Cara Menghitung Beban dan Daya untuk Mesin Tekuk Pelat 3-Gulung Simetris

Pendahuluan

Beban pada mesin tekuk plat roll sangat besar, sehingga membutuhkan kekuatan tinggi pada komponennya. Hal ini sangat penting untuk memastikan daya tahan dan kinerja mesin dalam kondisi operasional yang berat.

Di pasar yang kompetitif saat ini, mengurangi biaya gulungan pelat sangatlah penting. Hal ini memerlukan perancangan mesin dengan akurasi dan keandalan untuk menjaga kualitas sekaligus meminimalkan biaya.

Untuk mendesain mesin roll bending secara efektif, sangat penting untuk terlebih dahulu melakukan analisis gaya yang komprehensif. Analisis ini memberikan parameter dasar yang diperlukan untuk merancang setiap bagian mesin, memastikan bahwa semua komponen dapat menahan tekanan operasional yang akan mereka hadapi.

Selain itu, menghitung daya penggerak sistem penggerak utama sangat penting. Perhitungan ini sangat penting untuk merancang sistem penggerak utama dan memilih motor yang sesuai, untuk memastikan alat berat beroperasi secara efisien dan efektif.

Oleh karena itu, melakukan analisis gaya yang mendetail dan menghitung daya penggerak secara akurat merupakan langkah penting dalam proses desain mesin roll bending.

Artikel ini menguraikan metode untuk menghitung kemampuan gaya dari mesin tekuk tiga gulungan simetris. Metode ini juga dapat berfungsi sebagai referensi untuk jenis pelat lainnya mesin bergulirmemberikan pendekatan dasar untuk desain dan optimasi mereka.

Analisis Kekuatan

2.1 Torsi maksimum yang diperlukan untuk penggulungan silinder

Ketika mesin penggulung piring bekerja, lembaran baja harus digulung ke dalam pipa baja.

Pada saat ini, tegangan material sudah mencapai batas leleh.

Oleh karena itu, distribusi tegangan lentur pada penampang tabung ditunjukkan di bawah gambar (b), dan momen lentur M pada penampang tersebut:

Dalam rumus di atas,

• B, δ - Lebar dan ketebalan maksimum baja gulung lembar (m)
• σ_s - Batas leleh material (kN) - m^-2)

Gbr.1 Distribusi tegangan pada tekukan gulungan

Ketika mempertimbangkan deformasi material, ada tulangan, dan koefisien tulangan K diperkenalkan untuk memodifikasi persamaan (1), yaitu:

Dalam rumus di atas,

• K - koefisien tulangan, nilainya bisa K = 1,10 ~ 1,25, bila hasil untuk δ/R besar, maka ambil nilai yang terbesar.
• R - Jari-jari lapisan netral dari piring bergulir (m)

2.2 Kondisi Kekuatan

Saat menggulung pelat bajakondisi gaya ditunjukkan seperti gambar di bawah ini. Menurut keseimbangan gaya, gaya pendukung F₂ pada pelat gulungan dapat diperoleh melalui rumus:

Dalam rumus di atas,

• θ - Sudut antara garis yang dikotori OO1 dan OO2,

• α - Rol bawah jarak tengah (m)
• d_min - Diameter minimum penggulungan pelat (m)
• d₂ - Diameter rol bawah (m)

Gbr.2 Analisis gaya tekukan gulungan

Dengan mempertimbangkan bahwa ketebalan pelat δ jauh lebih kecil daripada diameter minimum tabung penggulung, jari-jari R dari lapisan netral adalah sekitar 0,5d_minuntuk menyederhanakan perhitungan, persamaan di atas dapat diubah menjadi:

Menurut keseimbangan gaya, gaya tekanan F₁yang dihasilkan oleh roller atas, yang bekerja pada pelat penggulung:

Perhitungan daya penggerak

3.1 Momen penggerak rol bawah

Rol bawah dari mesin penggulung piring adalah roller penggerak, dan torsi penggerak pada roller bawah digunakan untuk mengatasi torsi deformasi T_n1 dan torsi gesekan T_n2.

Dalam proses pelat baja bergulirkemampuan deformasi yang tersimpan di bagian AB pelat baja (lihat Gambar 1a dan Gambar 2) adalah 2Mθ, waktu yang dibutuhkan adalah 2θR/V (V adalah kecepatan putar).

Rasio ini sama dengan kekuatan torsi deformasi T_n1yaitu:

Oleh karena itu,

Torsi gesekan meliputi torsi gesekan gelinding antara roller atas dan bawah serta pelat baja, dan torsi gesekan geser antara leher roller dan selongsong poros, yang dapat dihitung sebagai berikut:

Dalam rumus di atas:

• f - Koefisien gesekan guling, ambil f = 0.008m
• μ - Koefisien gesekan geser, ambil μ = 0.05-0.1d₁,
• d₂ - Diameter roller atas & roller bawah (m)
• D₁, D₂ - Diameter leher rol atas & rol bawah (m)

Ukurannya belum akurat dalam fase desain, nilainya bisa mengambil D_i = 0.5d_i (i=1, 2). Torsi penggerak rol bawah T sama dengan jumlah torsi deformasi T_n1 dan torsi gesekan T_n2.

3.2 Daya yang digerakkan roller lebih rendah

Daya yang digerakkan roller lebih rendah:

Dalam rumus di atas:

• P - Daya yang digerakkan (m - KW)
• T - Momen gaya yang digerakkan (KN - m)
• n₂ - Kecepatan rotasi rol yang lebih rendah (r - menit^-1), n₂=2V/d₂ (V adalah kecepatan putar)
• η - efisiensi transmisi, η = 0,65-0,8

Daya motor utama dapat diperoleh dari nilai P.