5轧制力矩解读

复习提问

1．什么叫轧制压力？确定轧制压力有哪些方法？

2．金属与轧辊的接触面积如何确定？3．艾克隆德常用单位压力计算公式各考虑了哪些因素？

复习提问1．什么叫轧制压力？确定轧制压力有哪5.传动轧辊的力矩5.传动轧辊的力矩5.1轧制时传递到主电机上的各种力矩一、轧制时的各种力矩组成

1.轧制力矩

2.附加摩擦力矩

为克服轧件的变形抗力及轧件与辊面间的摩擦所需的力矩。由两部分所组成，即：——在轧制压力作用下，发生于辊颈轴承中的附加摩擦力矩。

——轧制时由于机械效率的影响，在机列中所损失的力矩。5.1轧制时传递到主电机上的各种力矩一、轧制时的各种力矩组3.空转力矩

轧机空转时间内的摩擦损失。主要是轧机各转动件自重产生的摩擦力矩

4.动力矩

克服轧辊及机列不均匀转动时之惯性力所需的力矩，对不带飞轮或轧制时不进行调速的轧机，=0。结论：电动机所输出的力矩为：3.空转力矩轧机空转时间内的摩擦损失。主要是轧机各转动件二、静力矩与轧制效率1.静力矩

主电机轴上的轧制力矩、附加摩擦力矩与空转力矩三项之和称为静力矩。

与为已归并到主机轴上的力矩。则为轧辊轴线上的力矩，若换算到电机轴上，需除以减速比，即：二、静力矩与轧制效率1.静力矩主电机轴上2.轧制效率

轧制力矩直接用于使金属产生塑性变形，可认为是有用的力矩，而附加摩擦力矩和空转力矩皆为伴随轧制过程而发生的不可避免的损失。

轧制力矩（换算到主电机轴上的）与静力矩之比，称为轧制效率，即：

通常约为：η=0.5～0.95

2.轧制效率轧制力矩直接用于使金属产生塑5.2各种力矩的计算一

按轧制力计算轧制力矩

5.2各种力矩的计算一按轧制力计算轧制力矩

（1）转动一个轧辊所需力矩，应为力P和它对轧辊轴线力臂的乘积，即或

（2）转动两个轧辊所需的力矩为——合压力P作用点对应的圆心角。式中——力臂，式中（1）转动一个轧辊所需力矩，应为力P和它对轧辊轴（3）力臂系数ψ令a=ψl

（ψ—力臂系数，L—接触弧长）转动两个轧辊所需的

Mz=2Pa=2Pψl

实际上，ψ受很多因素的影响.综合一些研究资料，热轧铸锭时χ=0.55~0.60

热轧板带时χ=0.42~0.50

冷轧板带时χ=0.33~0.42（3）力臂系数ψ转动两个轧辊所需的实际上，ψ受很多因素的二、按接触面摩擦力计算轧制力矩Rα设轧件宽为1，压扁轧辊半径R′二、按接触面摩擦力计算轧制力矩Rα设轧件宽为1，压扁轧辊半径

对于全滑动理论：

对于全黏着理论：

对于混合摩擦理论：对于全滑动理论西姆斯公式：——依据全黏着理论查表5-3即可得到轧制力矩福特-勃朗特公式：——依据全滑动理论查表5-4即可得到轧制力矩西姆斯公式：——依据全黏着理论查表5-3即可得到轧制力矩福三.按能耗曲线确定轧制力矩

能耗曲线：根据实测数据，按轧材在各轧制道次后得到的总延伸系数和一吨轧件由该道次轧出后累积消耗的轧制能量所建立的曲线，称为能耗曲线。

轧制所消耗的功A（kW·s）与轧制力矩M之间的关系为式中φ——为轧件通过轧辊期间轧辊的转角三.按能耗曲线确定轧制力矩能耗曲线：根据根据能耗曲线图（如图5-6）得到：因能耗曲线中包含附加摩擦力矩，所以有根据能耗曲线图（如图5-6）得到：因能耗曲线中包含附加摩擦力四、附加摩擦力矩

对上下两个轧辊共四个轴承而言，此力矩为

由轧辊轴承中的摩擦力矩和传动机构中的摩擦力矩两部分组成。1.轧辊轴承中的附加摩擦力矩Mm——轧制力；——轧辊辊颈直径；——轧辊轴承摩擦系数。四、附加摩擦力矩对上下两个轧辊共四个轴承而言，此力矩为2.传动机构中的附加摩擦力矩

这部分力矩指减速机座、齿轮机座中的摩擦力矩，根据传动效率按下式计算：式中——换算到主电机轴上的传动机构的摩擦力矩；——传动机构的效率。换算到主电机轴上的总的附加摩擦力矩为：2.传动机构中的附加摩擦力矩这部分力矩指减速三、空转力矩

机列中各回转部件轴承内的摩擦损失，换算到主电机轴上的全部空转力矩应为：式中——机列中某轴承所支承的重量(未包含在P中)；

——该轴承中的摩擦系数；——该轴颈的直径；——与主电机间的减速比。——电机到所计算部件间的传动效率。一般用经验公式：Mk=(0.03-0.05)Me主电机额定转矩三、空转力矩机列中各回转部件轴承内的摩擦损失四、动力矩

动力矩只发生在某些轧辊不匀速转动的轧机上，如在每个轧制道次中进行调速的可逆轧机。动力矩的大小可按下式确定：GD2——回转体转动惯量（N·m）

四、动力矩动力矩只发生在某些轧辊不匀速转动12.4主电机容量校核一、轧制图表与静力矩图

为了校核或选择主电机的容量，必须绘制出表示主电机负荷随时间变化的静力矩图，而绘制静力矩图时，往往要借助于表示轧机工作状态的轧制图表。图12-5单根过钢时轧制图表与静力矩图（横列式轧机）12.4主电机容量校核一、轧制图表与静力矩图

图12-5所示的上半部分，表示一列两架轧机，经第一架轧3道，第二架轧2道，并且无交叉过钢的轧制图表。图示中的为道次的轧制时间，可通过计算确定，即为轧件轧后的长度与平均轧制速度的比值；为各道次轧后的间隙时间，其中为轧件横移时间，为前后两轧件的间隔时间。对各种间隙时间，可以进行实测或近似计算。

图12-5的下半部分，表示了轧制过程主电机负荷随时间变化的静力矩图；

图12-5所示的上半部分，表示一列两架轧机，三、主电机容量的核算核算的目的：

（1）由负荷图计算出等效力矩不能超过电动机的额定力矩；

（2）负荷图中的最大力矩不能超过电动机的允许过载负荷和持续时间。

（3）对新设计的轧机，要根据等效力矩和所要求的电动机转速来选择电动机。

三、主电机容量的核算核算的目的：（1）1.等效力矩计算及电动机校核等效力矩，其值按下式计算

（1）发热校核

为了保证电机在正常的运转条件下不发热，要满足：（2）过载校核Mmax≤KGMeKG——过载系数，直流电机2.0~2.5，交流电机2.5~3.01.等效力矩计算及电动机校核等效力矩，其值按下式计算（12.电动机功率计算

对于新设计的轧机，需要根据等效力矩计算电动机的功率，即Kw式中——电动机转速：

——由电动机到轧机的传动效率。2.电动机功率计算对于新设计的轧机，需要根据3．超过电动机基本转速时，应对超过基本转速部分对应的力矩加以修正，即乘以修正系数。如果此时力矩图形为梯形，则等效力矩为：

式中——转速未超过基本转速时的力矩；——转速超过基本转速时乘以修正系数后的力矩，即式中——超过基本转速时的转速；