2 Практическая часть

2.1 Расчет мощности главного привода. Выбор электродвигателя

Для определения мощности привода найдем статический и динамический моменты, приложенные к кривошипному валу, по методике Ю.Ф.Шевакина.

Статический момент на валу кривошипа М_ст, Н*м:

М_ст= , где

коэффициент,учитывающий долю момента, расходуемого на холостой ход,

начальный радиус ведущей валковой шестерни,

η – коэффициент полезного действия кривошипно-шатунного механизма,

𝑟_кр – радиус кривошипа,

коэффициент, определяемый динамикой и конструкцией стана:

,

где:

-длина шатуна,

-дезаксиал,

–угол поворота кривошипа в зонах подачи и поворота,

М_Σпр –суммарный момент прокатки при прямом ходе клети, Н*м:

М_{Σпр.пр.ход}=Р_ср*R_в* ),

где:

R_в.расч.- расчетный радиус валка, мм:

R_в.расч=R_б- ,

где:

R_б –радиус бочки валка,

R₃ –радиус заготовки,

R_тр –радиус готовой трубы,

n_𝑞 – коэффициент, зависящий от радиуса шестерни, диаметра заготовки и прокатываемой трубы,

n_з –коэффициент формы очага деформации,

–среднее обжатие металла за цикл, мм:

,

где:

толщина стенки заготовки,

-толщина стенки готовой трубы,

-коэффициент дробности деформации,

Подстановка в формулу значения при расчете момента прокатки прямого хода клети осуществляется с коэффициентом 0,7.

_ср –среднее полное давление металла на валки, мН:

Р_ср=R_σ*σ_в50*(D₃+D_тр)* ,

где:

R_σ –коэффициент, который зависит от характера упрочнения металла,

σ_в50 –предел прочности материала при 50% деформации,

-произведение суммарной вытяжки на подачу (линейное смещение),

толщина стенки заготовки,

-толщина стенки готовой трубы,

D₃ –диаметр заготовки,

D_тр – диаметр готовой трубы,

r_ср/l₁ –отношение среднего радиуса гребня ручья к длине рабочей части ручья без калибрующего участка.

Расчет среднего полного давления металла на валки осуществляем по калибровке:

М_Σпр –суммарный момент прокатки при обратном ходе клети, Н*м:

М_{Σпр.об.ход}=0,85*Р_ср* R_в.расч*( n_з* n_𝑞),

где:

R_в.расч- расчетный радиус валка,

-среднее обжатие металла за цикл (подстановка в формулу значения при расчете момента прокатки обратного хода клети осуществляется с коэффициентом 0,3),

Р_ср – средне полное давление металла на валки,

Динамический момент на валу кривошипа, М_д:

М_д =G_кл* r²_кр*n²,

где:

G_кл –вес клети, n –число двойных ходов клети в минуту

-коэффициент, определяемый динамикой и конструкцией стана,

-коэффициент, определяемый кинематикой кривошипно-шатунного механизма:

,

где:

-угол поворота кривошипа в зонах подачи и поворота,

_кр –радиус кривошипа

_ш –длина шатуна,

-дезаксиал,

-коэффициент, определяемый кинематикой кривошипно-шатунного механизма:

,

где:

η –к.п.д. кривошипно-шатунного механизма,

Расчет мощности электродвигателя главного привода считаем по статическому моменту М_ст, приложенному к кривошипному валу.

Крутящий момент на тихоходном валу редуктора главного привода Т₂, кН*м:

Т₂= ,

где:

Т₃-крутящий момент на валу кривошипа,

U₂-передаточное отношение приводного механизма

η –к.п.д. цилиндрической косозубой зубчатой передачи,

Требуемый крутящий момент на валу электродвигателя Т₁, кН*м:

Т₁= ,

где:

Т₂-крутящий момент на тихоходном валу редуктора,

U₁-передаточное отношение редуктора главного привода,

η –к.п.д. закрытой конической передачи,

Угловая скорость на тихоходном валу редуктора ₂, сек^-1:

₂ = U₂* ₃ ,

где:

₂ –передаточное отношение приводного механизма,

₃ –угловая скорость на валу кривошипа, сек^-1:

₃= ,

где:

-число оборотов кривошипного вала, т.е. число двойных ходов рабочей клети,

угловая скорость на валу электродвигателя:

₁ = U₁* ₂ ,

где:

U₁ –передаточное отношение редуктора главного привода,

₂ –угловая скорость на тихоходном валу редуктора,

электродвигателя Р_дв., кВт:

_дв.= ₁*Т₁ ,

где:

₁ –угловая скорость на валу кривошипа,

₁ – требуемый крутящий момент на валу электродвигателя,

По значениям требуемой мощности и требуемого числа оборотов, выбираем электродвигатель постоянного тока типа ДП85 (мощностью 110 кВт и числом оборотов 700 об/мин) или аналог ему: асинхронный электродвигатель 4А типа 315М8 (закрытый обдуваемый мощностью 112кВт и числом оборотов 750об/мин) ГОСТ 19523-81.