浮法玻璃生产线冷端辊道输入功率计算探讨

1、浮法玻璃生产线冷端辊道输入功率计算探讨法玻璃生产线冷端辊遵 |奠 r 入功年计算探讨国玻 浮法玻璃生产线冷端辊道 , 输入功率计算探讨陈承新中意凯盛 (蚌埠 )玻璃冷端机械有限公司安徽蚌埠 233010 摘要 :浮法玻璃生产线冷端辊道是浮法生产线很普通但也是很重要的设备,多年来辊道设计工程师们设计和开发了多种传动形式的辊道 ,但设计工程师们常常不对辊子功率计算而只是根据 经验进行估算 ,本文将探讨如何计算冷端输送辊道的功率 .关键词 :浮法玻璃生产线 ;辊道;功率 Discussiononinputpowercalculationofcoldend rollerwayinfloatglassp

2、roductionlineChenChengxinSinoItalyCTIEC(Bengbu)GlassColdEndMachineryCo.,LtdBenru,Anhui233010 Abstract:Coldendrollerwayisthecommonandveryimportantequipmentforfloatglassprod uctionlineandvarious rollerwayshavebeendevelopedbyengineersovertheyears.However,engineersdontoftenc alculatetherollerpowerand on

3、lyestimateitbasedonexperience,SOthispaperdiscussestheinputpowercalculationofcol dendmilerway.Keywords:floatglassproductionline;rollerway;power 浮法玻璃生产线辊道主要是对玻璃带和玻璃片 进行输送 ,在输送过程中对玻璃进行退火 ,切割 ,掰 断,分片,堆垛和取片 .其中浮法玻璃生产线冷端辊道分为拉引段 ,加速段和高速段 ,从冷端第一根辊到 横向掰断辊称之为拉引段 ,加速段以后直至主线结 束称之为高速段 ,高速端设置若干节标准辊道 ,均为 分段传动 ,其线速

4、度为拉引速度的若干倍 .拉引段 辊道可由退火窑辊道直接带动 ,加速段可采用伺服 电机独立驱动 ;高速段采用变频电机驱动 .对辊道 输入功率的计算是选取驱动电机的关键 . 笔者将以锥齿轮传动辊道为例对一段辊道的输 入功率进行计算 ,可从以下几个部分进行 : 1单根辊子部件及其上承载玻璃所需 要的最大传动功率 此部分功率占辊道功率的很大一部分 ,主要有 三部分组成 ,第一部分为辊子部件自身加速所需要 功率 ;第二部分为玻璃加速所消耗的功率 ;第三部分 为摩擦力消耗的功率 .这三部分功率大小主要和辊 14 道所需加速度大小 ,玻璃板的重量和辊子及传动部 件本身的转动惯量有关 .图11.1 玻璃加速所

5、需要的传动力如图1取辊子间距为P玻璃板厚T,玻璃宽 度w,玻璃密度P则作用在每根辊子上的理论最玻 璃重量为m=pV=pPTW,取加速度a(m/s.),则玻 璃加速所需传动力为F=ma(N).国玻璃1.2 辊子加速转动所需要的扭矩 辊子部件转动部分由辊子 ,锥齿轮及轴承内圈 组成.其转动惯量可由三维绘图软件绘出辊子部件 立体图后 ,选定旋转轴直接得出精确数值 .辊子部件的转动惯量也可通过手工计算求得 , 方法如下 :(1) 辊子由钢管 ,两个轴头以及胶圈组成 ,则辊 子的转动惯量J-由四部分组成,分别为钢管的转动 惯量J.，两轴头的转动惯量Jb,J.胶圈的转动惯量Jdo(2) 可将锥齿轮简化为圆

6、筒体加圆锥体计算得 其转动惯量 Jz.(3) 轴承内圈转动惯量为 J,.此三部分转动惯量均J-,Jz,J3可由下式求得： 计算通式 :J:KmD2e(kg.m：)4式中：m： 旋转体质量 ,K： 系数,具体数值可从机械设计手册查得D： 旋转体飞轮计算直径 ,m 辊子部件加速所需要扭矩为 ：M=J 辊？OL=(JI+J2+J3)?aiR式中：12L:辊子部件的角加速度,rad/m,=- Ka:辊面玻璃的直线加速度，m/sR：辊子胶圈外径,m1.3 轴承间摩擦力产生力矩 取球轴承径向载荷摩擦因数为 ,首先计算齿 轮啮合传动时作用在从动齿轮上的最大径向压力F齿(假定F齿作用于一点以简化计算，如图2示

7、意 图所示 ). 齿轮啮合传动示意图 传动齿轮从动齿轮R,为作用点到轴线的半径假定合力的分力F作用于一点. 图215 法玻璃生产线玲砖辊遵措入功年计算探讨 辊子部件的简化受力如图 3:图3则得:,F 齿？Ri=F?R+M+F?R2FI+F2=F 齿+GIF=(F-+F2)?推得 F 齿？R匸F?R+M+(F 齿+G)?R2式中:F:玻璃加速运动所需动力R：辊子胶圈外径M: 辊子部件加速转动所需扭矩G:辊子部件及作用在单根辊子上的玻璃的总重量R:取轴承滚子中心所在圆的半径代替F:单个辊子部件上轴承的摩擦力 由上式可求得 F 齿 则单个辊子部件上轴承的摩擦力产生的力矩 为:M=(F 齿+G)?R2

8、(N?m)由以上 1,2,3 部分可得出单个辊子部件及其 上承载的玻璃加速时所需功率为 :F.v+M+MOh=F+M 音 +M或 F.+M +M 95509550式中:（1）:角速度 ,单位为 rad/sv: 辊面玻璃线速度 ,单位为 m/sn:辊子转速，单位为r/min另外,像玻璃前进所受阻力等其它因素难以 做具体分析 ,可在计算时乘一略大于 1 的系数 f. 则一段标准辊道的辊子和其上承载的玻璃加 速所需要的功率为 :Pt=N.（F+M 蚩+M 蚩）?f式中:N: 一段标准辊道的辊子数量ii 琅璃生产线冷端辊遵输入功车计算探讨2 传动轴部件 （图 4） 自身加速转动时所需要的最大功率 :

9、图 4 传动轴部件2.1 加速转动所需传动力矩 传动轴部件的转动惯量由传动轴 ,驱动齿轮 , 轴承内圈及同步带轮四部分的转动惯量组成 ,同 辊子部件 ,也可利用三维绘图软件绘出传动轴部 件的立体图 ,选定旋转轴后可得其精确转动惯量J传.另外也可手工计算，将皮带轮和轴承内圈简化为圆筒体 ,锥齿轮简化为圆筒体加圆锥体 ,利用计P:韭:=一=一带 -q 齿.11 带 11 带式中P,Pz已在一，二部分中求得.3 结束语 以上计算是以锥齿轮传动辊道为例对一段标 准辊道的功率进行计算 .其它传动类型的主线辊 道也可类比采用此法 ,计算出最大输入扭矩 M 后 即可得出最大输入功率 M?I）.辊道功率确定后

10、 ,要选择合适的减速电机还 需要满足减速电机输出扭矩大于辊道所需最大扭 矩 ,输出转速满足要求 ,另外结合所需减速机类 型 ,安装方式等因素即可选取合适的减速电机 .浮 法冷端主线辊道一般选用斜齿轮减速电机 .算通式J=近似求得其转动惯量J传.则扭瑞士开发出耐热“玻璃纳米颗粒. 矩为M传=J传？.其中由于齿轮传动比为1:1, 角加速度即为辊子角加速度 .2.2 轴承摩擦力产生的力矩 取传动轴部件的重量为 G 传,则轴承摩擦力 为:（N?F齿一 G传）?L（不考虑同步带的胀紧拉力）摩擦力产生的力矩为 :M仁（N?F齿一 G传）.o【由上述 1,2 部分可得传动轴加速转动所需功 率为 :P=（M

11、传+M 一）?（1）:（M 传 +M-）昔或 Pz:（M 传+M?）综上所述 ,并取锥齿轮传动的传动效率为 齿,则一段标准辊道加速转动所需的最大功率为:+P211齿 取同步带传动的传动效率为 11 带. 则一段标准辊道加速转动所需的最大输入功 率为 : l6 瑞士科学家最近利用一种新方法 ,成功制造出 了硼硅酸盐玻璃纳米颗粒 ,由于耐热 ,这些粒子在微 流系统中更加稳定 . 由于较大的表面积和体积比 (surface tovo1. umeratio),纳米粒子引起了科学家的广泛兴趣.在 诊断测试和靶向治疗中 ,纳米粒子很有希望被用作 药物,抗体或其他化学物质的运输体 .不过,这些应 用往往会受到限制 ,因为当纳米粒子遇到温度上升 或者一些特定化学物质后 ,往往会瓦解分裂或者聚 集成团 .利用硼硅酸盐玻璃替代石英玻璃或者聚合 物可以克服这一限制 ,但由于先驱材料硼氧化物的 不稳定 ,制造硼硅酸盐玻璃几乎是不可能的 . 在最新研究中 ,由瑞士洛桑联邦理工学院教授 领导的小组利用一种新的工艺放热相分离 (exothermicphaseseparati