鋁帶熱軋機中的輥道清刷裝置設(shè)計探討

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1、鋁帶熱軋機中的輥道清刷裝置設(shè)計探討StudyonCleaningEquipmentforRollerinAluminumHotMill劉志鵬（洛陽有色金屬加工設(shè)計研究院，河南洛陽471039）摘要：輥道清刷裝置是目前鋁帶熱軋機中一種新型設(shè)備，本文主要介紹了輥道清刷裝置的結(jié)構(gòu)、設(shè)計參數(shù)，以及在設(shè)計中需要注意的事項。關(guān)鍵詞：輥道清刷裝置；清輥器；卷筒；減速電機；輥道Abstract：Cleaningequipmentforrollerisanupdateoneinaluminumhotrollingarea,whichisdescribe

2、dhereinsuchaspectsasstructure,designingparameters,andsomeattentionfactors.Keywords：Cleaningequipmentforroller;Rollscleaner;Reducer;Rollerbed輥道在熱軋機組中，占據(jù)整個機列長度的80%以上。熱軋中輥道的粘鋁現(xiàn)象是不可避免的，而輥道粘鋁嚴重將會影響到帶材的板面質(zhì)量。因此在熱軋生產(chǎn)中必須定期清理輥道。隨著自動控制逐漸的應(yīng)用在鋁板帶熱軋生產(chǎn)中，生產(chǎn)效率日益提高，人力清潔已經(jīng)無法適應(yīng)整個生產(chǎn)的需要，因此輥道

3、清刷裝置被廣泛的應(yīng)用在鋁帶熱軋機組中。本文結(jié)合我公司設(shè)計的輥道清刷裝置，對其工作原理，主要參數(shù)的計算和清輥器的結(jié)構(gòu)特點進行了詳細的介紹。1.輥道清刷裝置的工作原理輥道清刷裝置主要由支架、減速電機、卷筒、鋼絲繩、清輥器等組成（如圖1所示）。圖1輥道清刷裝置結(jié)構(gòu)組成支架橫跨輥道兩側(cè)，將減速電機及卷筒置于高處，以保證生產(chǎn)時下側(cè)能夠順利的通過板材。生產(chǎn)時，鋼絲繩卷起，清輥器放在機旁指定位置。清刷時，將清輥器吊放在輥道上，首先輥道轉(zhuǎn)動將清輥器運送到輥道邊部。然后由減速電機驅(qū)動卷筒帶動清輥器在輥道上慢速滑動，同時，輥道做快速反向旋轉(zhuǎn)。通過輥道與清

4、輥器之間的相對運動來清潔輥道。1.清輥器重量的選擇輥道的清刷效果與清輥器的重量有著緊密的聯(lián)系。當摩擦系數(shù)一定時，清輥器的重量越大，則摩擦力越大，清潔效果越好；但是清輥器的重量同時也受到輥道輸出力矩的制約，重量增大后，摩擦阻力矩也將隨之增大。筆者參考輥道啟動力矩的計算以及清刷中的力矩平衡，對清輥器重量的計算進行了推導整理。清輥器在清刷時，輥道必須克服三種力矩：1）清輥器的摩擦阻力矩；2）輥道平穩(wěn)運行時的摩擦力矩；3）輥道的啟動力矩。2.1清輥器摩擦阻力矩計算清輥器工作時，輥道與清輥器做反向運動，清輥器對輥道的摩擦阻力矩為M1=FR（式1

5、）其中：M1---清輥器的摩擦阻力矩，N.m；F---清輥器的摩擦力，N；R---輥子半徑，m。清輥器的摩擦力可由下式求得：F=mgμ1（式2）其中：m---清輥器的重量，kg；g---重力加速度，9.81m/s2；μ1---清輥器與輥道間的摩擦系數(shù)，取μ1=0.5。將式2代入式1可得：M1=mgR/2(式3)2.2輥道平穩(wěn)運行時摩擦力矩計算輥道平穩(wěn)運行時，轉(zhuǎn)動輥道所需的靜力矩是根據(jù)輥子軸承中的摩擦損耗來計算，即M2=（mg+CG1）μ2r(式4)其中：M2---輥道平穩(wěn)運行時的靜力矩，N.m；C---由一臺電機驅(qū)動的輥子的數(shù)量；G1

6、---一根輥子的重力，N；μ2---輥子軸承中的摩擦系數(shù)，對于滾動軸承，μ2=0.005，對于銅瓦軸承，μ2=0.06~0.08；r---輥子軸頸的半徑，m；2.3輥道啟動力矩的計算輥道在啟動時，輥子是在加速情況下運行，因此可根據(jù)輥道輥子在加速時的動力矩來計算，即M3=CGD12ε/4(式5)其中M3---輥道啟動力矩，N.m；GD12---一個輥子的飛輪力矩，kg.m2;ε---輥子的角加速度，1/s2。2.4清輥器重量的公式推導在清刷過程中，輥道運行的必備條件為：M≥M1+M2+M3（式6）其中M---輥道輸出力矩，N.m。將式3

7、、式4、式5代入式6可得M≥mgR/2+（mg+CG1）μ2r+CGD12ε/4（式7）整理后可得出，清輥器的重量必須滿足m≤(式8)1.減速電機的選擇輥道清刷裝置是通過減速電機來驅(qū)動清輥器在輥道上滑動，因此減速電機的選擇也是設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。根據(jù)卷筒的在清刷中的力矩平衡來計算減速電機的輸出力矩，即M’=FD/2(式9)其中M’---減速電機輸出力矩，N.m；F---清輥器摩擦力，N；D---卷筒直徑，m。根據(jù)清輥器的運行速度計算減速電機的輸出轉(zhuǎn)數(shù)，即n=（式10）其中n---減速電機的輸出轉(zhuǎn)數(shù)，r/min;v---清輥器的運行速

8、度，m/s;根據(jù)式9和式10計算出的輸出力矩和輸出速度，來選擇合適的減速電機。1.清輥器的結(jié)構(gòu)特點清輥器主要由底板（1）、底板（2）、螺桿、螺母、夾緊裝置、張緊裝置等組成（如圖2所示）。底板（1）與底板（2）通過銷軸鉸接