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步进齿条式冷床传动设计优化 梁 鸿 王任全 苏 力 （北京京诚瑞信长材工程技术有限公司，北京 100176 ） 1 摘 要 本文针对某棒材工程冷床设计的需要，对冷床传动装置进行动力学分析其旋转一个周期内负载及转速的运 动情况。初选电机功率，得出一个周期内冷床的瞬时功率曲线图，计算均方根功率，使电机额定功率大于负载的均 方根功率，同时满足其最大转矩大于负载的最大转矩，通过反复计算求得电机的最佳功率。此种方式计算得出的冷 床电机功率为满足使用要求的最小功率，有效地节省能源。 关键词 步进齿条式冷床 冷床传动装置 优化设计 Walking Beam Cooling Bed Drive Unit Optimization Liang Hong Wang Renquan Su Li (CERI Long Product Co.,Ltd., Beijing, 100176) Abstract According a bar mill project, take the kinetic analysis of cooling bed torque speed. Selected a motor preliminary, then get the power in one cycle and calculate the root-mean-square power. Make sure that power lower than rated power, at the meantime the max motor torque is larger than the max load torque. After times calculate we can get the suitable motor power. Use this way ,the motor power is the min proper power for cooling bed drive unit, it can save energy effectively. Key words walking beam cooling bed ，drive unit，optimization design 1 引言 冷床是棒材生产中重要的设备，其作用是将倍尺后的轧件均匀冷却。步进齿条式冷床具有冷却效率高、 冷却均匀等优点。冷床的传动形式为电机传动两台涡轮减速机，蜗轮减速机输出轴带动偏心轮转动，实现冷 床动齿条步进（见图 1）。 图 1 步进冷床示意图 梁鸿，男，本科，高级工程师，从事长材生产线设备设计，lianghong@ 8-46 第八届（2011 ）中国钢铁年会论文集 以往冷床设计时，都是根据冷床传动旋转周期内的平均速度与最大冷床负载时的力矩得出电机的功率， 此种方式计算出的电机功率相对较大，虽能满足使用要求，但并不经济。 冷床在旋转的过程中，冷床的负载转矩按正弦曲线方式变化。对冷床的运动进行动力学分析，得出电机 的功率/力矩曲线，计算电机的均方根功率，校核电机散热能力与电机力矩能力，最终得出最优的电机功率， 此种方式得出的电机功率既经济又合理。 2 冷床传动计算 2.1 冷床基本参数 根据某棒材工程需要，现需要设计一套 66m ×10m 冷床，步进偏心距 55mm，棒材规格 φ（12~ 65）mm ， 冷床动作周期 3s，冷床的基本参数见表 1。 表 1 冷床的基本参数 1 冷床规格/m ×m 66 ×10 2 轧件规格/mm max 65 min 12 mm 3 轧件长度/m 60 4 最大规格轧件重量/