輥底式淬火爐傳動系統(tǒng)驅(qū)動功率的計算方法

輥底式淬火爐傳動系統(tǒng)驅(qū)動功率的計算

方法摘要：對輥底式淬火爐傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了分析及說明、提出了驅(qū)動功率的計算方法和基本公式。關(guān)鍵詞：輻底式淬火爐、傳動系統(tǒng)、驅(qū)動功率在進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球輕工制造業(yè)發(fā)展對鋁合金板材的需求越來越大［1］。隨著工業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和節(jié)能的要求，鋁合金板材正在越來越廣泛地應(yīng)用于航空航天、軌道交通、軍工、船舶等國防工業(yè)及民用領(lǐng)域。鋁合金輥底式淬火爐主要用于2xxx、6xxx、7xxx系高端鋁合金板材的固溶淬火熱處理。經(jīng)熱處理強化后的鋁合金能達(dá)到更高的強度，具有更好的成型性、導(dǎo)熱性、耐腐性和耐磨性。輥底式淬火爐加熱速度快、保溫時間短、生產(chǎn)效率高，能滿足高品質(zhì)要求的處理工藝。該爐型屬于高端熱處理設(shè)備，擁有全線高度自動化、優(yōu)異的板材淬火質(zhì)量和品質(zhì)、先進(jìn)的材料熱處理工藝等諸多優(yōu)勢。1.設(shè)備組成輥底式淬火爐生產(chǎn)線包括裝料段、輥底爐段、淬火段、出料段、控制系統(tǒng)等組成。

圖1輻底式淬火爐傳動系統(tǒng)是由全線各段不同的傳動組構(gòu)成，每個傳動組由若干輾子、鏈輪鏈條組、電機構(gòu)成。一般來說一個傳動組由一個電機通過一套鏈輪鏈條組驅(qū)動若干輾子。圖2輥底式淬火爐傳動系統(tǒng)圖3輻底式淬火爐傳動系統(tǒng)傳動組1.工藝流程輾底式淬火爐的主要工藝流程為：采用真空吸盤吊具將板材放置在裝料段上并由裝料段的傳動輾道送入爐體加熱區(qū)，根據(jù)設(shè)定的熱處理工藝將板材加熱到設(shè)定溫度后保溫。保溫結(jié)束后，由爐體段的傳動輾道在規(guī)定的淬火轉(zhuǎn)移時間內(nèi)將板材送入淬火段，板材在淬火段通過淬火段的噴淋系統(tǒng)進(jìn)行淬火，淬火完成后由淬火段的噴吹系統(tǒng)將板材吹干，待板材干燥后由傳動輥道將板材送入出料段。出料段的傳動輥道將板材移動到特定位置后由真空吸盤吊具將板材移走。整個過程實現(xiàn)自動化控制。1.傳動系統(tǒng)驅(qū)動功率計算設(shè)一個傳動組全長L(m)，由1臺電機驅(qū)動n個輥子，輥道最大載重q(kg/m),單根輥重m(kg)，單根輥轉(zhuǎn)動慣量J(kg?m2)，輥道外徑為D(m)，輥道軸承處外徑為d(m)，鏈輪傳動組總傳動比i，輥道最大輸送速度V(m/s)，啟動時間t。1.1.正常運行所需功率正常運行時為勻速運行，電機克服輥子與鋼板的滾動摩阻及軸承摩阻之和。且輥子軸承處旋轉(zhuǎn)角速度與輥道本身的旋轉(zhuǎn)角速度相同［2］，故有：P(W)=(M+M)X3/n鏈(1)M板一輥子與板材的摩擦力矩(N?m)M軸承一軸承摩擦力矩(N?m)3輥一輥子轉(zhuǎn)速(rad/s)，3s=V/(D/2)n鏈一鏈傳動效率，0.96［3］在正常運行的情況下，板材在輥子上的運動屬于滾動［2］，故有：M=mXgXuXD/2(2)m板一在1個傳動組內(nèi)板材的質(zhì)量(kg)，m板二LXqU一板材與輥道的滾動摩擦系數(shù)板材M=(m+mXn)XgXpXd/2(3)u—軸承的摩擦系數(shù)1.1.最大所需功率一般來說傳動輥道在滿載啟動時所需的功率最大，這個時候電機除了要克服正常穩(wěn)定輸送時的輥子摩擦阻力外，還要克服輥子旋轉(zhuǎn)的慣性阻力矩，板材的慣性阻力矩，以及鏈條鏈輪等的慣性阻力，一般克服鏈條鏈輪的慣性阻力所需功率較小[2]，在此省略不計。在恒轉(zhuǎn)矩啟動的情況下，最大功率點在啟動結(jié)束的瞬間。3.2.1克服輥子旋轉(zhuǎn)的慣性阻力矩瞬時最大功率P1P(W)=nXJXo2/t(4)3輥一輥子轉(zhuǎn)速(rad/s)，”/")3.2.2克服板材的慣性阻力矩瞬時最大功率P2P(W)=m*V2/t(5)m板一在1個傳動組內(nèi)板材的質(zhì)量(kg)，m板二LXq3.2.3最大所需功率P總p(w)=(p+p+p)/n鏈(6)n鏈一鏈傳動效率，0.96[3]3.2.4校核電機驅(qū)動功率一般來說傳動輥道的啟動時間都比較短，小于電機的最大過載時間，所以最大驅(qū)動功率一般依靠電機的過載能力來提供。PWP額XW-P’(7)P額一電機額定功率(W)中一電機過載系數(shù)，由電機自身決定P’一電機啟動過程中，電機軸及減速機軸消耗的功率(需查詢電機樣本進(jìn)行計算，本文不做贅述)1.總結(jié)本文提出了輥底式淬火爐傳動系統(tǒng)驅(qū)動功率的計算方法，正常運行的輥道的驅(qū)動功率主要消耗在輥道與工件及傳動系統(tǒng)自身的摩擦。輥道最大的驅(qū)動功率在啟動結(jié)束的瞬間，此時功率除了消耗在整個傳動系統(tǒng)的摩擦阻力外，還消耗在板材、輥道及鏈輪鏈條系統(tǒng)的慣性阻力上。參考文獻(xiàn)［1］ 許志義，中厚板輥