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江苏线路剪折机床有限公司
四辊卷板机预弯时的工艺计算
发布时间:2021-04-06 10:24浏览次数:
四辊卷板机预弯时的工艺计算(按文献[14]表 4.6-12 中第 4 种工作状态,符号意义与其等同)
 

 
(1) 材料的最大变形弯矩 M 计算
板材抗弯截面模量W = Lt 0 2
6
 
= 3500 ´ 230 2 =
6

 
 
 
 
 
30.858

 
 
 
 
´106

 
 
 
 
(mm3 )

 
 
回弹前中心层弯曲半径
R' = D'

+ t 0 =
1- K 0 ss
E

D + t 0

2 2 ⎛
K1ss D ⎞ 2

 
 

2⎜1+


Et 0 ⎠

1 - 11.6 ´ 245
= 2.06 ´ 106
2 ´ ⎛1 + 1.5 ´ 245 ´ 3000 ⎞
 


´ 3000 + 230
2

⎜ 2.06 ´ 106 ´ 230 ⎟
=1609.45(mm)

 
板料的最大变形弯矩M = (K1
+ K o t o )Ws 2R ' s

= (1.5 + 11.6 ´ 230 ) ´ 30.858´106 ´ 245 2 ´1609.45
=176.07×10 (N.mm )
(2) 板料由平板开始弯曲时(R1= ¥ )的初始变形弯矩M1计算M1=K1s=1.5×30.858×10 ×245=113.4×10 (N.mm )
(3)各工作辊受力计算
g = 250

 
A=1.2Da=1.2×1400=1680(mm)
 
B=2t=2×230=460mm(因预弯时四辊卷板机的力学模型等同于非对称式三辊卷板机的模型,故 B 的数值按文献[14]表 4.6-12 中的第 5 种工作状态选取)

∵ R' < A + Da
2
∴ b =  g + q - y
= 1680 + 1400
2
=2380(mm)

 

a = Sin -1 (
B
' + Db
2
 


) = Sin -1 (
460
1320
1609.45 +
2
) = 11.69°
 
 


y   =  tan -1 ⎪ B ⎪


⎪ ⎡⎛
⎞ 2
⎤ 1 / 2 ⎛

D   ⎞ ⎪

⎪ ⎢⎜ '  +    b    ⎟
-  B 2 ⎥ - ⎜ ' - a ⎟ ⎪

⎪⎩ ⎢⎣⎝ 2   ⎠


⎦⎥ ⎝
2   ⎠ ⎪⎭


= tan
-1  460 


⎪ ⎡ ⎛ 1609
⎪⎩ ⎢⎣ ⎝

. 45
+ 1320
2
⎞ - 460

⎤ 1 / 2
2 ⎥
⎦⎥
- ⎛ 1609


. 45
- 1400
2

⎞ ⎪
⎟ ⎪
⎠ ⎪⎭

 
-1
=tan (0.35037)
 
=19.31°
⎡ ⎛   ' Da ⎞ ⎤

 
 
 
⎢ ASing -  R - 2 Sin(g - y) ⎥
q = Sin -1 ⎢   ⎥
⎢ R ' + Dc ⎥
⎣⎢ 2 ⎥⎦
 

 
 
⎡1680 ´ Sin25o - ⎛1609.45 - 1400 ⎞ o -19.31o ) ⎤
⎢ ⎜ 2    ⎟Sin(25 ⎥
= Sin -1 ⎢   ⎥
⎢ 1609.45 + 1040 ⎥
⎣ 2 ⎥
 
=Sin-1(0.291075291)
=16.92°
b = g + q - y = 25° +16.92° -19.31°
 
=22.61°
 
各辊筒受力为:

Fc  = ⎛   ' t ⎞
176.07 ´ 108
=
⎛ 230 ⎞

 
 

 R + o Sinb
⎝ 2 ⎠
⎜1609.45 +

⎟Sin 22.61o
2 ⎠

 

=26.58×106(N )
 
M

 
176.07 ´ 108

Fb  = ⎛   ' t  ⎞ = ⎛
230 ⎞

 
 

 R + o Sina
⎝ 2 ⎠
⎜1609.45 +

⎟Sin11.69o
2 ⎠

=50.37×106(N)
 
M ⎛   1 1 ⎞

Fa =
⎜ + ⎟
t tan a tan b

R ' +  o  ⎝ ⎠
2
 
176.07 ´ 108 ⎛ 1 1 ⎞
= 230 ´ ⎜ tan 11.690 + tan 22.610 ⎟

 
 
 
1609.45 + ⎝ ⎠
2
6
=73.86×10 (N)
 
(4)驱动功率 P 计算:
将板料从平板弯曲到 R' 时(R =∞)消耗于板料变形的扭矩M :
 

 
M = (M
+ M) 1 Da

n1 1
R ' 4

= (113.4 ´ 108 + 176.07 ´ 108 ) ´
=62.95×10 (N.mm )
1
1609.45
´ 1400
4

消耗于摩擦阻力的扭矩Mn2
m ⎛ D a
 


 
D a ⎞

 
 

Mn2=f(Fa+Fb+Fc)+
⎜ Fa d a
2 ⎝
+ Fb d b
D b
+ Fc d c

D c ⎠

=0.8×(73.86×106+50.37×106+26.58×106)
+ 0.004 ´ ⎛ 73.86 ´ 106 ´ 800 + 50.37 ´ 106 ´ 800 ´ 1400 + 26.58 ´ 106 ´ 560 ´ 1400 ⎞

 
 
 
 
 
 


2 ⎝ 1320

1040 ⎠

 
=3.644×10 (N.mm )
 
板料送进的摩擦阻力矩Mr

 
Mr=f(Fa+Fb+Fc)+

⎜Fbdb a
⎝ Db

+ Fcdc
Da ⎞
Dc ⎟

 
=0.8×(23.86×106+50.37×106+26.58×106)
+ 0.004 ´ (50.37 ´ 106 ´ 800 ´ 1400 + 26.58 ´ 106 ´ 560 ´ 1400 )

2
=2.462×10 (N.mm )
 
送进板料所需的拉力FT
1320
1040

 
( M n1 + M r )
(62 .95 ´ 10 8 + 2 .462
´ 10 8 )

FT  = D a =

2
1400
 

2

=9.345×106 (N)
拉力在轴承中所引起的摩擦损失Mn3
 

da
M =(M +M ) m
=(62.95×108+2.462×108)×0.004× 800

n3 n1 r Da
1400

 
=0.15×10 (N.mm )
卷板机空载扭矩Mn4
 

 
 
M = m(G   + G + G  )da
n4 1 2 3   2
 
G = 323 ´ π×350×23×7.85×103×9.8

1 2
6
=0.3142×10 (N)
 
M =0.004×(0.3142×106+0.2758×106+0.6461×106)× 800

n4 2
=0.02×10 (N.mm )
板料送进的总力矩 Mp:

 
 
M = m F Da
p 1 a 2
 
=0.2×73.86×106× 1400
2
 
=103.4×108 (N.mm )

8 8 8
∵ Mn1+Mr+Mn4=62.95×10 +2.462×10 +0.02×10
 
=65.432 (N.mm )<Mp
∴ 满足板料送进不打滑条件驱动扭矩Mn
8 8 8 8
Mn=Mn1+Mn2+Mn3+Mn4=62.95×10 +3.644×10 +0.15×10 +0.02×10
 
=66.764×10 (N.mm )
驱动功率 P:

1
P= 102
= 1
102
´ 2Mn V ´ 9.8-1 Da h
2 ´ 66.764 ´ 108 ´ 0.04333
´
1400 ´ 0.9 ´ 9.8

 
=459.3(KW)

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