Imagine que intenta doblar una placa de acero gruesa para formar un cilindro perfecto: ¿cuánta fuerza necesitaría? Este artículo se sumerge en los cálculos críticos para determinar los requisitos de carga y potencia de las máquinas simétricas de plegado de chapa de 3 rodillos. Aprenderá sobre el análisis de fuerza necesario para diseñar cada pieza, los requisitos de par y la potencia necesaria para el sistema de accionamiento principal. Al comprender estos cálculos, obtendrá información para crear máquinas curvadoras de chapa eficientes y rentables.
La carga que soportan las máquinas curvadoras de chapa es considerable, por lo que sus componentes deben ser muy resistentes. Esto es fundamental para garantizar la durabilidad y el rendimiento de la máquina en condiciones de funcionamiento extremas.
En el competitivo mercado actual, reducir el coste de los rodillos de laminación es crucial. Para ello es necesario diseñar la máquina tanto con precisión como con fiabilidad para mantener la calidad al tiempo que se minimizan los gastos.
Para diseñar eficazmente una máquina curvadora de rodillos, es esencial realizar primero un análisis de fuerzas exhaustivo. Este análisis proporciona los parámetros fundamentales necesarios para diseñar cada parte de la máquina, garantizando que todos los componentes puedan soportar las tensiones operativas a las que se enfrentarán.
Además, es vital calcular la potencia motriz del sistema de accionamiento principal. Este cálculo es crucial para diseñar el sistema de accionamiento principal y seleccionar un motor adecuado, garantizando que la máquina funcione con eficiencia y eficacia.
Por lo tanto, realizar un análisis detallado de la fuerza y calcular con precisión la potencia motriz son pasos fundamentales en el proceso de diseño de una máquina curvadora de rodillos.
En esta entrada se describe un método para calcular la capacidad de fuerza de una plegadora simétrica de tres rodillos. Este método también puede servir de referencia para otros tipos de placa máquinas enrolladorasque proporcionan un enfoque básico para su diseño y optimización.
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:
En la fórmula anterior,
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:
En la fórmula anterior,
Al rodar chapa de aceroLa condición de fuerza se muestra en la siguiente figura. Según el equilibrio de fuerzas, la fuerza de apoyo F2 en la placa del rodillo puede obtenerse mediante la fórmula:
En la fórmula anterior,
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:
Según el equilibrio de fuerzas, la fuerza de presión F1, que es generado por el rodillo superior, actuando sobre la placa de laminación es:
El rodillo inferior del laminadora de chapa es el rodillo motor, y el par motor del 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:
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:
En la fórmula anterior:
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.
La potencia de accionamiento del rodillo inferior es:
En la fórmula anterior:
La potencia del motor principal puede obtenerse a partir del valor de P.