上、卸卷車傳動(dòng)功率的計(jì)算與分析

李毅飛

(洛陽有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院，河南洛陽471039)

在有色金屬帶材的熱軋、冷軋和精整機(jī)組中，上、卸卷車都是必不可少的重要運(yùn)輸設(shè)備，其主要作用是及時(shí)、順利和準(zhǔn)確完成上、卸卷操作及帶卷在設(shè)備間的運(yùn)輸，對保證機(jī)組的正常生產(chǎn)起著十分重要的作用。

1 上、卸卷車組成結(jié)構(gòu)及軌道安裝要求

上、卸卷車由車體、小車行走傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、主軌道、移動(dòng)式蓋板、拖鏈等組成(圖1)。

圖1 上、卸卷車組成結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Layout of coil car system

隨著各生產(chǎn)廠安全意識的提高，小車地坑多設(shè)計(jì)有可移動(dòng)式封閉蓋板。這就不僅需要用于車體行走的主導(dǎo)軌，還需要多層伸縮式活動(dòng)蓋板用的導(dǎo)軌。主導(dǎo)軌安裝在地溝基礎(chǔ)牛腿的水平面上，移動(dòng)蓋板導(dǎo)軌安裝在地溝側(cè)壁預(yù)埋的鋼板上。由于土建基礎(chǔ)施工存在較大誤差，增加了導(dǎo)軌安裝、調(diào)整、找正工作的難度。

現(xiàn)代上、卸卷車的移動(dòng)行程較長，軌道長度甚至達(dá)到10m以上。為保證小車行走順暢，減小阻力，需嚴(yán)格保證主軌道安裝精度。主導(dǎo)軌水平度允差橫向0.1mm/m、縱向0.5mm/m，兩軌道間平行度允差0.3mm/m。

2 影響上、卸卷車傳動(dòng)功率的原因分析

理論計(jì)算上、卸卷車傳動(dòng)功率中，與上、卸卷車自身作用在車輪上的重力，車輪中軸承的摩擦系數(shù)，車輪輪緣踏面和導(dǎo)軌件的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，車輪輪緣側(cè)面和導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)，小車車輪中軸承內(nèi)徑、車輪直徑，傳動(dòng)系統(tǒng)的效率等因素有關(guān)。

此外，確定上、卸卷車傳動(dòng)功率時(shí)，還要充分考慮到上、卸卷車傳動(dòng)的特點(diǎn)以及影響傳動(dòng)的其他因素。上卷或卸卷時(shí)，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)均在帶負(fù)荷狀態(tài)下起動(dòng)，起動(dòng)力矩增大;上、卸卷車設(shè)備自身的制造精度;車體兩樞軸間的平行度、車輪輪緣踏面的共面度等;導(dǎo)軌安裝的水平度、平行度等;各種管線安裝用拖鏈的移動(dòng)等，也將影響到整個(gè)上、卸卷車的傳動(dòng)功率。

以上影響因素很難全面準(zhǔn)確定量計(jì)算，本文僅給出近似的計(jì)算公式。

3 上、卸卷車傳動(dòng)功率近似計(jì)算公式的推導(dǎo)

根據(jù)以上分析，上、卸卷車車體車輪的驅(qū)動(dòng)力矩M(N·cm)為:

式中，M1—車體樞軸上車輪滾動(dòng)軸承的綜合摩擦力矩，N·cm;

M2—車體車輪輪緣踏面與導(dǎo)軌表面間的滾動(dòng)摩擦力矩，N·cm;

β—考慮到車體車輪輪緣側(cè)面與導(dǎo)軌的摩擦、安裝不良等產(chǎn)生的阻抗系數(shù)，以及小車從靜止到啟動(dòng)時(shí)的慣性力矩等，一般取值為3～6;

式中，G1—運(yùn)送帶卷的最大質(zhì)量，kg;

G2—上、卸卷車作用在車體車輪上的質(zhì)量，kg;

d—上、卸卷車車體樞軸上滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑，cm;

f—上、卸卷車車體樞軸上滾動(dòng)軸承的綜合摩擦系數(shù)，由于其可能介于滾動(dòng)摩擦與滑動(dòng)摩擦狀態(tài)之間，建議取0.01;

G1—運(yùn)送帶卷的最大質(zhì)量，kg;

G2—上、卸卷車作用在車體車輪上的質(zhì)量，kg;

μ—車體車輪輪緣踏面與導(dǎo)軌表面間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)(或稱滾動(dòng)摩擦力臂)，建議取為0.1 cm。

將公式(2)、(3)代入公式(1)，得出:

上、卸卷車車體車輪輪緣踏面沿導(dǎo)軌的水平力P:

式中，D為上、卸卷車車體車輪的直徑，cm。

上、卸卷車傳動(dòng)功率N，可按簡化近似的公式(5)進(jìn)行計(jì)算:

η—傳動(dòng)系統(tǒng)總的傳動(dòng)效率，與選擇的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有關(guān)。

公式(5)適用于有色金屬帶材熱軋、冷軋和精整機(jī)組中各種結(jié)構(gòu)形式的上、卸卷車傳動(dòng)功率的計(jì)算驗(yàn)證。