熱軋廠運輸輥道傳動及電（diàn）機選型的研究與應用

91麻豆国产福利品精電機百科摘要：本文研究（jiū）了熱（rè）軋廠輥道傳動形（xíng）式的分類與比較，以實例講解了輥道電機（jī）選型設計，對降低輥道傳動能耗、減少故障時間和維護工作跫、提高設備作業率具有非常重要的意義。

0 引（yǐn）言（yán）

在熱軋廠，從加熱爐到粗軋機、精軋機至卷取機,鋼板的輸送都（dōu）是由運輸輥道來（lái）完成的，隻（zhī）是爐區、粗軋區、精軋區、卷取（qǔ）區各段（duàn）運（yùn）輸輥道的工作條件及工藝要求（qiú）不同而（ér）已。

對於熱（rè）連軋廠占總軋線60%以上的輥道來（lái）說，采用何種傳動形式（shì）對降低能耗、減少故障時間和維護工作量、提高設備作業率具有非常重要的（de）意義。

1 輥道傳動形式的研究

從目前各熱連軋廠的實（shí）際應用（yòng）來看，輥道的傳動形式有兩種；單獨傳動和集體傳動。本文主要研究單獨傳動輥道的傳動形式及（jí）單傳輥道（dào）電機（jī）的選型問題。

單獨傳動輥道的傳動形式有兩種：①電機—聯軸器—減速機—聯軸（zhóu）器—輥子（zǐ）；②電（diàn）機（jī）—聯軸（zhóu）器—傳動軸—聯軸器—輥子或（huò）電機—聯軸器—輥子。

對（duì）於高速轉動的輥道（dào），轉速r/min，一般釆（biǎn）用後一（yī）種傳動形式，而不需要減速機。而對於（yú）低速轉動的輥道，即轉速n<400 r/min時，則麵臨（lín）對上述兩種傳動形式的選（xuǎn）擇問（wèn）題。1.1“電機—聯軸器—減速（sù）機—聯軸器—輥（gǔn）子”傳動

形式的特點

該形式（shì）由（yóu）於釆用了減速機，因此（cǐ）電機的選型較為簡單，一般普通交流異步電機或變頻電機極數都能滿足其使用要求，由於電（diàn）機額定（dìng）頻率為50 Hz,電機發熱和耗電一般。由於采用了減（jiǎn）速機，多了一道故障（zhàng）發生和設備維（wéi）修的環節，但電機與減速機可製作成一體式的結構（gòu），以減少故障的發生和漏油的可能性，並且體積和重（chóng）量都大大降低。從市場調查來看，進口的電機連減（jiǎn）速機一體的設備通常使用壽命在10年以上，在這（zhè）10年中，減速機不需開蓋檢（jiǎn）修，隻需定期加油而而已，設備幾乎沒有故障。

1.2 “電（diàn）機—聯軸（zhóu）器—傳動軸—聯軸器—輥子”傳動形式的特點

該形式由於沒有減速機，減少了一道故（gù）障發生和設備維修的環節。但是電機的選型較為複雜，一般多為非標（biāo）變頻電機。因為輥道（dào）轉速低，而電機一般轉速較高，因此需選擇變頻調速電機，電機極數較多，體積大且重量重，電機額定頻率都在（zài）50 Hz以下。這種電機在工作時，發熱（rè）較50 Hz的電機大（dà），功率（lǜ）因數較低，耗電量大，而當電機額定頻率低於25 Hz時，還會產生較大諧波。

此外，這（zhè）種非標電機不僅製造成本較高，而且需選（xuǎn）用較大（dà）的變頻器。變頻（pín）器的費用較50 Hz的標（biāo）準變頻電機的變頻器要高出許多。

2  單傳輥（gǔn）道電（diàn）機的選型設計與應用實例

以某（mǒu）熱軋廠單傳輥道電機的（de）實際選（xuǎn）型為例，來說明上述兩種不同傳動形（xíng）式的單傳輥道電機的設計選型比較（以（yǐ）下所有數據僅供參考）輥（gǔn）道的基本設計條件如下：板坯寬度1 400 mm，厚度47mm,材料密度7.9×103kg/m3;輥子質量為

1358kg;輥子直徑為ψ355.6 mm;輥子線速度為2m/s(107.5 r/min);轉子最（zuì）大間距為125mm;輥道24 h連續運轉；環（huán）境溫度為50 ℃。輥道24h連續運轉；環境溫度為50℃。

其中，Mmax為電機最大（dà）力矩，Nm; P為電機功率，kW; Q為輥子上軋件重（chóng）量，N; C為（wéi）1台電機所驅動的輥（gǔn）子數；G為輥子重量（liàng），N; μ為輥子（zǐ）軸承中的摩擦係數，取0.005;μ1為輥子在打滑時的摩擦係數，取0.3;D為輥子直徑，m;d輥子軸頸的直徑，m; η為減速機效率，取0.98; i為減速（sù）機傳動比，直接單傳輥道，取1; n為電機轉速，r/min。根（gēn）據上述基本設計條件可計算出輥子所需最大驅動力（lì）矩（jǔ）Mmax = 691. 04 Nm(軋件打滑時）。當電（diàn）機傳動軸和輥子布置在一條直線上時，由於輥子所需額定驅動力矩為（wéi）42 Nm，遠遠小於驅動輥子的最大力矩（jǔ）691.04 Nm，為降低電機功率，在設計選（xuǎn）型時，將輥子所需最大驅動力矩691.04 Nm作為電機過載2倍時的力矩，由（yóu）此（cǐ）計算出的電機額定力矩為353 Nm，即 Mmax = 353 Nm，P=3.97kW。當輥道由原集傳方式改造為單傳方（fāng）式（shì），由於場地狹小，部分（fèn）傳動（dòng）軸采用傾斜的布置（zhì）方（fāng）式（shì）。考慮傳動軸的（de）傾斜角度（最大為12°)和其傳動效率（lǜ）(η=0. 98)，計算得到的最大驅（qū）動力矩為M_x = 464 Nm，即輥子（zǐ）所需額（é）定驅動力矩取470 Nm,電機功率為5.3 kW。

此輥道在我們改造前，同類型的單傳輥道驅動電機功率一般為28.5 kW，經本文重新設計計算並考慮放大係數後我們選取電機功率為13 kW。

2.1 采用“電機—聯軸器—減速機—聯軸器—輥子”傳動形式

選用進口的電機和減速機一體式的設備。其電機參數如下：電（diàn）機額定功率為15 kW;電機極數為4級；電機額（é）定轉速為1445 r/mm;減速機輸出轉速為100 r/min;減速（sù）機輸出扭矩為382 Nm;電機額定電壓為（wéi）400 V;電機額定電流為8.3 A;電（diàn）機額定頻率（lǜ）為50 Hz;電機過載倍數為200% (60s);電機功率因數為0.8;電機效率為86%;電機+減速機外形尺寸（cùn）為996 mm×351mm×327 mm;電機+減速機（jī）質量為74 kg。

變（biàn）頻器SIEMENS—6SE70按支持200%過載60s即電流16 A來選擇參數。

2.2 采用“電機—聯軸器—傳動軸—聯軸器—輥子（zǐ）”傳動形式

由於輥子所需額定驅動力矩為42 Nm,遠遠（yuǎn）小於驅（qū）動輥子的最大力矩691. 04 Nm，為降低（dī）電機功率，在設計選型時，將輥子所需最大驅動力矩691. 04 Nm作為電機過載2倍時的力矩（jǔ），因此電機額定力矩為（wéi）353 Nm。

電機參數如下：電機額（é）定功率為13 kW;電機極（jí）數為10級；電機額定轉速為107. 5 r/min;電機額定轉矩為364 Nm;電（diàn）機額定電壓為380 V;電機額定電流（liú）為13.5 A;電機額定頻率為9.6 Hz;電（diàn）機過載倍數為250%(60s);電機功（gōng）率因數為0.60;電機效率為77%;電機外（wài）形尺寸為990 mm×510mm×650 mm;電機（jī）質量為840 kg。

變頻器SIEMENS — 6SE70按支持200%過載60s即電流27A來選擇參數。

此非標變頻電機價格遠遠高於普通變頻電機的價格，且（qiě）在日常使用中此非標（biāo）電機發熱較（jiào）大，耗電量較多。

3 結論

在實際生產中，由於輥子所需額定（dìng）驅動力矩遠遠小於驅動輥子的最大力，我們在對輥道電機設計選型時，將輥子所需最大驅動力矩作為電（diàn）機（jī）過載（zǎi）2倍時的力矩，結（jié）果降低電（diàn）機功率（lǜ）50%(由原28.5 kW降到13 kW)，大大節約了電機和變頻器的采（cǎi）購成本和電耗，2006年10月投產使用至今，電機運行良好，無（wú）故障。