段勝林

(中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

夾送輥在有色金屬加工行業(yè)各生產機組中是一個常用的設備，主要作用是用來輸送或牽引帶材，改變帶材運行方向，使帶材能順利按設計方向運行。介于此特點，將其合理布置在機組中會起到不同的作用效果，來滿足機列的要求。

1 夾送輥在機組中的位置布置和用途

1) 在熱軋和冷軋機組中，夾送輥布置在開卷機出口處和卷取機入口處，此處夾送輥多有偏心設計，用于開卷時壓料頭、卷取時彎曲料頭進卷取機，并與開卷和卷取設備建立起一定的張力，保證料卷不松卷。

2) 在熱軋機組中，橫剪入口側設有夾送輥，用于定尺剪切，同時能起到輸送作用。

3) 在垛板裝置前設有夾送輥，將板材從輥道上拋出，落入垛板裝置中。

本文針對熱軋機組中卷取機入口側用夾送輥進行計算分析

2 夾送輥輥徑的確定

在夾送輥輥徑的作用下，要使帶材的彎曲相對曲率達到Cp≥10，可以大大提高鋁帶材卷取時的板型精度，帶材在夾送輥直徑作用下的彎曲相對曲率為：

式中：

h-帶材厚度；

E-鋁帶材在300℃左右的彈性模量，取E=4500N/mm2；

σ-相應溫度下各種合金鋁帶材的屈服極限，N/mm2。

對于軋輥寬度<2000，一般取輥徑D=200～300較為合適。其結果是設備重量輕，能源消耗小，帶材有良好的板形。

3 夾送輥夾緊力的確定

在熱軋機組中，夾送輥用于開卷夾料頭和卷取夾料尾，要用夾送輥提供張力T來克服帶材的極限彈性彎曲力矩，使帶材不松卷,帶材的極限彈性彎曲力矩為：

式中：

b-帶材寬度，mm。

根據(jù)拉彎矯直原理的公式和公式(2)，可得出

式中：

D1-帶材最大卷徑，。

4 夾送輥的受力分析

1) 當上下兩個夾送輥都驅動時，作用在夾送輥上的力如圖1所示。

在工作過程中，輥子壓緊帶材，在電機傳動下，上、下輥對帶材產生的水平方向摩擦力使帶材受拉力T的作用，由圖1可知：帶材對上、下輥的垂直作用力均為P+G1。故摩擦力與壓緊力的關系為：

T1=TT/2=(P+G1)μ (4)

式中：

T1—上輥對帶材產生的水平摩擦力，N；

圖1

T2—下輥對帶材產生的水平摩擦力,N；

P—作用于上輥的壓緊力,kg；

G1—上輥質量,kg；

μ—輥子與板帶材之間的靜摩擦系數(shù)。

2) 當只有上輥或下輥驅動時，由于兩輥和帶材的運動方向不變，夾送輥和帶材所受摩擦力方向不變，所以作用在夾送輥上的力與兩輥都驅動時的受力狀態(tài)是一樣的。

結論：不同的夾送輥驅動形式，所需要的壓緊力大小是相同的。需注意，用張力T推導出的壓緊力P為理論值，實際設計時要求壓緊力P是一個可調值，防止壓緊力的實際值與理論值出入過大，實際生產中壓緊力的調整以輥子不打滑為準。在液壓壓緊缸的供油管路中要求油壓可調，即管路中安裝減壓閥，通過調整油壓來改變壓緊力P。

壓緊力由液壓油缸提供，油缸直徑由下式確定：

式中：

P-油缸進口壓力，mPa。

5 驅動力矩的計算

由于不同的夾送輥驅動形式，兩輥的受力狀態(tài)是一樣的，所以兩輥的力矩狀態(tài)也是一樣的。

上、下夾送輥軸徑處的摩擦阻力矩分別為：

M1p=(P+G1)fd/2 (6)

M2p=(P=G1+G2)fd/2

式中：

f—軸徑處的摩擦系數(shù)；

d—軸徑的回轉直徑，對于滾動軸承就是滾珠的直徑，mm。

水平摩擦力T1，T2所產生的力矩：

M1t=m2t=(P+G1)μD/2 (7)

此外，由于帶材的垂直作用力偏離輥子中心所產生的力矩(又稱滾動阻力矩)：

M1t=M2t=(p+G1)μk(8)

式中：μk—滾動摩擦因數(shù)，cm(鋼對鋼時約為0.05cm)。所以，傳動一對夾送輥所需的總力矩：

M=M1t+M2t+M1t+M2t+M1t+M2t

=f(2P+2G1+G2)d/2+μ(P+G1)D+2(P+G1)μk(9)

6 電機功率的計算

在實踐設計計算時，應首先根據(jù)生產工藝特點，初步設定夾送輥的直徑和輥寬，估算出輥子的重量；然后根據(jù)上述公式計算出壓緊力P和總傳動力矩M，最后根據(jù)機組速度求出電機功率。

N=MN/9.55η=MV/30Dη (10)

式中：

N—電機功率，Kw；

M—總驅動力矩，Kn·m；

V—機組速度，m/min；

D—夾送輥直徑，mm；

η—傳動效率。

在選擇夾送輥的驅動形式時，可根據(jù)電機功率選擇低成本的電機。

7 結束語

本文從設計原理出發(fā)，可根據(jù)機組原有參數(shù)對夾送輥進行理論設計計算，從而選擇合適的油缸和電機，滿足機組的使用要求，提供合適的夾緊力。從實際設計過程中已驗證，理論和實踐基本吻合，供同行應用參考。

1武漢鋼鐵設計院主編.板帶車間機械設備設計(下).冶金工業(yè)出版社.1983；

2. 北京鋼鐵學院 黃華清 主編.軋鋼機械.冶金工業(yè)出版社.1979.

3. 有色金屬加工.2007年6期：夾送輥的力能參數(shù)計算。