板圧延機のモーター出力の計算方法

1.序文

莱蕪鋼鉄総工場（以下、莱蕪鋼鉄）の750m3高炉の改築・増設工事の入札を支援するため、莱蕪鋼鉄の建設・据付会社が板圧延機用モーターの選定を決定した。長年稼動していなかった板圧延機は、高炉本体の生産準備に活用されるもので、40mm厚の鋼板を圧延することができる。

多ロール矯正機の動作原理を参照し、力とエネルギーのパラメータを考慮することにより、板圧延機の動作原理と力とエネルギーのパラメータの計算式が論理的に推論された。

テスト運転の結果は、選択したモーターがプレートの設計容量要件を満たすのに十分な駆動力を持つことを示している。 圧延機.

2.ローラー式板圧延機による鋼板の曲げ工程

板圧延機上での鋼板の曲げ変形は、横曲げ加工である。図1に示すように、外部荷重による曲げモーメントMの影響下で、中立層より上の縦方向繊維は圧縮を受け、中立層より下の縦方向繊維は引張変形を受ける。

図1 曲げ変形図 鋼板

外部負荷トルクの大きさによると、鋼板表層部の最大応力が鋼板材料の降伏限界以下であるとき、各層の縦方向繊維は弾性変形状態にある。外部荷重による曲げモーメントが大きくなると、各層の鋼繊維の変形は継続する。

外部荷重がある点に達すると、鋼板表面の縦繊維にかかる応力が材料の降伏限界を超え、繊維は塑性変形を起こす。荷重が大きいほど、塑性変形域は表層から中立層まで深く広がる。

鋼板断面内のすべての縦方向繊維にかかる応力が材料の降伏限界を超えると、すべての繊維が塑性変形状態になり、鋼板断面内のすべての縦方向繊維にかかる応力が材料の降伏限界を超えると、すべての繊維が塑性変形状態になる。 曲げ加工 が結論である。

3.板曲げ機の動作原理

について 板圧延機 には2つの動作パラメータがある：

1. 逆 曲げ率 1/ρは、曲げモーメントMの作用により一方向に曲げられた後の鋼板の曲率を意味する。
2. 残留曲率1/rは、外部荷重を除去した後、弾性内部モーメントの影響を受けて弾性回復した後の鋼板の曲率を意味する（rは鋼板の直径）。 圧延鋼 パイプ)。

逆曲げ比の選択は、鋼板が所望の曲げ結果を達成できるかどうかを決定する上で重要である。3つのローラープレート ロールを押し下げることにより、逆曲げ率が達成される。

圧延されたパイプの異なる直径を製造するために圧下を調整することにより、異なる残留曲率を得ることができる。

4.板圧延機の力とエネルギーパラメータの計算

板圧延機の力とエネルギーのパラメーターは、ローラーにかかる圧力（曲げ力）、曲げトルク、板圧延機のモーターの駆動力を指す。

4.1 板曲げ機のローラーに作用する圧力（曲げ力

ローラーにかかる圧力は、鋼板を曲げるのに必要なモーメントに基づいて計算できる。この場合、鋼板は集中荷重を受ける梁とみなされます。荷重は、図2に示すように、各ローラーが鋼板に及ぼす圧力です。

図2 ローラーに作用する圧力（曲げ力

• P₁:鋼板への第一ローラーの圧力
• P₂:鋼板に対する第2ローラーの圧力
• P₃:鋼板にかかる第3ローラーの圧力
• t:ロールピッチ

計算では、2本目のロール下の鋼板の曲げモーメントは純塑性曲げモーメントM_sすなわち、M₂ = M_s (純塑性曲げモーメントMは、弾塑性曲げで到達しうる最大曲げモーメント）。

式の中で：

• σ_s - 鋼板材料の降伏限界、250Mpa；
• s - 塑性断面係数。² / 4t_b 鋼板用；
• b - 鋼板の幅、m
• h - 鋼板の厚さmm.

このように、P₁, P₂, P₃ は、第2ローラー下の鋼板にかかる外力の釣り合い状態によって計算できる：

総圧：

4.2 板曲げ機のローラーに作用する曲げトルク

曲げトルクM_K ローラーに作用する力は、等関数の原則に従って決定することができる。

ローラーの曲げトルクによって発生する曲げ加工AKは、樹脂の加工APと等しくなければならない。 鋼の変形 プレート、すなわちA_p = A_k (図3）。

図3 プレートの長さに沿った曲げモーメントの変化

塑性変形作業A_p2 第二ロールの下にある鋼板の

式の中で：

• M₂ - 第2ローラー下の鋼板の曲げモーメント；
• L₂ - その 鋼の長さ プレートを第2ローラーの下に置く；
• 1 / r_p2 - 第2ローラーの下での鋼板の塑性変形曲率。

第2ローラーに作用する曲げ作業：

D₂ はワークロールの直径。

作る：

計算の便宜上、以下の前提を置いている：

• r_p2 は、圧延管の直径にほぼ等しくすることができる；
• 曲げモーメントM₂ 第2ロール下の鋼板の曲げモーメントは、純塑性曲げモーメントM_k2.

すると、計算式は次のようになる：

5.板圧延機のモーター駆動力の計算

モーター出力は以下の式で計算できる：

式の中で：

• M_k - 曲げトルク、kN.m；
• P - ローラーに作用する総圧力、kN；
• d - ローラーと鋼板の転がり摩擦係数、鋼板は0.0008 m；
• μ...ころ軸受の摩擦係数、すべり軸受は0.05～0.07；
• D - ローラー本体の直径、m；
• v - ロール体の速度、V/S；
• t - トランスミッション効率、0.65-0.80。

上記の計算式によれば、厚さ40mmのモーターの駆動力は 鋼板圧延 マシンは以下のように選択される：

h＝40mm、D＝420mm、t＝900mm、圧延鋼板の最大幅b＝2500mm、最小圧延直径r＝1000mm、d＝400mm、v＝2m／minであることが知られている。

このように：

以上の計算により、40mm厚鋼板圧延機のモーター駆動力は25kWに選定された。