Расчет нагрузок на привод валков подающих и выбор гидромотора

 

Перемещение ленты валковой подачи происходит с помощью валков подающих. Привод валков подающих в валковой подаче разработанной ООО «Спецпроект» осуществляется двумя электрическими двигателями через двухступенчатый редуктор. В дипломной работе предлагается заменить электрический привод валков подающих на гидравлический. Для привода валков используем один гидромотор.

Для выбора конкретной модели гидромотора надо знать момент нагрузки и частоту вращения его вала.

Момент на валу гидромотора:

 

,

 

где М₁ – крутящий момент на подающих валках при перемещении и правке полосы наибольших размеров;

– крутящий момент от инерции вращающихся масс на валу гидромотора;

i _р = 1 – передаточное число редуктора;

h = 0, 9 – КПД редуктора.

Крутящий момент на подающих валках при перемещении и правке полосы:

 

,

 

где F _п – наибольшее потребное тянущее усилие на подающих валках;

r = 0, 08 м – радиус подающих валков.

 

Наибольшее потребное тянущее усилие на подающих валках:

 

 ,

 

где F _пр – усилие, необходимое для протягивания ленты через валки правильного устройства;

Q _п - усилие, необходимое для преодоления инерции ленты.

 

Усилие, необходимое для протягивания ленты через валки правильного устройства:

 

 ,

 

где d _в = 0, 060 м – диаметр правильного валка;

 - суммарный момент нагрузки на подающих валках.

Суммарный момент нагрузки:

,

где М₁ – момент, затрачиваемый на упругую и пластическую деформацию материала листа;

М₂ – момент сил трения качения валков по ленте;

М₃ – момент сил трения в опорах валков.

 

Момент, затрачиваемый на упругую и пластическую деформацию материала прокатываемого листа:

 

,

 

где М_и2 – момент, затрачиваемый на пластическую деформацию под 2-м и 3-м валком;

М_и4 – момент, затрачиваемый на упругую деформацию под 4-м и 3-м валком;

r _пл – минимально допустимый радиус кривизны при пластическом изгибе;

r _упр – минимально допустимый радиус кривизны при упругом изгибе.

 

Момент, затрачиваемый на пластическую деформацию:

 

 ,

 

где s _s = 260 × 10⁶ Па – предел текучести материала листа;

s – пластический момент сопротивления.

 

 м³,

 

где b = 0, 08 м – максимальная ширина ленты;

h = 0, 0006 м – максимальная толщина ленты.

Момент, затрачиваемый на пластическую деформацию:

 Н × м

 

Момент, затрачиваемый на упругую деформацию:

 

 ,

 

где W – упругий момент сопротивления.

 

 м³

 

Рассчитаем момент, затрачиваемый на упругую деформацию:

 

 Н × м

 

Минимально допустимый радиус кривизны при пластическом изгибе:

 

 ,

 

где Е = 2, 1 × 10¹¹ Па – модуль упругости материала листа;

I – момент инерции сечения листа;

 

Рассчитаем значения момента инерции сечения листа и изгибающего момента:

 

 м⁴ ,

Рассчитаем минимально допустимый радиус кривизны при пластическом изгибе:

 

 м

 

Рассчитаем минимально допустимый радиус кривизны при упругом изгибе:

 

 м

 

Рассчитаем значение момента, затрачиваемого на упругую и пластическую деформацию материала прокатываемого листа:

 

 Н × м

 

Момент сил трения качения правильных валков по ленте:

 

 ,

 

где  - суммарное давление листа на правильные валки;

т = 0, 0008 м – плечо трения качения с учетом трения скольжения для листовой стали и полосового материала.

 

Рассчитаем значения давления листа на каждый из роликов правильного устройства:

- давление ленты на первый валок

 Н,

 

- давление ленты на второй валок

 

 Н,

 

- давление ленты на третий валок

 

 Н,

 

- давление ленты на четвертый валок

 

 Н,

 

- давление ленты на пятый валок

 

 Н,

 

где t = 0, 08 м – расстояние между осями правильных валков.

 

Рассчитаем численное значение момента сил трения качения правильных валков по ленте:

 

 Н × м

Момент сил трения в опорах валков:

 

,

 

где d = 0, 04 м – диаметр дорожки подшипника качения;

f = 0, 01 – коэффициент трения в подшипниках качения опор правильных валков.

 

Рассчитаем численное значение момента сил трения в опорах валков:

 

 Н × м

 

Рассчитаем усилие, необходимое для протягивания ленты через валки правильного устройства:

 

 Н

 

Усилие, необходимое для преодоления инерции ленты рассчитаем по формуле:

 

,

 

где G ₃ = 370 Н – сила тяжести половины петли;

G ₁₀ = 1470 Н – сила тяжести ленты, лежащей на горизонтальном участке длиной 10 м;

f = 0, 1 – коэффициент трения;

F _ин – усилие инерции.

 

 ,

 

где g = 9, 8 м/с² – ускорение свободного падения;

а – ускорение подачи.

 

 м/с²

 

Рассчитаем численные значения усилия инерции и усилия, необходимого для преодоления инерции ленты:

 

 Н,

 Н

 

Рассчитаем наибольшее потребное тянущее усилие на подающих валках:

 

 Н

 

Рассчитаем крутящий момент на подающих валках при перемещении и правке полосы:

 

 Н × м

Крутящий момент от инерции вращающихся масс на валу гидромотора определяется по формуле:

 

 ,

 

где I _д.в.м. – момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу гидромотора;

e - угловое ускорение на валу гидромотора.

 

Момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу гидромотора определяется формулой:

 

 

где I ₁ = 0, 13 кг × м² – момент инерции подвижных частей гидромотора;

т₁, т₂, т₃, т₄, т₅, т₆, т₇ – масса муфты, шестерни, зубчатого колеса, карданов, барабана тормоза и подающих валков;

D ₂, D ₃, D ₄, D ₅, D ₆, D ₇ – диаметры муфты, делительных окружностей шестерни и зубчатого колеса, карданных валов, барабанов тормоза и подающих валков.

 

Рассчитаем численное значение момента инерции вращающихся масс, приведенный к валу гидромотора

 

 кг × м²

 

Рассчитаем численное значение углового ускорения на валу гидромотора:

 

 рад/с²

 

Тогда крутящий момент от инерции вращающихся масс на валу гидромотора составит:

 

 Н × м

 

Рассчитаем момент нагрузки на валу гидромотора:

 

 Н × м

 

Рассчитаем число оборотов подающих валков:

 

 ,

 

где v _наиб = 1 об/с (60 об/мин) наибольшая паспортная скорость подачи ленты;

D = 0, 139 м – диаметр подающих роликов.

 об/с

 

Число оборотов гидромотора:

 

 об/с (120 об/мин)

 

Расчеты показали, что для привода подающих валков подачи валковой необходим гидромотор, обеспечивающий момент М_сопр = 328, 6 Н × м и частоту вращения п_об = 2 об/с (120 об/мин).

Этим требованиям отвечает высокомоментный радиально-поршневой гидромотор типа МР-0, 25/10 с параметрами:

Рабочий объем - 250 см³.

Номинальный вращающий момент - 380 Н× м.

Номинальное давление - 10 МПа.

Максимальное давление - 12 МПа.

Минимальная частота вращения – 8 об/мин.

Максимальная частота вращения – 240 об/мин.

Максимальный расход - 65 л/мин.

КПД:

объемный - 0, 94.

полный - 0, 89.

Мощность - 9, 3 кВт.

Момент инерции - 0, 13 кг× м².

Расчетная долговечность - 5000 ч.

Масса - 70 кг.

Рассчитаем давление перед гидромотором.

 Па

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: