，还受带卷直径的影响，合理确定带卷在多大时才能达到最大工艺速度，并且此时传递出最大的转矩。
在卷径为800时，机组达到最大工艺速度，800以下时集中不能在最高速运行，而且调速时采用弱磁调速，因为弱磁调速为恒功率调速，在高速运行时弱磁恒功率运行电机转矩较恒转矩时低提供的张力，较恒转矩运行时张力低。
卷筒飞轮矩：
GD12=πρBg×
10-15D14/8
=π7.85×
103×
1900×
9.81×
10-15×
6104/8
=79515.4N/m2
钢卷飞轮矩：
GD22＝πρBg×
10-15（D4－D04）/8
GD22=πρBg×
=π7.85×
（11004-6104）/8
=63325.54N/m2
卷取机静阻转矩：
带钢精整重卷时，卷取过程中线速度保持不变，则卷径不断增大，带卷转速不断降低，电动机的转速随带卷的卷径变化不断降低转速以达到控制要求，而在转速降低的同时要保持带卷上的张力稳定，应该是电动机的转矩随着变大，其电流值随着变大。
电动机的静阻转矩的计算时，带卷直径的选择，应考虑到电机所能提供的最大转矩，不得在运行时在最大卷径下超过最大转矩电流。
如果选择的张力过大而且要求在最大卷径下可提供最大的张力值，这样电机的选型时电机的余量过大，降低电机的使用效率，增大了电机的容量。
为了充分利用电机的功率及容量，应合理选择在最大张力下的带卷直径或最大卷径下的张力值。
Mt=TDmax/2×
10-3或Mt=TmaxD/2×
由此上式合理择取，进行计算确定Mt。
=22910×
2100/2×
10-3或34365×
1400/2×
=24055.55N/m
①M1=（Mt+Mw+Mf±
Md）/iη第三种选择
=[TD/2×
10-3+Bh2σs/4×
10-3+µ
10-3]/iη
=[22910·
2100/2·
10-3+1580·
1.52·
450/4×
10-3+0.005·
300000·
450/2×
10-3]/10.053·
0.96
=[24055.55+399.9374+337.5]/9.65088
=24792.9874/9.65088
=2568.982N/m
②M1=（Mt+Mw+Mf±
Md）/iη第一种选择
10-3+（GD12+GD22）/（2gD×
（dν/dt）]/
iη
=[35500·
1100/2·
10-3+0.02·
10-3+（79515.4+63325.54）/（2×
1100×
10-3）×
3.67/15]/7.7848·
=[19525+399.9374+1350+1127.3]/7.7848·
=22402.2374/7.4734
=2997.5964（2666.114）N/m
③M1=（Mt+Mw+Mf±
Md）/iη最大的选择方法电机转矩超出太多
280/2×
10-3]/7.18275·
=[37275+399.9375+840]/6.89544
=5585.566
卷取机电动机功率
P=M1n/9550
=2568.982×
1000/9550
=269.00kw
开卷机静阻转矩：
M2=（Mt-Mw-Mf±
Md）η/i
10-3-Bh2σs/4×
10-3-µ
（dν/dt）]η/i
i
=[14500×
10-3-1580×
1.52×
10-3-0.005·
10-3]·
0.96/7.7848
=[15225-399.9374-337.5]·
0.96/10.053
=14487.5626·
=13908.06/10.053
=1383.4736N/m
开卷机电动机功率
P=M2n/9550
=1383.4736×
=144.866kw
说明：
拉矫机组的拉伸张力如果设计为由卷取机提供拉矫初始张力并通过张力辊组进行扩大提高成拉矫段的拉矫张力。
卷取张力因卷取板的原因单位张力应据带厚的变厚而降低，因此在由卷取机提供的拉矫初始张力的单位张力与拉矫段需的厚板大单位张力偏小，能否在厚板大延伸率要求时，张力提供足够。
并且在卷取机选择张力时，高速状态下要保持大张力并恒张力是不可能的，是随卷径增大而受到微调降低的，这种卷取张力的变化是否影响拉伸矫直时延伸率变化。
1.2.2计算实例二1000mm拉伸弯曲矫直机组计算
500～850mm
0.25～1.2mm
12～15万吨
220m/s
≤100KN
T=qBh=1.00×
850×
1.5=1.275T
450～550
（500）
550～650
（600）
650～750
（700）
750～850
（800）
850～950
（900）
0.095～0.270
0.175（1.4）
0.116～0.319
0.210（1.4）
0.137～0.368
0.245（1.4）
0.158～0.417
0.280（1.4）
0.179～0.466
0.205～0.465
0.325（1.3）
0.250～0.549
0.390（1.3）
0.296～0.634
0.455（1.3）
0.341～0.718
0.520（1.3）
0.387～0.803
0.351～0.627
0.450（1.2）
0.429～741
0.540（1.2）
0.507～0.855
0.630（1.2）
0.585～0.969
0.720（1.2）
0.663～1.083
0.470～1.411
0.633（1.1）
0.575～0.965
0.759（1.1）
0.679～1.114
0.886（1.1）
0.784～1.262
1.012（1.1）
0.888～1.411
1.139（1.1）
0.608～0.825
0.775（1.0）
0.743～1.138
0.930（1.0）
0.878～1.313
1.085（1.0）
1.013～1.488
1.240（1.0）
1.148～1.663
0.709～1.238
0.923（0.9）
0.866～1.463
1.107（0.9）
1.103～1.688
1.292（0.9）
1.181～1.913
1.476（0.9）
1.339～2.138
1.660（0.9）
T=qBh=1.55×
1.5=1.976T
拉矫重卷机组的最大工艺速度为220（60ν）250m/min（mpm）。
D—带钢直径，mm；
10-3/220=11.423973
带卷直径在确定时，选为800
1090×
=4561.673N/m2
=N/m2
=[13173×
1600/2×
10-3+850×
1.22×
10-3+0.005×
90000×
10-3]/11.423973·
=[10538.4+137.7+101.25]/10.967
=10777.35/10.967
=982.7072N/m
卷取机电动机功率
=982.7072×
=102.9kw
10-3-850×
90000·
0.96/11.423973
=[10538.4-137.7-101.25]·
=10299.45·
=9887.472/11.423973
=865.5N/m
=865.5×
=90.628kw
1.2.3计算实例三1700mm重卷机组计算
1.1700mm重卷机组工艺参数
带材性能：
冷轧卷、平整卷
CQ、DQ、DDQ σs≤280Mpa
HSLA σs≤450Mpa
CQ、DQ、DDQ σs≤370Mpa
HSLA σs≤630Mpa
400m/s（≤1.0mm）（两档）
西重所 200m/s（1.0mm）
其他 400m/s
卷取机单位张
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