三辊张力机的设计与计算

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[摘 要]本文结合了推拉式酸洗机组中三辊张力机的设计，介绍了三辊张力机电机功率的计算方法，并给出了张力辊的功率参数的计算公式。

[关键词]张力辊；结构设计；机组张力

中图分类号：TG33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0020-02

概述

推拉式酸洗机组的布置紧凑，设备重量小，投资小，生产灵活，在国内应用非常广泛。但整个机组首尾距离长，从开卷到卷取之间的张力损失大，而张力机是张力补偿最重要的设备，所以三辊张力机是推拉式酸洗中必不可少的张力调节设备。因此，三辊张力机的的设计与功率匹配对于整个机组的正常运行至关重要。国内某钢厂1900推拉式机组中布置了两台三辊张力机。设计时，三辊张力机需要的条件如下：

1.技术参数

1.1 原料参数

材质：一般碳素结构钢、低合金结构钢、优质碳素结构钢、高强钢等热轧钢带。

拉伸强度：Max.

屈服强度：Max.

带钢厚度：1.0～6.0 mm

带钢宽度：850～1850 mm

1.2 装置参数

装置数量：2台

每台张力辊数量：3个

张力辊规格：φ800X2100 mm

压紧辊规格：φ350X600/2100 mm

挂胶材质：聚氨酯

机组速度：Max.

入口张力：

出口张力：

2.张力辊的设计计算

2.1 张力辊的配置方式

采用如图的配置方式。张力辊电机均在“发电状态”下工作，且张力辊组是张力递增的过程。由欧拉公式

依次类推第六跟张力辊的出口张力

为1#张力辊出口张力或2#张力辊入口张力：

为2#张力辊出口张力或3#张力辊入口张力：

为3#张力辊出口张力或第二台装置入口张力：

2.2 张力放大系数

张力放大系数取决于带材在张力辊上的包角α及摩擦系数μ。由于带材具有一定刚性，不可能完全贴附在辊面上，因此实际包角小于理论包角α.一般取

本设计中，1#辊，；2#辊，；3#辊，.

2.2.1张力辊的计算放大系数

张力辊辊面材料采用聚氨酯橡胶，其摩擦系数μ为0.18～0.28，此处取。（后处理机组中，μ一般取值为0.18）

由以上所取参数计算得

式中辊实际选取放大系数；

―2#辊实际选取放大系数；

―3#辊实际选取放大系数；

两台张力装置总共的放大系数为

2.3 张力辊的计算

在计算中由于轴承摩擦产生的力矩不大，且机组速度小于300m/min，离心力导致的损失可以不计，则电机所需功率为

2.3.1 1#张力辊的计算及电机选择

2.3.1.1 1#张力辊的计算

2.3.1.2 1#张力辊的电机选择

由（19）初选三相异步变频电机型号为：

IP55 37Kw 380V 50Hz IMB3 1LG4 220-4AA

电机额度转速，减速比：

，取（20）

电机效率，电机通过减速机输出的额定转矩：

（21）

1#张力辊的驱动力矩：

（22）

，所以此电机满足需求。减速机西门子H2SH4A

2.3.2 2#张力辊的计算及电机选择

2.3.2.1 2#张力辊的计算

经过计算，2#张力辊电机所需功率：

（23）

2.3.2.2 2#张力辊的电机选择

由（23）初选三相异步变频电机型号为：

IP55 90Kw 380V 50Hz IMB3 1LG4 283-4AA

电机额度转速，减速比：

，取 （24）

电机效率，电机通过减速机输出的额定转矩：

（25）

2#张力辊的驱动力矩：

（26）

，所以此电机不满足需求，重选三相异步变频电机型号为：

IP55 110Kw 380V 50Hz IMB3 1LG4 310-4AA

电机额度转速，

减速比：

，取 （27）

电机效率，电机通过减速机输出的额定转矩：

（28）

，所以此电机满足需求。减速机西门子H2SH7D（带风扇）

2.3.3根据1#、2#张力辊的计算方法计算3#4#5#6#张力辊及选择电机，汇总如表1：

结束语

本文提出了一种三辊张力装置张力辊电机功率的计算方法。用该方法计算得出的结果与外方在类似生产线上选用的电机功率非常接近，同时对张力辊的包角设计和张力计算对张力辊的设计与控制都是有一定的实用价值的。