Introducción
La carga sobre las máquinas dobladoras de chapa es considerable, por lo que la resistencia de sus piezas debe ser alta.
Además, dada la intensa competencia en el mercado, es fundamental reducir el coste de los rollos laminados. Esto significa que la máquina debe diseñarse con precisión y fiabilidad.
Para diseñar la calandria de rodillos, es necesario realizar primero un análisis de resistencia del laminador, que proporciona los parámetros originales para diseñar cada parte de la máquina.
Calcular la fuerza motriz del sistema de accionamiento principal también es importante para diseñar el sistema de accionamiento principal y seleccionar el motor.
Como resultado, calcular el análisis de fuerza y la potencia motriz del laminador de placas gruesas es fundamental para el diseño de la calandria de rodillos.
Esta publicación proporciona un método para calcular las capacidades de fuerza de una prensa plegadora simétrica de tres rodillos, y otros tipos de laminadores de chapa metálica pueden usarlo como referencia.
Análisis de fuerza
2.1 Torque máximo requerido para hacer rodar un cilindro
Cuando la máquina laminadora de láminas está funcionando, la lámina de acero debe enrollarse sobre el tubo de acero.
En este momento, la tensión del material ha alcanzado el límite elástico.
Por lo tanto, la distribución de los esfuerzos de flexión en la sección de tubería se muestra a continuación en la figura (b), y el momento de flexión M de la sección es:
En la fórmula anterior,
- B, δ : ancho y espesor máximos de la lámina de acero laminada (m)
- σ es – límite elástico del material (kN • i -2 )
Fig.1 Distribución de la tensión de flexión del rodillo
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,
- K – coeficiente de refuerzo, el valor puede ser K = 1,10~1,25, cuando el resultado para δ/R es grande, entonces se toma el valor más grande.
- R – Radio de la capa neutra de la placa rodante (m)
2.2 Condición de fuerza
Al laminar una placa de acero, la condición de resistencia se muestra en la siguiente figura. Según el equilibrio de fuerzas, la fuerza de apoyo F 2 sobre la placa del rodillo se puede obtener mediante la fórmula:
En la fórmula anterior,
- θ – El ángulo entre la línea contaminada OO 1 y OO 2,
- α – Distancia central del rodillo inferior (m)
- d min – Diámetro mínimo de laminado de chapa (m)
- d 2 – Diámetro del rodillo inferior (m)
Fig.2 Análisis de la fuerza de flexión del rodillo
Considerando que el espesor de la placa δ es mucho menor que el diámetro mínimo del tubo de laminación, el radio R de la capa neutra es de alrededor de 0,5 d min . Para simplificar el cálculo, la ecuación anterior se puede cambiar a:
Según el equilibrio de fuerzas, la fuerza de presión F 1 generada por el rodillo superior que actúa sobre la placa rodante es:
Cálculo de la potencia motriz.
3.1 Momento de accionamiento del rodillo inferior
El rodillo inferior de la máquina laminadora de placas es el rodillo impulsor, y el par motor en el rodillo inferior se utiliza para superar el par de deformación T n1 y el par de fricción T n2 .
En el proceso de laminación de láminas de acero, la capacidad de deformación almacenada en la sección AB de la lámina de acero (ver Fig. 1a y Fig. 2) es 2 M θ, el costo de tiempo es 2 θR/V ( V es la velocidad de laminación).
La relación es igual a la potencia del par de deformación T n1 , a 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:
- f – Coeficiente de fricción de rodadura, tome f = 0,008 m
- μ – Coeficiente de fricción por deslizamiento, tome μ = 0,05-0,1d 1 ,
- d 2 – Diámetro del rodillo superior y del rodillo inferior (m)
- D 1 D 2 – Diámetro del cuello del rodillo superior e inferior (m)
El tamaño aún no es preciso en la etapa de diseño, el valor puede tomar D i = 0,5d i (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 .
3.2 Potencia impulsada por el rodillo inferior
La potencia impulsada por el rodillo inferior es:
En la fórmula anterior:
- P – Potencia activada (m • KW)
- T – Momento de la fuerza motriz (KN • m)
- n 2 – Velocidad de rotación del rodillo más baja (r • min -1 ), n 2 =2 V /d 2 (V es la velocidad de rodamiento)
- η – eficiencia de transmisión, η=0,65-0,8
La potencia del motor principal se puede obtener del valor de P.
