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大张力卷取机的参数计算及分析王春选1)蒋文滨2)摘要通过对太钢公司不锈钢薄板 大张力卷取机的参数计算及分析 王春选1) 蒋文滨2) 摘 要 通过对太钢公司不锈钢薄板轧机的张力卷取机胀缩机构进行受力分析与计算, 提出使用维护建议: 首先在生产中要合理确定张力; 另外要尽量设法改善润滑条件。 关键词: 卷取机 径向力 压力 引 言 太钢不锈钢二十辊冷轧机 900mm ; r2 —— 卷筒外半径, 305mm ; K —— 卷筒压力系数 设 A = R cm ax ?r2 ①缩径状态时, 据 Ρ0 查出: C = 1 时 K = 01248; ②自锁状态时 K = 11046, 则缩径时 p = 8215N ? mm 2; 自锁时 p = 348N ?mm 2。 ( 型号 ZR 22B 52) 是从法国引进的, 可轧制不锈钢薄板。轧机的带钢 卷取机使钢带成卷, 并在轧机工作时提供和控制 轧制张力。卷筒结构型式为倒四棱锥型, 强度高, 径向刚度大, 能自动缩径, 可承受大张力卷取。 1 卷取机技术参数 带钢材质: 不锈钢 A IS I300, 400 带钢宽度 mm : 带钢厚度 mm : 1320 013～ 6 卷筒额定直径 mm : 610 筒 身 长 mm : 1522 带卷外径 mm : 2000 (包括垫纸) 最大张力 t: 45 (440m pm ) , 35 油压力 P a: 130×105 胀缩液压缸: D 850?D 360×65 (600m pm ) 图 1 卷筒工作原理图 212 计算钢卷对每个扇形板的压力 卷筒径向受力见图 2。 由于使用中承受的卷取张力大, 所以卷筒的胀 缩机构受力恶劣, 是整个系统的薄弱环节。本文对该 部分进行分析计算, 并提出建议, 指导使用管理。 2 分析计算 211 计算钢卷对卷筒的径向压力 卷筒工作原理见图 1。 p = K Ρ0 ?(1+ f 1 Π?2) lnA 最大可达 360N ?mm 2; 式中: Ρ0 —— 单位张力, f 1 —— 带材层间摩擦系数, f 1 = 011; 表面有油时取 图 2 卷筒径向受力图 R cm ax —— 带卷最大卷取半径, 无垫纸时为 1) 王春选, 女, 1967 年出生, 1989 年毕业于北京科技大学机械工程系, 工程师。 2) 蒋文滨, 男, 1964 年出生, 1986 年毕业于上海交通大学机械工程系, 工程师。 以上 2 人工作单位: 030003, 太原钢铁 ( 集团) 有限公司。 ·149·1999 年增刊王春选等:大张力卷取机的参数计算及分析21412 计算键的受力: 材质 30C rM o , 屈服极限P 1 =2 D ·149· 1999 年增刊 王春选等: 大张力卷取机的参数计算及分析 21412 计算键的受力: 材质 30C rM o , 屈服极限 P 1 = 2 D B p ?2 2 Ρs = 800N ?mm 。据图 2 分析, 力 S 和 f 2S 为连接 键对扇形板的作用力, 其值等于扇形板对连接键 式中: B —— 带材宽度, B = 1320; D —— 卷筒额定直径; D = 610mm 。 则 缩 径 时 P 2 = 417 × 107N ; 自 锁 时 P 3 = 1198×108N 6 的作用力。求得卷取时: S 1 = 114×10 N ; 自锁时: 7 S 2 = 113×10 N 。 可见, 在卷取时, 扇形板对其连接键施加一推 力; 在自锁状态并缩径时, 扇形板对其连接键施加 一拉力。键受推力时, 被压缩, 扇形板加强了键的 刚度见图 5, 键受力安全, 不必校核; 但键受拉力 时, 同时也受弯矩和剪力, 受力状况不隹 (图 6) , 213 计算胀缩缸平衡力 每一扇形板受力见图 3, 力平衡条件: 棱锥受力图见图 4。 P 1 + S sinΑ= N co sΑ+ f 2N sin Α+ f 2S co sΑ S co sΑ+ f 2S sin Α+ f 2N co sΑ= N sinΑ 下面选择两危险截面 (A - A 和 B - B ) 键的强度。 核算此时 图 3 扇形板受力图 图 5 键受压力图 图 4 棱锥受力图 式中: f 2 —— 卷筒零件摩擦面间的摩擦系数, 有油 时 f 2 = 011, 无油时 f 2 = 012, Α—— 锥棱角, Α= 715°, 图 6 键受