Como calcular a carga e a potência para uma máquina dobradeira de placa simétrica de 3 rolos

Introdução

A carga nas dobradeiras de chapas é substancial, portanto a resistência de suas peças deve ser alta.

Além disso, com a intensa concorrência no mercado, a redução do custo dos rolos laminados é crucial. Isto significa que a máquina deve ser projetada com precisão e confiabilidade.

Para projetar a calandra de rolos, é necessário primeiro realizar uma análise de força da laminadora, que fornece os parâmetros originais para projetar cada parte da máquina.

O cálculo da potência motriz do sistema de acionamento principal também é importante para projetar o sistema de acionamento principal e selecionar o motor.

Como resultado, calcular a análise de força e a potência de acionamento da laminadora de chapas grossas é fundamental para o projeto da calandra de rolos.

Esta postagem fornece um método para calcular as capacidades de força de uma dobradeira simétrica de três rolos, e outros tipos de laminadoras de chapas podem usá-lo como referência.

Análise de Força

2.1 Torque máximo necessário para o rolamento de um cilindro

Quando a laminadora de chapas está funcionando, a chapa de aço deve ser enrolada no tubo de aço.

Neste momento, a tensão do material atingiu o limite de escoamento.

Portanto, a distribuição das tensões de flexão na seção do tubo é mostrada abaixo da figura (b), e o momento fletor M da seção é:

Na fórmula acima,

• B, δ – A largura e espessura máximas da chapa de aço laminada (m)
• σ_é – Limite de escoamento do material (kN • eu^-2)

Fig.1 Distribuição de tensões de flexão de rolo

Ao considerar a deformação do material, existe armadura, e o coeficiente de armadura K é introduzido para modificar a equação (1), a saber:

Na fórmula acima,

• K – coeficiente de reforço, o valor pode ser K = 1,10~1,25, quando o resultado para δ/R for grande, então pegue o maior valor.
• R – Raio da camada neutra da placa rolante (m)

2.2 Condição de Força

Ao laminar chapa de aço, a condição de força é mostrada conforme a figura abaixo. De acordo com o equilíbrio de forças, a força de apoio F₂ na placa do rolo pode ser obtido através da fórmula:

Na fórmula acima,

• θ – O ângulo entre a linha contaminada OO1 e OO2,

• α – Distância central do rolo inferior (m)
• d_min – Diâmetro mínimo de laminação de chapas (m)
• d₂ – Diâmetro do rolo inferior (m)

Fig.2 Análise de força de flexão de rolo

Considerando que a espessura da placa δ é bem menor que o diâmetro mínimo do tubo laminador, o raio R da camada neutra é em torno de 0,5d_minpara simplificar o cálculo, a equação acima pode ser alterada para:

De acordo com o equilíbrio de forças, a força de pressão F₁que é gerado pelo rolo superior, atuando na placa rolante é:

Cálculo da potência motriz

3.1 Momento de acionamento do rolo inferior

O rolo inferior da laminadora de placas é o rolo motriz, e o torque motriz no rolo inferior é usado para superar o torque de deformação T_n1 e o torque de atrito T_n2.

No processo de laminação de chapas de aço, a capacidade de deformação armazenada na seção AB da chapa de aço (ver Fig. 1a e Fig. 2) é 2Mθo tempo custado é 2θR/V (V é a velocidade de rolamento).

A relação é igual à potência do torque de deformação T_n1a saber:

Portanto,

O torque de fricção inclui o torque de fricção de rolamento entre o rolo superior e inferior e a placa de aço, e o torque de fricção de deslizamento entre o pescoço do rolo e a luva do eixo, que pode ser calculado da seguinte forma:

Na fórmula acima:

• f – Coeficiente de atrito de rolamento, tome f = 0,008m
• μ – Coeficiente de atrito de deslizamento, tome μ = 0,05-0,1d₁,
• d₂ – Diâmetro do rolo superior e rolo inferior (m)
• D₁D₂ – Diâmetro do pescoço do rolo superior e inferior (m)

O tamanho ainda não é preciso na fase de projeto, o valor pode levar D_eu = 0,5d_eu (eu = 1, 2). O torque de acionamento do rolo inferior T é igual à soma do torque de deformação T_n1 e o torque de atrito T_n2.

3.2 Potência acionada pelo rolo inferior

A potência acionada pelo rolo inferior é:

Na fórmula acima:

• P – Potência acionada (m • KW)
• T – Momento de força motriz (KN • m)
• n₂ – Menor velocidade de rotação do rolo (r • min^-1), n₂=2V/d₂ (V é a velocidade de rolamento)
• η – eficiência de transmissão, η=0,65-0,8

A potência do motor principal pode ser obtida a partir do valor de P.