拉矫机前后张力辊驱动方式的比较.doc

独立电控式张力辊驱动与机械组合式张力辊驱动的比较在冷轧薄板生产线上的拉伸矫正工序中，目前普遍采用的张力辊驱动方式有两种：独立电控式张力辊驱动与机械组合式张力辊驱动。下面就两种方式进行计算比较：=05% Roll2 Roll1 Roll4 Roll3技 术 数 据 要 求Roll2Roll1Roll4Roll3T2 (Nm)-95500-5130069300133200n2min (rpm)76.5276.5279.57779.577n2max (rpm)82.3282.2782.3282.32图1： 张力拉伸工作原理示意图及所要求技术数据一.独立电控式(Briddle) 电机+控制器 减速机 Roll2 Roll1 Roll4 Roll3图2：独立电控式张力辊驱动示意图如图2，4个辊的转速关系由控制器实现。如果电机额定转速按1500rpm计算，减速机采用Eisenbeiss模块化设计标准减速机，工矿系数按1.85,主要技术数据计算结果如下：Roll2Roll1Roll4Roll3减速机传动比17.91718.55718.35617.930减速机规格D500D400D450D565电机转 n1min (rpm)1371142014601427速范围 n1max (rpm)1475152715101476电机计算功率 (Kw)-823-4425971148以Roll2为例,演示以上数据计算过程:电机计算功率:考虑扭矩要求及交流电机调速恒扭矩特性,应以n2max为计算依据:P=-9550082.32/9550=-823Kw减速机计算传动比:I=1500/82.32=18.22 查表得标准传动比 17.917 二级传动减速机规格: 减速机所需最小扭矩 T21.85=955001.85=177KNm查表选D500规格电机转速范围: n1min=n2min17.917=76.5217.917=1371rpmn1max=n2max17.917=82.3217.917=1475rpm 主驱动电机+控制器其他辊的数据计算以此类推.此种传动方式下总功耗: P=-823-442+597+1148=480Kw二.机械组合式(Tension Leveller) 辅助电机+控制器轴3轴2轴1轴4行星差动减速机 Roll2 Roll1 Roll4 Roll3图3：机械组合式张力辊驱动示意图如图3所示，4个辊的转速关系由主电机传动与辅助电机传动控制实现。电机额定转速按1500rpm,工况系数按1.85,此系统下各主要技术数据计算结果如下：Roll2Roll1Roll4Roll3主传动比i主19.99520.0619.118.222主传动输出 min (rpm)72.51872.28375.91679.577转速范围 max (rpm)75.01974.77678.53482.32输出轴所需 min (rpm)1.5011.7991.043调速范围n max (rpm)9.8029.9876.404辅传动比i辅150.03150.2234.23主辅电机 min (rpm)2302702441450转速范围 max (rpm)1500150015001500各输入轴扭矩 （Nm）-4776-7333-37053605电机计算功率 (Kw)-98-5446566下面以Roll3及Roll2为例,演示各数据计算过程:Roll3: 主传动比: i主=1500/82.32=18.22rpm主电机调速范围: i主n2 min: 18.2279.577=1449.89rpm max: 18.2282.32=1500rpmRoll2:主传动比: i主=1500/(76.52-)=19.995 为经验值,在此取1.5主传动输出 min: 1450/19.995=72.518rpm转速范围: max: 1500/19.995=75.019rpm输出轴所需 min:76.52-75.019=1.501rpm调速范围n: max:82.32-72.518=9.802rpm辅传动比: 1500/9.802=153辅电机调速范围: min 1531.501=230rpm max 1539.802=1500rpm辅电机轴所需扭矩: -95500/153=-624Nm辅电机计算功率: -6241500/9.55=-98Kw轴2扭矩: -95500/19.995=-4776Nm轴1扭矩: -4776-51300/20.06=-7333Nm轴4扭矩: -7333+69300/19.1=-3705Nm轴3扭矩: -3705+133200/18.222=3605Nm主电机计算功率: 36051500/9.55=566Kw其它辊的相关数据的计算照此类推。此种传动方式下的总功耗：P=460Kw三.两种传动方式的比较： 独立电控式调速范围 T11. 控制精度 以Roll2为例，电机调速范围如下表：驱动方式电机调速范围rpm独立电控式1371-1475机械组合式 230-1500 机械组合式调速范围 230rpm 1500rpm n1 图4由表中数据及图4可以看出，要满足Roll2转速变化范围设计要求，独立电控式电机在104rpm范围内调速，调速精度为：(82.32-76.52)/104=0.056, 即电机每变化1转，Roll2变化0.056转。而机械组合式的辅助电机在1270rpm范围内调速，调速精度为：9.802/1270=0.0077,即电机每变化1转，Roll2变化0.0077转。由此可见，机械组合式控制精度要比独立电控式高近7倍。2. 成本：仅就减速机而言，机械组合式比独立电控式高50%。但把电机、控制器、电缆等考虑进去后的总成本独立电控式比机械组合式高3040%。3. 能耗：按本实例数据，独立电控式比机械组合式的功耗高出约5%。4. 技术水平要求由于控制精度的原因，独立电控式对电控的技术水平要求高。但就减速机而言，机械组合式无