主動(dòng)輥計(jì)算方案重點(diǎn)講義

1、第 1 頁 共 16 頁滾輪架主動(dòng)輥計(jì)算方案一、設(shè)計(jì)參數(shù)1、管徑范圍：200-500；2、管件旋轉(zhuǎn)線速度：420-440mm/min；3、最大承重：（參考 2X350MW 機(jī)組）6000kg；4、回轉(zhuǎn)半徑：（1.5d）800mm。5、傳動(dòng)方案：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，則極數(shù)越少，尺寸和重量越小，價(jià)格也越低，但機(jī)械傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比增大，傳動(dòng)級(jí)數(shù)要增多，傳動(dòng)尺寸和成本都要增加。通常多用同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 和 1000r/min 兩類電動(dòng)機(jī)。電機(jī)初步選定 Y2PF 系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓380V，額定頻率為 50Hz，可變頻范圍為 30-60Hz，30-50Hz 為恒轉(zhuǎn)矩，50-

2、60Hz 為恒功率，環(huán)境溫度不超過 40，海拔不超購 1000 米，工作方式為連續(xù)（S1） 。減速機(jī)擬采用 X 系列擺線減速機(jī)配 VF 系列蝸輪蝸桿減速機(jī)。1-11-1、焊接滾輪架傳動(dòng)示意圖、焊接滾輪架傳動(dòng)示意圖二、參數(shù)計(jì)算1、焊接速度 V=420440mm/min=710-3 7.310-3 m/sV=r =2n n=V/2r當(dāng)管徑為 200 時(shí)：n=0.6690.700 r/min當(dāng)管徑為 500 時(shí)：n=0.2680.280 r/min2、摩擦輪材質(zhì)及外形尺寸：第 2 頁 共 16 頁ERROR! NO BOOKMARK NAME GIVEN.規(guī)定：6. 6 滾輪工作面的材料建議按滾輪額

3、定載重量選取。6. 6. 1 滾輪架額定載重量 X110 t，采用橡膠輪面。6. 6. 2 滾輪架額定載重量 X110 t 而60 t，采用金屬橡膠組合輪面，金屬輪面承重，橡膠輪面驅(qū)動(dòng)，組合方式見圖 2a）及圖 2b） 。6. 6. 3 滾輪架額定載重量 X160 t，采用金屬輪面。6. 6. 4 長(zhǎng)軸式滾輪架的滾輪工作面的材料由供需雙方商定。6. 7 滾輪直徑、滾輪架的額定載重量及筒體類工件最大、最小直徑應(yīng)符合表 7 規(guī)定。6. 8 焊接滾輪架每對(duì)滾輪的中心距必須能根據(jù)筒體類工件的直徑作相應(yīng)的調(diào)整，保證兩滾輪對(duì)筒體的包角大于 45，小于 110。6. 10 主動(dòng)滾輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)最小功率建議按表

4、 8 選取。表 8 中所列功率值為一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一對(duì)主動(dòng)滾輪時(shí)的功率。如果用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)主動(dòng)滾輪時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率值應(yīng)為表第 3 頁 共 16 頁8 中所列數(shù)值的一半。表 7 滾輪直徑及額定載重量額 定 載 重 量 X1 t筒體工件直徑mm滾輪直徑mm0.626102560100160250最小直徑最大直徑200+2001000250+2501600315+3152500400+4003150500+5004000630+6305000表 8 主滾輪電動(dòng)機(jī)的最小功率額定載重量 X1t0.626102560100160250電動(dòng)機(jī)最小功率kW0.40.7511.41.42.22.82.8

5、5.6第 4 頁 共 16 頁2-1、焊接滾輪架包角示意圖、焊接滾輪架包角示意圖摩擦副材料選用橡膠摩擦輪/鋼，無潤(rùn)滑，4 個(gè)橡膠摩擦輪驅(qū)動(dòng)和承載；由表 11-2-3 橡膠摩擦輪的許用法向力 Fnp=R1bCp ，對(duì) A 型輪從圖 11-2-3 可得 Cp=0.9N/mm；每個(gè)摩擦輪的法向力 Fn=FG/4cos30=60000/4cos30=17321N；Fnp=R1bCpFn既可滿足承載強(qiáng)度，bFn/R1Cp=17321/200/0.9=96.2mm，取 b=200mm。3、電機(jī)功率的確定：功率 P=F.V/1000=4.Fn .p .V/1000 V=710-3 7.310-3 m/s由表

6、 11-2-3 查得干燥環(huán)境許用摩擦因數(shù)：p=0.7；P=4173210.77.310-3 /1000=0.354kw；機(jī)械傳動(dòng)效率表： 序號(hào)傳動(dòng)類別傳動(dòng)型式傳動(dòng)效率1減速器單級(jí)行星擺線針輪減速器0.900.972蝸桿傳動(dòng)自鎖蝸桿0.40.453蝸桿傳動(dòng)單頭蝸桿0.70.754蝸桿傳動(dòng)雙頭蝸桿0.750.82第 5 頁 共 16 頁5滾動(dòng)軸承球軸承（稀油潤(rùn)滑）0.996滾動(dòng)軸承滾子軸承（稀油潤(rùn)滑）0.987摩擦傳動(dòng)平摩擦傳動(dòng)0.850.928聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器0.990.9959聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器（3）0.970.9810聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器（3）0.950.9713鏈傳動(dòng)滾子鏈0.9614帶傳動(dòng)V

7、帶傳動(dòng)0.96 并聯(lián)效率計(jì)算公式：輸入總功率：kdPPPPP321 輸出總功率：krPPPPP321 kkkdiriPPPPPPPP212211總效率 =0.9950.9850.40.852（1+0.97）2=0.24電動(dòng)機(jī)所需輸出的功率 P。=P/=1.475kw因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pe應(yīng)大于所需功率 P0。查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本，取 Pe=1.5kW。查樣本選型?。篩2PF90L-4 額定轉(zhuǎn)速 n0=1390r/min、額定轉(zhuǎn)矩 T0=10.3N.m 。4、總傳動(dòng)比及其分配第 6 頁 共 16 頁 許用摩擦因數(shù) p=0.7 時(shí)，滑動(dòng)率 /%取 7%。當(dāng)工件為 500

8、 管件時(shí)：n=0.2680.280 r/mini摩擦輪=500/400（1-7%）=1.34，則 n摩擦輪=1.34n=0.3600.376r/min；i減速器=n0/n摩擦輪=36973861圖圖 2-2：擺線針輪減速機(jī)簡(jiǎn)圖：擺線針輪減速機(jī)簡(jiǎn)圖第 7 頁 共 16 頁圖圖 2-3：蝸輪蝸桿減速機(jī)示意圖：蝸輪蝸桿減速機(jī)示意圖表表 1 1：500500 管件時(shí)傳動(dòng)比計(jì)算表管件時(shí)傳動(dòng)比計(jì)算表當(dāng)工件為 200 管件時(shí)，n=0.6690.700 r/mini摩擦輪=200/400（1-7%）=0.54，則 n摩擦輪=0.54n=0.3610.378r/min；傳動(dòng)比輸出轉(zhuǎn)速型號(hào)備注電機(jī)n0=1390r

9、/minY2PF90L-4 1.5kw50Hz擺線針輪減速機(jī)i1=59n1=23.56r/minXW-Y1.5/4P-4-59-W1鏈輪傳動(dòng)i2=2n2=11.78r/minVF 蝸輪蝸桿減速機(jī)i3=30n3=0.39r/minVF130 N-30HS摩擦輪i摩=1.34n摩=0.39r/min管件n=0.29r/min類別名稱參數(shù)第 8 頁 共 16 頁表表 2 2：200200 管件時(shí)傳動(dòng)比計(jì)算表管件時(shí)傳動(dòng)比計(jì)算表表表 3 3：不同管件對(duì)應(yīng)電機(jī)頻率表：不同管件對(duì)應(yīng)電機(jī)頻率表管徑200管徑 300管徑400管徑500電機(jī)頻率（Hz）3048.148.447.85060電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）8

10、3413381348132813901668XW 減速機(jī)傳動(dòng)比595959595959鏈輪傳動(dòng)比222222VF 減速機(jī)傳動(dòng)比303030303030摩擦輪轉(zhuǎn)速（r/min）0.240.3780.380.3750.380.47摩擦輪傳動(dòng)比0.540.811.071.34管件轉(zhuǎn)速（r/min）0.70.470.350.28需求轉(zhuǎn)速（r/min）0.6690.7000.4460.4670.334-0.3500.2680.280需求線速度（mm/min)420-440420-440420-440420-440傳動(dòng)比輸出轉(zhuǎn)速型號(hào)備注電機(jī)n0=1338r/minY2PF90L-4 1.5kw48.13H

11、z擺線針輪減速機(jī)i1=59n1=22.68r/minXW-Y1.5/4P-4-59-W1鏈輪傳動(dòng)i2=2n2=11.34r/minVF 蝸輪蝸桿減速機(jī)i3=30n3=0.378r/minVF130 N-30HS摩擦輪i摩=0.54n摩=0.378r/min管件n=0.700r/min類別名稱參數(shù)第 9 頁 共 16 頁5、鏈輪參數(shù)的計(jì)算：已知條件：電機(jī)功率 P=1.5kw、傳動(dòng)比 i=2、輸入轉(zhuǎn)速 n=24r/min；根據(jù)功率與轉(zhuǎn)速曲線及安裝空間尺寸，選擇雙排 12A 滾子鏈，齒數(shù)Z1=19，Z2=38，節(jié)距 p=19.05；ao=0.219（2+1）19.05=21725p=476;Lp=0

12、.5(Z1+Z2)+0.4Z1(i+1)+k0.2Z1(i+1)=52.12，取 60；ac=291.28，a=291；取 58，a=272 。L=1.14m；鏈條型號(hào):12A-260第 10 頁 共 16 頁計(jì)算鏈輪的各項(xiàng)尺寸如下圖所示：圖圖 2-4：小鏈輪：小鏈輪第 11 頁 共 16 頁圖圖 2-5：大鏈輪：大鏈輪6、軸承的選擇：由于管件的外圓不一定一致，管件在旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)發(fā)生移動(dòng)。為使移動(dòng)的方向可控，在主動(dòng)輥與被動(dòng)輥的中心線上設(shè)置一個(gè)高度差，在較高的一側(cè)增加一擋輥。因此軸承會(huì)承受一部分軸向力，初定軸承為單列圓錐滾子軸承。第 12 頁 共 16 頁減速機(jī)的空心軸直徑為 45mm，從軸的結(jié)

13、構(gòu)型考慮，初步確定軸承內(nèi)孔為 60mm，選擇軸承型號(hào)為 33012。計(jì)算軸承壽命如下：第 13 頁 共 16 頁軸承所受的軸向力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于徑向力，故動(dòng)載荷 P=Fr=8661N，工作時(shí)轉(zhuǎn)速 n=0.38r/min。 =(96.8/8.661)10/3106/60/0.38=1.25109 h故軸承 33012 滿足使用要求。7、軸的強(qiáng)度校核按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。根據(jù)式（6-1-5）及 C 處得載荷數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取 =0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 ca=34.2MPa 。已選定軸的材質(zhì)為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由表 6-1-1 查得-1=70MPa因此