开卷机部分计算公式

4.1.卷筒上总力矩的计算：

已知条件： 钢板厚度： mm h 6~2= 钢卷宽度：

mm B 1600~700=

钢卷内径： mm 762~610=Φ内

钢卷外径： mm 1500~1000=Φ

外

卷重： G=16 t 拉伸限： 2/650mm N b

=σ

屈服限： 2/360mm N s

=σ

开卷速度： v=15m/s

工作方式：在这里的工作状态为穿带时的点动开卷，因而没有开卷张力，电机点动时需克服的力矩为带材拉直时所消耗的弯曲力矩，加速启动时的动态力矩.摩擦力矩等，穿好带后电机和卷筒脱开，板带由前面的夹送辊运送。 4.1.1带材拉直所消耗的弯曲力矩：

B Z h M

s

y

)3/54/(2

02-=σ

kg.m

式中： s σ——为材料屈服极限：2/mm kg 2/725.3669cm kg s

=σ

h ——带材厚度，h=0.2~0.6cm

B ——带材宽度 m 取最大值B=1.6m

0Z ——由中性线到塑性变形区及弹性变形区分界线的距离，

公式：E R Z

s

/1000

σ

= cm

E 为带材的弹性模量 kg/cm 2

E=200 Gpa 由于E 值太大，因而0

Z 很小，故可忽略。

m N m kg Bh M

s

y

.5184.44.5284/725.36696.06.14/22==⨯⨯==σ

(g=9.8m/s 2)

4.1.2.摩擦力矩：

根据理论力学公式知：2/d Q M

μ=摩

式中：Q ——由卷筒（包括带卷）的自重在轴承处所引起的反力（kg ） μ——轴承处摩擦系数，对于圆柱滚动轴承004.0=μ d ——轴承处轴承枢直径

从上述受力简图中，可以得到下列的关系式：

2122P P G =+

500)800400(2

1

1⨯=+⨯P G kg

G G P P kg

G P 272007.121

192002.1121==+===⇒ 则：摩擦力矩为:

m

d P P M .72.454225

.0004.0)2720019200(22221=⨯⨯+⨯=+=μ）（摩

4.1.3动过程中的动态载荷

1). 钢卷的转动惯量为：(）（外内卷222

22

5.1762.0160002

1)(21)+⨯⨯=+=

φφG GD =22648kg.mm 2

2个卷筒的转动惯量为：（6.34777.786.047018.02405.02)2

22+=⨯+⨯⨯⨯=）（筒GD =355.4 kg.m 2

总的转动惯量 2

2

2

2

.4.230034.35522648)()()(m kg GD GD GD =+=+=筒卷 2). 减速机速比i 的选择：

开卷机的速度为s m v /15= （对应卷径 D=1500mm=1.5m ）

对应的转速min /1847.35.1152r D v R v n ====

π

ππ 初选电机同步转速为：1n 为1000 转/分，额定转速为 9702=n 转/分

则速比为581.3041847

.3970

==

i 查《机械设计实用手册》第二版表9-2-37

在326.38附近的速比选为289=17⨯17 为二级传动，

重新确定开卷机的速度：对应卷最大直径）开min(/80.155.1289

9702m D i n v =⨯⨯==

ππ 3). 把GD 2

折算到电机轴上为：

275.0289

4

.23003/)(2

222==

=i GD GD 折 kg/m 2 由初选电机，查《1》表10-4-1 知道电机的惯量 J 2.20.0m kg m = ，

则22.80.04)(m kg J GD m ==电

假定电机启动时间为1s ，查手册《1》表10-3-10 公式：动载转矩为：5

.37)(122n n GD M -=动

M N ⋅=⨯-⨯+=28.275.37/82.9)1847.3970(80.0275.0）（

4.2电机功率的计算

按一般旋转运动的机械所需电动机功率P 来计算，查手册《1》，见表10-3-6

公式9550

D

D M P η=

……………………………………（1） 式中：P ——电动机功率，kw D M ——电动机转矩 N.m D η——电动机转 r/min 查手册《1》，见表10-3-10 D M =动M +1M 动M ——为折算到电机轴上的动态转矩

1M ——为折算到电机轴上的静阻负载转矩 1M =(y M +摩M )/i 所以折算到电机轴上的总力矩为： D M =动M +1M =动M +(y M +摩M )/i =27.28+

289

72

.4545184+=46.79Nm

代入到公式（1）中 9550

D

D n M P =

=46.79⨯970/9550=4.753 kw, 式中n D 取970转/分 见《机械设计手册》（5），根据 ，我们选取电机YEJ-160M-6 功率P=7.5kw ，

同步转速为1000转/分，额定转速为

970转/分，工作制度为300次/时， FC=0.66,额定电流为17A,功率0.86， 功率因素为,78.0cos =ϕ堵转电流/额定电流为6.5，堵转转矩/额定转矩为2.0， 最大转矩/额定转矩2.0，转动惯量0.0881，质量116kg.

Y2系列电动机适用于一般机械配套和出口需要、在轻栽时有较好的效率，在实际运行中有较佳节能效果，具有较高堵转转矩。

4.3减速机的选择：

查手册《1》，见P1403，

选择满足传动比要求，并有足够的承载能力。已知减速器的输如功率和 实际的输入轴转速，按式

13

.0'

1111)(

p A c P n n K P P ≤= …………………………………………（2） 1C P ——计算输入功率

A K —— 工作情况系数，见表9-2-23（连续工作，略有变化，选A K =1.2）

1n ——见表9-2-37中规定的输入轴转速。1n =1000r/min, 1P ——规定1n 下，许用输入功率，7.5kw '

1n ——实际输入轴转速 '

1n =970r/min

卷筒上的传动力矩：M 动=M y +M 摩+M 动⨯i=5184+454.72+27.28⨯289=13522.64N.m; 经计算满足条件（2）根据传动比为……及输入功率……，查表得：

选择直联型二级摆线针轮减速器，型号XWED 7.5—106—289,低速轴许用转矩：T=19612N.m. 其中106机型，289速比。

与普通减速器补角，摆线针轮传动和少齿差行星传动一样，也具有结构简单、体积小、重量轻等优点

若把摆线轮行星和少齿差行传动比较，摆线针轮行星传动具有如下优点：

1）.转臂轴承载荷只有渐开线齿形的60%左右，即寿命约提高5倍左右。因为转臂轴承是一齿行星传动的薄弱环节，所以这是一个很重要的优点。

2）.摆线轮和针轮间几乎有半数齿同时接触（指在制造精度较高的情况下），而且摆线齿和针齿都可以磨削，故运转平稳，噪声小。