轧钢机械的功率和静阻转矩计算

轧钢机械的功率和静阻转矩计算

1. 卷取机与开卷机 1.1计算公式 张力转矩

-3

M t =TD/2×10

M t —张力转矩，N ·m ； T —带钢张力，N ； D —钢卷直径，mm ；

张力转矩的确定，由带钢张力和钢卷直径决定，带钢张力由单位张力及带钢厚宽尺寸决定，单位张力应是经验选择、合理确定；钢卷直径的选择对张力转矩影响很大，选取为钢卷最大直径时，带钢的张力应为最大张力的70％。 塑性弯曲转矩

2-3

M w =Bhσs /4×10

M w —塑性弯曲转矩，m ； B —带钢宽度，mm ； h —带钢厚度，mm ； σs —屈服极限，N/mm2； 损耗转矩

-3

M f =µFd/2×10

M f —损耗转矩，N ·m ； µ—轴颈摩擦系数；

F —卷重和张力的合力，N ； d —轴颈直径，mm ； 动态转矩

M d =(GD12+GD 22) /(2g D ×10-3 ) ×（dν / dt ）

M d —动态转矩, N·m ； GD 12—卷筒飞轮矩，N ·m 2； GD 12＝πρBg /4×10-15 D14 D 1—卷筒直径，mm ； ρ—卷筒材料密度，kg/m3； B —卷筒宽度，mm ；

g —重力加速度，g ＝9.81m/s； GD 22—钢卷飞轮矩，N ·m 2； GD 22＝πρBg /8×10-15 (D4－D 04) ρ—材料密度，kg/m； B —带卷宽度，mm ； D 0—钢卷内径，mm ；

动态转矩约占张力转矩的5％。 卷取机转矩

3

M 1 = (Mt +M w +M f ±M d ) /iη

M 1—卷取机转矩，N ·m ； i —减速机速比， η—减速机效率，

式中M d 加速时取+号，减速时取-号。 开卷机转矩

M 2 = (Mt -M w -M f ±M d ) η/i

M 2—开卷机转矩，N ·m ；

式中M d 加速时取-号，减速时取+号。 带钢运行速度 ν=πDn10-3/60i

ν—带钢运行速度，m /s；

带钢的运行线速度确定时，要根据产品产量要求及产品规格进行合理确定。 i=πDn10-3/60ν

减速机的速比确定时，工艺速度已确定，电机的额定转速在750/1000/1500等三个范围中选取，而应合理确定带卷直径，带卷直径影响减速机速比，还影响到电机的弱磁倍数的调速。在 电动机功率

P= M1n/9550（卷取机）或P= M2n/9550（开卷机） P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min；

机组生产运行时的运行参数变化过程： 卷取机电机运行过程参数变化描述：

卷取机在运行时的控制过程可分为几个工作阶段，有穿带卷取阶段、低速运行阶段、稳定运行阶段、加减速运行阶段。

穿带卷取：穿带速度运行实现穿带，卷取机夹持带钢或与助卷器联合在穿带速度卷取带钢； 低速运行：建立张力，启动运行，进行升速看板形及升速限制等升速到一定速度运行，看运行稳定板形良好等再升速至工艺要求速度运行。

稳定运行：稳速运行阶段，随着运行时间的延长，卷径不断增大，电机转速不断降低，保持恒线速度运行，要保持恒线速度恒张力运行电机的转速下降电流转矩增加，频率降低。 加减速运行：加减速时，转速是以一个倍数的进行增加或降低，稳定的提速或降速。 开卷机电机运行过程参数变化描述： 穿带运行： 稳定运行： 加减速运行： 1.2计算实例

1.2.1 计算实例一1700mm 拉伸弯曲矫直机组计算 1. 1700mm 拉伸弯曲矫直机组工艺参数 原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA 带钢板宽：850～1580 mm 带钢板厚： 0.15～1.5 mm 带钢强度： 屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa HSLA σs ≤450 Mpa 抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa

HSLA σs ≤630Mpa 机组工艺参数

机组产量： 30万吨 机组工艺速度： 250m/s

开机张力：开卷张力确定时，与待用钢卷的卷取张力相适应 卷取张力：适合该工序的工艺 拉矫张力：≤200KN

2. 机组工艺参数的选择确定 卷取机单位张应力：

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2) q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×280 =8.4～14MPa （N/mm2） =0.84～1.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.0×1580×1.5=2.37 T

s q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×450

2

=13.5～22.5MPa （N/mm） =1.35～2.25kg/mm2

2

q —单位张应力，Mpa （N/mm）

机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.45×1580×1.5=3.4365 T 带钢运行线速度：

带钢运行的线速度为工艺速度，工艺速度应满足机组的总体产量要求，根据产品大纲进行合理的计算后，确定工艺速度。经产量计算机组工艺速度确定为(60ν)250m/min（mpm ）。 带钢运行线速度公式 ν=πDn10-3/60i

ν—带钢运行速度，m /s； D —带钢直径，mm ；

n —电动机转速，r/min； i —减速机速比； i=πDn10-3/60ν

此式带卷直径的确定，考虑在额定转速时能在最小卷径下提供最高工艺速度。并且在确定转速与速比的关系时，转速应与所提供的额定转矩能满足最大张力及最大卷径下所需的转矩，此时的电机静阻转矩计算式中无加减变速转矩。 i=πDn10-3/60ν=π610×750×10-3/250=5.7462 i=πDn10-3/60ν=π610×1000×10-3/250=7.6616 i=πDn10-3/60ν=π610×1500×10-3/250=11.4924 i=πDn10-3/60ν=π800×1000×10-3/250=10.053

此减速机速比过小使得电机的静阻转矩过高电机的型号就没有常规类型预期相适应，因此应使速比在6～14之间。速比在受转速的影响以外，还受带卷直径的影响，合理确定带卷在多大时才能达到最大工艺速度，并且此时传递出最大的转矩。在卷径为800时，机组达到最大工艺速度，800以下时集中不能在最高速运行，而且调速时采用弱磁调速，因为弱磁调速为恒功率调速，在高速运行时弱磁恒功率运行电机转矩较恒转矩时低提供的张力，较恒转矩运行时张力低。 卷筒飞轮矩：

2-154GD 1=πρBg ×10 D1/8

D 1—卷筒直径，mm ； ρ—卷筒材料密度，kg/m3； B —卷筒宽度，mm ；

g —重力加速度，g ＝9.81m/s； GD 12=πρBg ×10-15 D14/8

=π7.85×103×1900×9.81×10-15×6104/8

2

=79515.4 N/m 钢卷飞轮矩：

2-1544 GD 2＝πρBg ×10 (D－D 0) /8ρ—材料密度，kg/m； B —带卷宽度，mm ； D 0—钢卷内径，mm ；

3

GD 2=πρBg ×10 (D－D 0) /8

2

-15

44

=π7.85×103×1580×9.81×10-15×(11004-6104)/8

=63325.54 N/m2 卷取机静阻转矩：

带钢精整重卷时，卷取过程中线速度保持不变，则卷径不断增大，带卷转速不断降低，电动机的转速随带卷的卷径变化不断降低转速以达到控制要求，而在转速降低的同时要保持带卷上的张力稳定，应该是电动机的转矩随着变大，其电流值随着变大。电动机的静阻转矩的计算时，带卷直径的选择，应考虑到电机所能提供的最大转矩，不得在运行时在最大卷径下超过最大转矩电流。如果选择的张力过大 而且要求在最大卷径下可提供最大的张力值，这样电机的选型时电机的余量过大，降低电机的使用效率，增大了电机的容量。

为了充分利用电机的功率及容量，应合理选择在最大张力下的带卷直径或最大卷径下的张力值。

-3-3

M t =TDmax /2×10或M t =Tmax D/2×10 M t —张力转矩，N ·m ； T —带钢张力，N ； D —钢卷直径，mm ；

由此上式合理择取，进行计算确定M t 。 M t =TDmax /2×10-3或M t =Tmax D/2×10-3

-3-3

=22910×2100/2×10或34365×1400/2×10 =24055.55 N/m

①M 1 = (Mt +M w + Mf ±M d ) /iη 第三种选择 =[TD/2×10-3+ Bh2σs /4×10-3+µFd/2×10-3]/iη =[22910·2100/2·10-3+1580·1.52·450/4×10-3+0.005·300000·450/2×10-3] /10.053·0.96 =[24055.55+399.9374+337.5] / 9.65088 =24792.9874/9.65088 =2568.982N/m

②M 1 = (Mt +M w + Mf ±M d ) /iη 第一种选择 =[TD/2×10-3+ Bh2σs /4×10-3+µFd/2×10-3+(GD12+GD 22) /(2g D ×10-3 ) ×（dν / dt ）]/ i η

=[35500·1100/2·10-3+1580·1.52·450/4×10-3+0.02·300000·450/2×10-3+(79515.4+63325.54)/(2×9.81×1100×10-3) ×3.67/15] /7.7848·0.96 =[19525+399.9374+1350+1127.3] / 7.7848·0.96 =22402.2374/7.4734

=2997.5964(2666.114) N/m

③M 1 = (Mt +M w + Mf ±M d ) /iη 最大的选择方法电机转矩超出太多 =[TD/2×10-3+ Bh2σs /4×10-3+µFd/2×10-3+(GD12+GD 22) /(2g D ×10-3 ) ×（dν / dt ）]/ i η

=[35500·2100/2·10-3+1580·1.52·450/4×10-3+0.02·300000·280/2×10-3] /7.18275·0.96 =[37275+399.9375+840]/6.89544 =5585.566

卷取机电动机功率 P= M1n/9550

P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min；

P= M1n/9550

=2568.982×1000/9550 = 269.00kw

开卷机静阻转矩： M 2 = (Mt -M w - Mf ±M d ) η /i

-32-3-322-3

=[TD/2×10- Bhσs /4×10-µFd/2×10+(GD1+GD 2) /(2g D ×10 ) ×（dν / dt ）] η/i i

=[14500×2100/2×10-3-1580×1.52×450/4×10-3-0.005·300000·450/2×-3

10 ] ·0.96/7.7848

=[15225-399.9374-337.5] ·0.96/10.053 =14487.5626·0.96/10.053 =13908.06/10.053 =1383.4736 N/m 开卷机电动机功率 P= M2n/9550

P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min； P= M2n/9550

=1383.4736×1000/9550 =144.866 kw

说明：拉矫机组的拉伸张力如果设计为由卷取机提供拉矫初始张力并通过张力辊组进行扩大提高成拉矫段的拉矫张力。卷取张力因卷取板的原因单位张力应据带厚的变厚而降低，因此在由卷取机提供的拉矫初始张力的单位张力与拉矫段需的厚板大单位张力偏小，能否在厚板大延伸率要求时，张力提供足够。并且在卷取机选择张力时，高速状态下要保持大张力并恒张力是不可能的，是随卷径增大而受到微调降低的，这种卷取张力的变化是否影响拉伸矫直时延伸率变化。

1.2.2计算实例二1000mm 拉伸弯曲矫直机组计算 原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA 带钢板宽：500～850 mm 带钢板厚： 0.25～1.2 mm 带钢强度： 屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa HSLA σs ≤450 Mpa 抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa HSLA σs ≤630Mpa 机组工艺参数

机组产量： 12～15万吨 机组工艺速度： 220m/s

开机张力：开卷张力确定时，与待用钢卷的卷取张力相适应 卷取张力：适合该工序的工艺 拉矫张力：≤100KN

2. 机组工艺参数的选择确定 卷取机单位张应力：

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为

最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

2

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm) q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×280 =8.4～14MPa （N/mm2） =0.84～1.4kg/mm2

2

q —单位张应力，Mpa （N/mm） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.00×850×1.5=1.275 T

s q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×450

=13.5～22.5MPa （N/mm2） =1.35～2.25kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.55×850×1.5=1.976 T 带钢运行线速度：

带钢运行的线速度为工艺速度，工艺速度应满足机组的总体产量要求，根据产品大纲进行合理的计算后，确定工艺速度。拉矫重卷机组的最大工艺速度为220(60ν)250m/min（mpm ）。 带钢运行线速度公式 ν=πDn10-3/60i

ν—带钢运行速度，m /s； D —带钢直径，mm ；

n —电动机转速，r/min； i —减速机速比； 减速机速比：

i=πDn10-3/60ν=π800×1000×10-3/220=11.423973 带卷直径在确定时，选为800 卷筒飞轮矩：

2-154GD 1=πρBg ×10 D1/8

D 1—卷筒直径，mm ； ρ—卷筒材料密度，kg/m3； B —卷筒宽度，mm ；

g —重力加速度，g ＝9.81m/s； GD 12=πρBg ×10-15 D14/8

=π7.85×10×1090×9.81×10×610/8 =4561.673 N/m2 钢卷飞轮矩：

2-1544 GD 2＝πρBg ×10 (D－D 0) /8ρ—材料密度，kg/m3； B —带卷宽度，mm ； D 0—钢卷内径，mm ； GD 22=πρBg ×10-15 (D4－D 04) /8

=π7.85×103×850×9.81×10-15×(11004-6104)/8

2

= N/m 卷取机静阻转矩： M 1 = (Mt +M w +M f ±M d ) /iη

-3

=[TD/2×10+ Bh2σs /4×10-3+µFd/2×10-3+(GD12+GD 22) /(2g D ×10-3 ) ×（dν / dt ）]/ i η

=[13173×1600/2×10-3+850×1.22×450/4×10-3+0.005×90000×450/2×10-3]/11.423973·0.96

=[10538.4+137.7+101.25]/10.967 =10777.35/10.967 =982.7072N/m 卷取机电动机功率 P= M1n/9550

P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min； P= M1n/9550

=982.7072×1000/9550 =102.9 kw

开卷机静阻转矩：

3

-15

4

M 2 = (Mt -M w - Mf ±M d ) η /i

-32-3-322-3

=[TD/2×10- Bhσs /4×10-µFd/2×10+(GD1+GD 2) /(2g D ×10 ) ×（dν / dt ）] η/i =[13173×1600/2×10-3-850×1.22×450/4×10-3-0.005·90000·450/2×10-3 ] ·0.96/11.423973

=[10538.4-137.7-101.25] ·0.96/11.423973 =10299.45·0.96/11.423973 =9887.472/11.423973 =865.5 N/m 开卷机电动机功率 P= M2n/9550

P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min； P= M2n/9550

=865.5×1000/9550 =90.628 kw

1.2.3计算实例三1700mm 重卷机组计算 1. 1700mm 重卷机组工艺参数 原料参数

带材性能：冷轧卷、平整卷

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA 带钢板宽：850～1580 mm 带钢板厚： 0.15～1.5 mm 带钢强度： 屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa HSLA σs ≤450 Mpa 抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa HSLA σs ≤630Mpa 机组工艺参数

机组产量： 30万吨

机组工艺速度： 400m/s(≤1.0mm) （两档） 西重所 200m/s(1.0mm) 其他 400m/s

开机张力：开卷张力确定时，与待用钢卷的卷取张力相适应 卷取张力：适合该工序的工艺 2. 机组工艺参数的选择确定 卷取机单位张应力：

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

2

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm) q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×280

2

=8.4～14MPa （N/mm） =0.84～1.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.0×1580×1.5=2.37 T

s q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×450

=13.5～22.5MPa （N/mm2） =1.35～2.25kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.45×1580×1.5=3.4365 T 带钢运行线速度：

带钢运行的线速度为工艺速度，工艺速度应满足机组的总体产量要求，根据产品大纲进行合理的计算后，确定工艺速度。经产量计算机组工艺速度确定为(60ν)250m/min（mpm ）。

1.2.4计算实例四950mm 冷轧机计算

1.2.5计算实例五950mm 平整机计算

2. 夹送辊

2.1夹送辊电机功率及静阻转矩计算公式 不打滑条件 |T2－T 1|＜μF

T2—辊后带钢张力，与线速度方向相同，N ；

2

T1—辊前带钢张力，与线速度方向相反，N ；

μ—带钢与辊间的摩擦系数；

F—辊间夹紧力，N ；

带钢线速度

υ=πDn/(60i)

υ—带钢线速度，m/s；

D—夹送辊直径，m ；

n—电动机转速，r/min；

i—减速机速比；

T 1＞T 2时，

电动机转矩和功率

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

P1=(T 1－T 2) υ10-3/η

M 1—电动机转矩，N ·m ；

P 1—电动机功率，kw ；

η—减速机效率；

T 1＜T 2时，

电动机转矩和功率

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

P2=(T 1－T 2) υη×10-3

M 2—电动机转矩，N ·m ；

P 2—电动机功率，kw ；

η—减速机效率；

2.2计算实例

计算实例一1700mm 横切机组计算

1. 1700mm 横切机组工艺参数

原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA

带钢板宽：850～1580 mm

带钢板厚： 0.15～1.5 mm

带钢强度：

屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa

HSLA σs ≤450 Mpa

抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa

HSLA σs ≤630Mpa

机组工艺参数

机组产量： 15万吨

机组工艺速度： 110m/s

张力辊张力： 与开卷张力相适应

2. 机组工艺参数的选择确定

计算实例二1000mm 拉伸弯曲矫直机组计算

3. 张力辊

3.1张力辊计算公式

带钢线速度

υ=πDn/(60i)

υ—带钢线速度，m/s；

D—张力辊直径，m ；

n—电动机转速，r/min；

i —减速机速比；

i=πDn/(60υ)

减速机速比应因工艺线速度的确定而能够确定，只受电机的转速影响，电机转速在750rpm 、1000rpm 、1500rpm 等三个范围内选取，根据张力辊的转矩要求来定电机转矩要求合理选择电机并确定电机转速。

T 1＞T 2时，不打滑条件

T 1/T 2≤e μα

T1—辊前带钢张力，与线速度方向相反，N ；

T 2—辊后带钢张力，与线速度方向相同，N ；

μ—带钢与辊面的摩擦系数；

α—带钢在辊子上的包角，rad ；

为实现带钢运行不打滑，辊后带钢张力要求能提供大些（即卷取张力要求提供大些），以及张力辊电机功率大些。

电动机转矩和功率

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

-3 P1=(T 1－T 2) υ×10/η

M 1—电动机转矩，N ·m ；

P 1—电动机功率，kw ；

η—减速机效率； 21为实现带钢运行不打滑，辊前带钢张力要求能提供大些（即开卷张力要求提供大些），以及张力辊电机功率大些。

电动机转矩和功率

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

-3 P2=(T 1－T 2) υη×10

M 2—电动机转矩，N ·m ；

P 2—电动机功率，kw ；

η—减速机效率；

3.2计算实例

3.2.1计算实例一1700mm 拉伸弯曲矫直机组计算

1. 1700mm 拉伸弯曲矫直机组工艺参数

原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA

带钢板宽：850～1580 mm

带钢板厚： 0.15～1.5 mm

带钢强度：

屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa

HSLA σs ≤450 Mpa

抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa

HSLA σs ≤630Mpa

机组工艺参数

机组产量： 30万吨 机组工艺速度： 250m/s

开卷张力：选择原则 4～20KN

卷取张力：选择

拉矫段张力：≤210 KN

2. 机组工艺参数的选择确定

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2)

q=（0.03～0.05）σs

=（0.03～0.05）×280

=8.4～14MPa （N/mm2）

=0.84～1.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2）

机组卷取张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.0×1580×1.5=2.37 T

低合金高强度钢等，σs 定为450Mpa(N/mm2)

q=（0.03～0.05）σs

=（0.03～0.05）×450

2 =13.5～22.5MPa （N/mm）

=1.35～2.25kg/mm2

2 q —单位张应力，Mpa （N/mm）

机组卷取张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.45×1580×1.5=3.4365 T

拉矫单位张应力：

拉矫单位张应力的选定，应该根据冷轧带材的机械性能特点选择，单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×280

=28～84MPa （N/mm2）

=2.8～8.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm）

2低合金高强度钢等，σs 定为450Mpa(N/mm)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×450

=45～135MPa （N/mm2）

=4.5～13.5kg/mm2

低合金高强度钢的实际屈服极限为370Mpa(N/mm2)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×370

=37～111MPa （N/mm2）

=3.7～11.1kg/mm2 拉矫张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=84×1580×1.5=199080 N=199.08 kN

T=qBh=135×1580×1.5=319950 N=319.95 kN

T=qBh=111×1580×1.2=210456 N=210.46 kN 出口张力辊电机计算：

出口张力辊从拉矫机座到卷取机方向为5#、6#、7#、8#张力辊，张力以拉矫段张力提供为基础，经过扩大系数来分配出出口张力，如果以卷取机的张力为张力基准，则经扩大系数扩大后拉矫段张力达不到拉矫带材所需的张力，因此计算张力辊电机需按拉矫要求张力为基准进行计算，而在运行时在卷取张力前加附加张力来达到初始张力值的要求。

f=0.23

α=450°×0.9=405°=7.068583471(rad)

张力辊总的扩大系数：

e f α= e0.23×7.06858= e1.625774253=5.082352541

α=112.5°×0.9=101.25°=1.767145868(rad)

单个张力辊的扩大系数：

f α0.23×1.767150.406443549e = e= e=1.50146838

张力辊减速机速比：

i=πDn/60υ

=π×0.8×1000/250

=10.05309649

υ=250/60=4.167

5#张力辊电机功率：

辊前张力：210.46 kN

辊后张力：140.1667879 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·140.1667879·0.8/2·10.53·0.96

=2781.369701

-3 P1=(T 1－T 2) υ×10/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·140.1667879·4.167·10-3/0.96

=292.8782296 2

6#张力辊电机功率：

辊前张力：140.1667879 kN

辊后张力：93.35303929 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·93353.03929·0.8/2·10.053·0.96

=1940.289325

-3 P1=(T 1－T 2) υ×10/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·93353.03929·4.167·10-3/0.96

=203.2009276

7#张力辊电机功率：

辊前张力：93.35303929 kN

辊后张力：62.17442859 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·62.17442859·0.8/2·10.053·0.96

=1292.259802

P1=(T 1－T 2) υ×10-3/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·62174.42859·4.167·10-3/0.96

=135.3346571

8#张力辊电机功率：

辊前张力：62.17442859 kN

辊后张力：41.4090382 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·41409.0382·0.8/2·10.053·0.96

=860.6630856

P1=(T 1－T 2) υ×10-3/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·41409.9146·4.167·10-3/0.96

=90.13477 入口张力辊电机计算：

入口张力辊从开卷机到拉矫机座方向为1#、2#、3#、4#张力辊，张力以拉矫段张力提供为基础，经过扩大系数来分配出入口张力，如果以开卷机的张力为张力基准，则经扩大系数扩大后拉矫段张力达不到拉矫带材所需的张力，因此计算张力辊电机需按拉矫要求张力为基准进行计算，而在运行时在开卷张力后附加张力来达到初始张力值的要求。

f=0.23

α=450°×0.9=405°=7.068583471(rad)

张力辊总的扩大系数：

e f α= e0.23×7.06858= e1.625774253=5.082352541

α=112.5°×0.9=101.25°=1.767145868(rad)

单个张力辊的扩大系数：

e f α= e0.23×1.76715= e0.406443549=1.50146838

1#张力辊电机功率：

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

P-3

2=(T 1－T 2) υη×10

辊前张力：41.4090382 kN

辊后张力：62.17442859 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

= ( ef α－1) T1 Dη/(2i)

=0.50147·41409.0382·0.8·0.96/2·10.053

=793.1870992

P-3

2=(T 1－T 2) υη×10

= ( ef α－1) T2 υη×10-3

=0.50147·41409.0382·4.167·0.96·10-3

=86.52938174

2#张力辊电机功率：

辊前张力：62.17442859 kN

辊后张力：93.35303929 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T1D η/(2i)

=0.50147·62174.42859·0.8·0.96/2·10.053

=1190.946634

P2=(T 1－T 2) υη×10-3

= ( ef α－1) T2 υη×10-3

=0.50147·62174.42859·4.167·0.96·10-3

=124.72442

3#张力辊电机功率：

辊前张力：93.35303929 kN

辊后张力：140.1667879 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T2D η/(2i)

=0.50147·93353.03929·0.8·0.96/2·10.053

=1788.170642

P -3

2=(T 1－T 2) υη×10

= ( ef α－1) T2 υη×10-3

=0.50147·93353.03929·4.167·0.96·10-3

=187.2699749

4#张力辊电机功率：

辊前张力：140.1667879 kN

辊后张力：210.46 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T2D η/(2i)

=0.50147·140166.7879·0.8·0.96/2·10.053

=2684.884574

PT -3

2=(1－T 2) υη×10

= ( ef α－1) T2 υη×10-3

=0.50147·140166.7879·4.167·0.96·10-3

=281.1802491

3.2.2计算实例二1000mm 拉伸弯曲矫直机组计算

原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA

带钢板宽：500～850 mm

带钢板厚： 0.25～1.2 mm

带钢强度：

屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa

HSLA σs ≤450 Mpa

抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa

HSLA σs ≤630Mpa

机组工艺参数

机组产量： 12～15万吨

机组工艺速度： 220m/s

开机张力：开卷张力确定时，与待用钢卷的卷取张力相适应

卷取张力：适合该工序的工艺

拉矫张力：≤113 KN

2. 机组工艺参数的选择确定

卷取机单位张应力：

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2)

q=（0.03～0.05）σs

=（0.03～0.05）×280

2 =8.4～14MPa （N/mm）

=0.84～1.4kg/mm2

2 q —单位张应力，Mpa （N/mm）

机组卷取张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.00×850×1.5=1.275 T

s q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×450

=13.5～22.5MPa （N/mm2）

=1.35～2.25kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2）

机组卷取张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.55×850×1.5=1.976 T

拉矫单位张应力：

拉矫单位张应力的选定，应该根据冷轧带材的机械性能特点选择，单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×280

=28～84MPa （N/mm2）

=2.8～8.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2）

低合金高强度钢等，σs 定为450Mpa(N/mm2)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×450

2 =45～135MPa （N/mm）

=4.5～13.5kg/mm2

2低合金高强度钢的实际屈服极限为370Mpa(N/mm)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×370 =37～111MPa （N/mm2）

2 =3.7～11.1kg/mm

拉矫张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=84×850×1.5=107100 N=107.1 kN

T=qBh=135×850×1.5=172125 N=172.125 kN

T=qBh=111×850×1.2=113220 N=113.22 kN

出口张力辊电机计算：

出口张力辊从拉矫机座到卷取机方向为3#、4#张力辊，张力以拉矫段张力提供为基础，经过扩大系数来分配出开卷张力，如果以卷取机的张力为张力基准，则经扩大系数扩大后拉矫段张力达不到拉矫带材所需的张力，因此计算张力辊电机需按拉矫要求张力为基准进行计算，而在运行时在卷取张力前加附加张力来达到初始张力值的要求。

f=0.23

α=225°×0.9=202.5°=3.534291735(rad)

张力辊总的扩大系数：

e f α= e0.23×3.53429= e0.812887099=2.254407297

α=112.5°×0.9=101.25°=1.767145868(rad)

单个张力辊的扩大系数：

e f α= e0.23×1.76715= e0.406443549=1.50146838

张力辊减速机速比：

i=πDn/60υ

=π×0.8×1000/250

=10.05309649

υ=220/60=3.667

3#张力辊电机功率：

辊前张力：113.22kN

辊后张力：75.40610202 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·75.40610202·0.8/2·10.053·0.96

=1567.272538

P1=(T 1－T 2) υ×10-3/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·75.40610202·3.667·10-3/0.96

=144.4412124

4#张力辊电机功率：

辊前张力：75.40610202 kN

辊后张力：50.22151759 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

f α =( e－1) T2D/(2iη)

=0.50147·50.22151759·0.8/2·10.053·0.96

=1043.804625

P1=(T 1－T 2) υ×10-3/η

f α-3 = ( e－1) T2 υ×10/η

=0.50147·50.22151759·3.667·10-3/0.96

=96.19986572 入口张力辊电机计算：

入口张力辊从开卷机到拉矫机座方向为1#、2#张力辊，张力以拉矫段张力提供为基础，经过扩大系数来分配出入口张力，如果以开卷机的张力为张力基准，则经扩大系数扩大后拉矫段张力达不到拉矫带材所需的张力，因此计算张力辊电机需按拉矫要求张力为基准进行计算，而在运行时在卷取张力前加附加张力来达到张力辊初始张力值的要求。拉矫段张力出口与入口相等。 f=0.23

α=225°×0.9=202.5°=3.534291735(rad)

张力辊总的扩大系数：

e f α= e0.23×3.53429= e0.812887099=2.254407297

α=112.5°×0.9=101.25°=1.767145868(rad)

单个张力辊的扩大系数：

e f α= e0.23×1.76715= e0.406443549=1.50146838

1#张力辊电机功率：

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

P-3

2=(T 1－T 2) υη×10

辊前张力：50.22151759 kN

辊后张力：75.40610202 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T2D η/(2i)

=0.50147·50221.51759·0.8·0.96/2·10.053

=961.9894976

P－T -3

2=(T 12) υη×10

= ( ef α－1) T1 υ×10-3/η

=0.50147·50221.51759·3.667·0.96·10-3

=88.65789918

2#张力辊电机功率：

辊前张力：75.40610202 kN

辊后张力：113.22 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T1D η/(2i)

=0.50147·75406.10202·0.8·0.96/2·10.053

=1504.581637

P 2=(T 1－T 2) υη×10-3

= ( ef α－1) T-3

2 υ×10/η

=0.50147·75406.10202·3.667·0.96·10-3

=133.1170213

4. 剪断机

4.1计算公式

剪切力

F=τQ/1000

F —剪断力，kN ；

τ—剪切应力，MPa ；

Q—被剪钢材截面积，mm 2；

电动机转矩

M=FR/iη+M0

M —剪断机转矩，N ·m ；

R—曲柄等效半径，mm ；

i—减速机速比；

η—减速机效率；

M 0—空载转矩，N ·m ，约为电动机额定转矩的5％；

曲柄角速度

ω=2πn/60i

ω—曲柄角速度，rad/s；

n—电动机转速，r/min；

电机功率

P=Mn/9550K

K—电机允许过载倍数；

P —电机功率，kw ；

4.2计算实例

计算实例一1700mm 拉伸弯曲矫直机组计算

计算实例二1000mm 拉伸弯曲矫直机组计算

工艺参数确定 莱芜·五原

5. 轧机主传动

5.1轧机计算公式

计算轧制转矩的方法有理论法和能耗法，能耗法需利用能耗曲线，能耗曲线是根据现有轧机的试轧数据编制的，供设计新轧机时使用。能耗曲线的纵坐标是每吨产品所需要的能量kw ·h ，横坐标是以对数尺表示的延伸率λ。目前已积累了丰富的能耗曲线（见文献《钢铁企业电力设计参考资料》），还不断有新的能耗曲线在刊物上发表。有些设计研究单位也保存有专供本单位使用的能耗曲线。

单位能耗与轧制转矩的关系

单位能耗定义为

ΔW=在t 秒时间内消耗的能量（kw ·h ）/在t 秒时间内生产的产品（t ）

=(Mn/9.55×t/3600)/(tρF πDn/60×10－6)

ΔW —单位能耗，kw ·h/t；

M —轧机转矩，kN ·m ；

n —主轧辊转速，r/min；

n=60υ/πD

υ—轧制速度，m/s；

D—轧辊直径，m ；

ρ—材料密度，钢为7.85t/m3；

t —时间，s ；

F —出口断面，F=h×b,mm ；

D —轧辊直径，m ；

轧制转矩

M=9.55/n×3600/t×(tρF πDn ×10－6/60)×ΔW

=1800ρFD ×10－6×ΔW

主轧电机功率

P=Mn/9.55

P —电机功率，kw ；

M —轧制转矩，kN ·m ；

n —轧辊转速，r/min；

5.2计算实例

计算实例一1700mm 冷轧机机组计算

计算实例二1000mm 冷轧机机组计算

泰钢冷轧 １０月１０

轧钢机械的功率和静阻转矩计算

1. 卷取机与开卷机 1.1计算公式 张力转矩

-3

M t =TD/2×10

M t —张力转矩，N ·m ； T —带钢张力，N ； D —钢卷直径，mm ；

张力转矩的确定，由带钢张力和钢卷直径决定，带钢张力由单位张力及带钢厚宽尺寸决定，单位张力应是经验选择、合理确定；钢卷直径的选择对张力转矩影响很大，选取为钢卷最大直径时，带钢的张力应为最大张力的70％。 塑性弯曲转矩

2-3

M w =Bhσs /4×10

M w —塑性弯曲转矩，m ； B —带钢宽度，mm ； h —带钢厚度，mm ； σs —屈服极限，N/mm2； 损耗转矩

-3

M f =µFd/2×10

M f —损耗转矩，N ·m ； µ—轴颈摩擦系数；

F —卷重和张力的合力，N ； d —轴颈直径，mm ； 动态转矩

M d =(GD12+GD 22) /(2g D ×10-3 ) ×（dν / dt ）

M d —动态转矩, N·m ； GD 12—卷筒飞轮矩，N ·m 2； GD 12＝πρBg /4×10-15 D14 D 1—卷筒直径，mm ； ρ—卷筒材料密度，kg/m3； B —卷筒宽度，mm ；

g —重力加速度，g ＝9.81m/s； GD 22—钢卷飞轮矩，N ·m 2； GD 22＝πρBg /8×10-15 (D4－D 04) ρ—材料密度，kg/m； B —带卷宽度，mm ； D 0—钢卷内径，mm ；

动态转矩约占张力转矩的5％。 卷取机转矩

3

M 1 = (Mt +M w +M f ±M d ) /iη

M 1—卷取机转矩，N ·m ； i —减速机速比， η—减速机效率，

式中M d 加速时取+号，减速时取-号。 开卷机转矩

M 2 = (Mt -M w -M f ±M d ) η/i

M 2—开卷机转矩，N ·m ；

式中M d 加速时取-号，减速时取+号。 带钢运行速度 ν=πDn10-3/60i

ν—带钢运行速度，m /s；

带钢的运行线速度确定时，要根据产品产量要求及产品规格进行合理确定。 i=πDn10-3/60ν

减速机的速比确定时，工艺速度已确定，电机的额定转速在750/1000/1500等三个范围中选取，而应合理确定带卷直径，带卷直径影响减速机速比，还影响到电机的弱磁倍数的调速。在 电动机功率

P= M1n/9550（卷取机）或P= M2n/9550（开卷机） P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min；

机组生产运行时的运行参数变化过程： 卷取机电机运行过程参数变化描述：

卷取机在运行时的控制过程可分为几个工作阶段，有穿带卷取阶段、低速运行阶段、稳定运行阶段、加减速运行阶段。

穿带卷取：穿带速度运行实现穿带，卷取机夹持带钢或与助卷器联合在穿带速度卷取带钢； 低速运行：建立张力，启动运行，进行升速看板形及升速限制等升速到一定速度运行，看运行稳定板形良好等再升速至工艺要求速度运行。

稳定运行：稳速运行阶段，随着运行时间的延长，卷径不断增大，电机转速不断降低，保持恒线速度运行，要保持恒线速度恒张力运行电机的转速下降电流转矩增加，频率降低。 加减速运行：加减速时，转速是以一个倍数的进行增加或降低，稳定的提速或降速。 开卷机电机运行过程参数变化描述： 穿带运行： 稳定运行： 加减速运行： 1.2计算实例

1.2.1 计算实例一1700mm 拉伸弯曲矫直机组计算 1. 1700mm 拉伸弯曲矫直机组工艺参数 原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA 带钢板宽：850～1580 mm 带钢板厚： 0.15～1.5 mm 带钢强度： 屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa HSLA σs ≤450 Mpa 抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa

HSLA σs ≤630Mpa 机组工艺参数

机组产量： 30万吨 机组工艺速度： 250m/s

开机张力：开卷张力确定时，与待用钢卷的卷取张力相适应 卷取张力：适合该工序的工艺 拉矫张力：≤200KN

2. 机组工艺参数的选择确定 卷取机单位张应力：

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2) q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×280 =8.4～14MPa （N/mm2） =0.84～1.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.0×1580×1.5=2.37 T

s q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×450

2

=13.5～22.5MPa （N/mm） =1.35～2.25kg/mm2

2

q —单位张应力，Mpa （N/mm）

机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.45×1580×1.5=3.4365 T 带钢运行线速度：

带钢运行的线速度为工艺速度，工艺速度应满足机组的总体产量要求，根据产品大纲进行合理的计算后，确定工艺速度。经产量计算机组工艺速度确定为(60ν)250m/min（mpm ）。 带钢运行线速度公式 ν=πDn10-3/60i

ν—带钢运行速度，m /s； D —带钢直径，mm ；

n —电动机转速，r/min； i —减速机速比； i=πDn10-3/60ν

此式带卷直径的确定，考虑在额定转速时能在最小卷径下提供最高工艺速度。并且在确定转速与速比的关系时，转速应与所提供的额定转矩能满足最大张力及最大卷径下所需的转矩，此时的电机静阻转矩计算式中无加减变速转矩。 i=πDn10-3/60ν=π610×750×10-3/250=5.7462 i=πDn10-3/60ν=π610×1000×10-3/250=7.6616 i=πDn10-3/60ν=π610×1500×10-3/250=11.4924 i=πDn10-3/60ν=π800×1000×10-3/250=10.053

此减速机速比过小使得电机的静阻转矩过高电机的型号就没有常规类型预期相适应，因此应使速比在6～14之间。速比在受转速的影响以外，还受带卷直径的影响，合理确定带卷在多大时才能达到最大工艺速度，并且此时传递出最大的转矩。在卷径为800时，机组达到最大工艺速度，800以下时集中不能在最高速运行，而且调速时采用弱磁调速，因为弱磁调速为恒功率调速，在高速运行时弱磁恒功率运行电机转矩较恒转矩时低提供的张力，较恒转矩运行时张力低。 卷筒飞轮矩：

2-154GD 1=πρBg ×10 D1/8

D 1—卷筒直径，mm ； ρ—卷筒材料密度，kg/m3； B —卷筒宽度，mm ；

g —重力加速度，g ＝9.81m/s； GD 12=πρBg ×10-15 D14/8

=π7.85×103×1900×9.81×10-15×6104/8

2

=79515.4 N/m 钢卷飞轮矩：

2-1544 GD 2＝πρBg ×10 (D－D 0) /8ρ—材料密度，kg/m； B —带卷宽度，mm ； D 0—钢卷内径，mm ；

3

GD 2=πρBg ×10 (D－D 0) /8

2

-15

44

=π7.85×103×1580×9.81×10-15×(11004-6104)/8

=63325.54 N/m2 卷取机静阻转矩：

带钢精整重卷时，卷取过程中线速度保持不变，则卷径不断增大，带卷转速不断降低，电动机的转速随带卷的卷径变化不断降低转速以达到控制要求，而在转速降低的同时要保持带卷上的张力稳定，应该是电动机的转矩随着变大，其电流值随着变大。电动机的静阻转矩的计算时，带卷直径的选择，应考虑到电机所能提供的最大转矩，不得在运行时在最大卷径下超过最大转矩电流。如果选择的张力过大 而且要求在最大卷径下可提供最大的张力值，这样电机的选型时电机的余量过大，降低电机的使用效率，增大了电机的容量。

为了充分利用电机的功率及容量，应合理选择在最大张力下的带卷直径或最大卷径下的张力值。

-3-3

M t =TDmax /2×10或M t =Tmax D/2×10 M t —张力转矩，N ·m ； T —带钢张力，N ； D —钢卷直径，mm ；

由此上式合理择取，进行计算确定M t 。 M t =TDmax /2×10-3或M t =Tmax D/2×10-3

-3-3

=22910×2100/2×10或34365×1400/2×10 =24055.55 N/m

①M 1 = (Mt +M w + Mf ±M d ) /iη 第三种选择 =[TD/2×10-3+ Bh2σs /4×10-3+µFd/2×10-3]/iη =[22910·2100/2·10-3+1580·1.52·450/4×10-3+0.005·300000·450/2×10-3] /10.053·0.96 =[24055.55+399.9374+337.5] / 9.65088 =24792.9874/9.65088 =2568.982N/m

②M 1 = (Mt +M w + Mf ±M d ) /iη 第一种选择 =[TD/2×10-3+ Bh2σs /4×10-3+µFd/2×10-3+(GD12+GD 22) /(2g D ×10-3 ) ×（dν / dt ）]/ i η

=[35500·1100/2·10-3+1580·1.52·450/4×10-3+0.02·300000·450/2×10-3+(79515.4+63325.54)/(2×9.81×1100×10-3) ×3.67/15] /7.7848·0.96 =[19525+399.9374+1350+1127.3] / 7.7848·0.96 =22402.2374/7.4734

=2997.5964(2666.114) N/m

③M 1 = (Mt +M w + Mf ±M d ) /iη 最大的选择方法电机转矩超出太多 =[TD/2×10-3+ Bh2σs /4×10-3+µFd/2×10-3+(GD12+GD 22) /(2g D ×10-3 ) ×（dν / dt ）]/ i η

=[35500·2100/2·10-3+1580·1.52·450/4×10-3+0.02·300000·280/2×10-3] /7.18275·0.96 =[37275+399.9375+840]/6.89544 =5585.566

卷取机电动机功率 P= M1n/9550

P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min；

P= M1n/9550

=2568.982×1000/9550 = 269.00kw

开卷机静阻转矩： M 2 = (Mt -M w - Mf ±M d ) η /i

-32-3-322-3

=[TD/2×10- Bhσs /4×10-µFd/2×10+(GD1+GD 2) /(2g D ×10 ) ×（dν / dt ）] η/i i

=[14500×2100/2×10-3-1580×1.52×450/4×10-3-0.005·300000·450/2×-3

10 ] ·0.96/7.7848

=[15225-399.9374-337.5] ·0.96/10.053 =14487.5626·0.96/10.053 =13908.06/10.053 =1383.4736 N/m 开卷机电动机功率 P= M2n/9550

P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min； P= M2n/9550

=1383.4736×1000/9550 =144.866 kw

说明：拉矫机组的拉伸张力如果设计为由卷取机提供拉矫初始张力并通过张力辊组进行扩大提高成拉矫段的拉矫张力。卷取张力因卷取板的原因单位张力应据带厚的变厚而降低，因此在由卷取机提供的拉矫初始张力的单位张力与拉矫段需的厚板大单位张力偏小，能否在厚板大延伸率要求时，张力提供足够。并且在卷取机选择张力时，高速状态下要保持大张力并恒张力是不可能的，是随卷径增大而受到微调降低的，这种卷取张力的变化是否影响拉伸矫直时延伸率变化。

1.2.2计算实例二1000mm 拉伸弯曲矫直机组计算 原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA 带钢板宽：500～850 mm 带钢板厚： 0.25～1.2 mm 带钢强度： 屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa HSLA σs ≤450 Mpa 抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa HSLA σs ≤630Mpa 机组工艺参数

机组产量： 12～15万吨 机组工艺速度： 220m/s

开机张力：开卷张力确定时，与待用钢卷的卷取张力相适应 卷取张力：适合该工序的工艺 拉矫张力：≤100KN

2. 机组工艺参数的选择确定 卷取机单位张应力：

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为

最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

2

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm) q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×280 =8.4～14MPa （N/mm2） =0.84～1.4kg/mm2

2

q —单位张应力，Mpa （N/mm） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.00×850×1.5=1.275 T

s q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×450

=13.5～22.5MPa （N/mm2） =1.35～2.25kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.55×850×1.5=1.976 T 带钢运行线速度：

带钢运行的线速度为工艺速度，工艺速度应满足机组的总体产量要求，根据产品大纲进行合理的计算后，确定工艺速度。拉矫重卷机组的最大工艺速度为220(60ν)250m/min（mpm ）。 带钢运行线速度公式 ν=πDn10-3/60i

ν—带钢运行速度，m /s； D —带钢直径，mm ；

n —电动机转速，r/min； i —减速机速比； 减速机速比：

i=πDn10-3/60ν=π800×1000×10-3/220=11.423973 带卷直径在确定时，选为800 卷筒飞轮矩：

2-154GD 1=πρBg ×10 D1/8

D 1—卷筒直径，mm ； ρ—卷筒材料密度，kg/m3； B —卷筒宽度，mm ；

g —重力加速度，g ＝9.81m/s； GD 12=πρBg ×10-15 D14/8

=π7.85×10×1090×9.81×10×610/8 =4561.673 N/m2 钢卷飞轮矩：

2-1544 GD 2＝πρBg ×10 (D－D 0) /8ρ—材料密度，kg/m3； B —带卷宽度，mm ； D 0—钢卷内径，mm ； GD 22=πρBg ×10-15 (D4－D 04) /8

=π7.85×103×850×9.81×10-15×(11004-6104)/8

2

= N/m 卷取机静阻转矩： M 1 = (Mt +M w +M f ±M d ) /iη

-3

=[TD/2×10+ Bh2σs /4×10-3+µFd/2×10-3+(GD12+GD 22) /(2g D ×10-3 ) ×（dν / dt ）]/ i η

=[13173×1600/2×10-3+850×1.22×450/4×10-3+0.005×90000×450/2×10-3]/11.423973·0.96

=[10538.4+137.7+101.25]/10.967 =10777.35/10.967 =982.7072N/m 卷取机电动机功率 P= M1n/9550

P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min； P= M1n/9550

=982.7072×1000/9550 =102.9 kw

开卷机静阻转矩：

3

-15

4

M 2 = (Mt -M w - Mf ±M d ) η /i

-32-3-322-3

=[TD/2×10- Bhσs /4×10-µFd/2×10+(GD1+GD 2) /(2g D ×10 ) ×（dν / dt ）] η/i =[13173×1600/2×10-3-850×1.22×450/4×10-3-0.005·90000·450/2×10-3 ] ·0.96/11.423973

=[10538.4-137.7-101.25] ·0.96/11.423973 =10299.45·0.96/11.423973 =9887.472/11.423973 =865.5 N/m 开卷机电动机功率 P= M2n/9550

P —电机功率，kw ；

n —电动机转速，r /min； P= M2n/9550

=865.5×1000/9550 =90.628 kw

1.2.3计算实例三1700mm 重卷机组计算 1. 1700mm 重卷机组工艺参数 原料参数

带材性能：冷轧卷、平整卷

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA 带钢板宽：850～1580 mm 带钢板厚： 0.15～1.5 mm 带钢强度： 屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa HSLA σs ≤450 Mpa 抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa HSLA σs ≤630Mpa 机组工艺参数

机组产量： 30万吨

机组工艺速度： 400m/s(≤1.0mm) （两档） 西重所 200m/s(1.0mm) 其他 400m/s

开机张力：开卷张力确定时，与待用钢卷的卷取张力相适应 卷取张力：适合该工序的工艺 2. 机组工艺参数的选择确定 卷取机单位张应力：

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

2

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm) q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×280

2

=8.4～14MPa （N/mm） =0.84～1.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.0×1580×1.5=2.37 T

s q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×450

=13.5～22.5MPa （N/mm2） =1.35～2.25kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2） 机组卷取张力： T=qBh

T —卷取张力，N ； B—带钢宽度，mm ； h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.45×1580×1.5=3.4365 T 带钢运行线速度：

带钢运行的线速度为工艺速度，工艺速度应满足机组的总体产量要求，根据产品大纲进行合理的计算后，确定工艺速度。经产量计算机组工艺速度确定为(60ν)250m/min（mpm ）。

1.2.4计算实例四950mm 冷轧机计算

1.2.5计算实例五950mm 平整机计算

2. 夹送辊

2.1夹送辊电机功率及静阻转矩计算公式 不打滑条件 |T2－T 1|＜μF

T2—辊后带钢张力，与线速度方向相同，N ；

2

T1—辊前带钢张力，与线速度方向相反，N ；

μ—带钢与辊间的摩擦系数；

F—辊间夹紧力，N ；

带钢线速度

υ=πDn/(60i)

υ—带钢线速度，m/s；

D—夹送辊直径，m ；

n—电动机转速，r/min；

i—减速机速比；

T 1＞T 2时，

电动机转矩和功率

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

P1=(T 1－T 2) υ10-3/η

M 1—电动机转矩，N ·m ；

P 1—电动机功率，kw ；

η—减速机效率；

T 1＜T 2时，

电动机转矩和功率

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

P2=(T 1－T 2) υη×10-3

M 2—电动机转矩，N ·m ；

P 2—电动机功率，kw ；

η—减速机效率；

2.2计算实例

计算实例一1700mm 横切机组计算

1. 1700mm 横切机组工艺参数

原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA

带钢板宽：850～1580 mm

带钢板厚： 0.15～1.5 mm

带钢强度：

屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa

HSLA σs ≤450 Mpa

抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa

HSLA σs ≤630Mpa

机组工艺参数

机组产量： 15万吨

机组工艺速度： 110m/s

张力辊张力： 与开卷张力相适应

2. 机组工艺参数的选择确定

计算实例二1000mm 拉伸弯曲矫直机组计算

3. 张力辊

3.1张力辊计算公式

带钢线速度

υ=πDn/(60i)

υ—带钢线速度，m/s；

D—张力辊直径，m ；

n—电动机转速，r/min；

i —减速机速比；

i=πDn/(60υ)

减速机速比应因工艺线速度的确定而能够确定，只受电机的转速影响，电机转速在750rpm 、1000rpm 、1500rpm 等三个范围内选取，根据张力辊的转矩要求来定电机转矩要求合理选择电机并确定电机转速。

T 1＞T 2时，不打滑条件

T 1/T 2≤e μα

T1—辊前带钢张力，与线速度方向相反，N ；

T 2—辊后带钢张力，与线速度方向相同，N ；

μ—带钢与辊面的摩擦系数；

α—带钢在辊子上的包角，rad ；

为实现带钢运行不打滑，辊后带钢张力要求能提供大些（即卷取张力要求提供大些），以及张力辊电机功率大些。

电动机转矩和功率

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

-3 P1=(T 1－T 2) υ×10/η

M 1—电动机转矩，N ·m ；

P 1—电动机功率，kw ；

η—减速机效率； 21为实现带钢运行不打滑，辊前带钢张力要求能提供大些（即开卷张力要求提供大些），以及张力辊电机功率大些。

电动机转矩和功率

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

-3 P2=(T 1－T 2) υη×10

M 2—电动机转矩，N ·m ；

P 2—电动机功率，kw ；

η—减速机效率；

3.2计算实例

3.2.1计算实例一1700mm 拉伸弯曲矫直机组计算

1. 1700mm 拉伸弯曲矫直机组工艺参数

原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA

带钢板宽：850～1580 mm

带钢板厚： 0.15～1.5 mm

带钢强度：

屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa

HSLA σs ≤450 Mpa

抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa

HSLA σs ≤630Mpa

机组工艺参数

机组产量： 30万吨 机组工艺速度： 250m/s

开卷张力：选择原则 4～20KN

卷取张力：选择

拉矫段张力：≤210 KN

2. 机组工艺参数的选择确定

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2)

q=（0.03～0.05）σs

=（0.03～0.05）×280

=8.4～14MPa （N/mm2）

=0.84～1.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2）

机组卷取张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.0×1580×1.5=2.37 T

低合金高强度钢等，σs 定为450Mpa(N/mm2)

q=（0.03～0.05）σs

=（0.03～0.05）×450

2 =13.5～22.5MPa （N/mm）

=1.35～2.25kg/mm2

2 q —单位张应力，Mpa （N/mm）

机组卷取张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.45×1580×1.5=3.4365 T

拉矫单位张应力：

拉矫单位张应力的选定，应该根据冷轧带材的机械性能特点选择，单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×280

=28～84MPa （N/mm2）

=2.8～8.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm）

2低合金高强度钢等，σs 定为450Mpa(N/mm)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×450

=45～135MPa （N/mm2）

=4.5～13.5kg/mm2

低合金高强度钢的实际屈服极限为370Mpa(N/mm2)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×370

=37～111MPa （N/mm2）

=3.7～11.1kg/mm2 拉矫张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=84×1580×1.5=199080 N=199.08 kN

T=qBh=135×1580×1.5=319950 N=319.95 kN

T=qBh=111×1580×1.2=210456 N=210.46 kN 出口张力辊电机计算：

出口张力辊从拉矫机座到卷取机方向为5#、6#、7#、8#张力辊，张力以拉矫段张力提供为基础，经过扩大系数来分配出出口张力，如果以卷取机的张力为张力基准，则经扩大系数扩大后拉矫段张力达不到拉矫带材所需的张力，因此计算张力辊电机需按拉矫要求张力为基准进行计算，而在运行时在卷取张力前加附加张力来达到初始张力值的要求。

f=0.23

α=450°×0.9=405°=7.068583471(rad)

张力辊总的扩大系数：

e f α= e0.23×7.06858= e1.625774253=5.082352541

α=112.5°×0.9=101.25°=1.767145868(rad)

单个张力辊的扩大系数：

f α0.23×1.767150.406443549e = e= e=1.50146838

张力辊减速机速比：

i=πDn/60υ

=π×0.8×1000/250

=10.05309649

υ=250/60=4.167

5#张力辊电机功率：

辊前张力：210.46 kN

辊后张力：140.1667879 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·140.1667879·0.8/2·10.53·0.96

=2781.369701

-3 P1=(T 1－T 2) υ×10/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·140.1667879·4.167·10-3/0.96

=292.8782296 2

6#张力辊电机功率：

辊前张力：140.1667879 kN

辊后张力：93.35303929 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·93353.03929·0.8/2·10.053·0.96

=1940.289325

-3 P1=(T 1－T 2) υ×10/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·93353.03929·4.167·10-3/0.96

=203.2009276

7#张力辊电机功率：

辊前张力：93.35303929 kN

辊后张力：62.17442859 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·62.17442859·0.8/2·10.053·0.96

=1292.259802

P1=(T 1－T 2) υ×10-3/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·62174.42859·4.167·10-3/0.96

=135.3346571

8#张力辊电机功率：

辊前张力：62.17442859 kN

辊后张力：41.4090382 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·41409.0382·0.8/2·10.053·0.96

=860.6630856

P1=(T 1－T 2) υ×10-3/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·41409.9146·4.167·10-3/0.96

=90.13477 入口张力辊电机计算：

入口张力辊从开卷机到拉矫机座方向为1#、2#、3#、4#张力辊，张力以拉矫段张力提供为基础，经过扩大系数来分配出入口张力，如果以开卷机的张力为张力基准，则经扩大系数扩大后拉矫段张力达不到拉矫带材所需的张力，因此计算张力辊电机需按拉矫要求张力为基准进行计算，而在运行时在开卷张力后附加张力来达到初始张力值的要求。

f=0.23

α=450°×0.9=405°=7.068583471(rad)

张力辊总的扩大系数：

e f α= e0.23×7.06858= e1.625774253=5.082352541

α=112.5°×0.9=101.25°=1.767145868(rad)

单个张力辊的扩大系数：

e f α= e0.23×1.76715= e0.406443549=1.50146838

1#张力辊电机功率：

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

P-3

2=(T 1－T 2) υη×10

辊前张力：41.4090382 kN

辊后张力：62.17442859 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

= ( ef α－1) T1 Dη/(2i)

=0.50147·41409.0382·0.8·0.96/2·10.053

=793.1870992

P-3

2=(T 1－T 2) υη×10

= ( ef α－1) T2 υη×10-3

=0.50147·41409.0382·4.167·0.96·10-3

=86.52938174

2#张力辊电机功率：

辊前张力：62.17442859 kN

辊后张力：93.35303929 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T1D η/(2i)

=0.50147·62174.42859·0.8·0.96/2·10.053

=1190.946634

P2=(T 1－T 2) υη×10-3

= ( ef α－1) T2 υη×10-3

=0.50147·62174.42859·4.167·0.96·10-3

=124.72442

3#张力辊电机功率：

辊前张力：93.35303929 kN

辊后张力：140.1667879 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T2D η/(2i)

=0.50147·93353.03929·0.8·0.96/2·10.053

=1788.170642

P -3

2=(T 1－T 2) υη×10

= ( ef α－1) T2 υη×10-3

=0.50147·93353.03929·4.167·0.96·10-3

=187.2699749

4#张力辊电机功率：

辊前张力：140.1667879 kN

辊后张力：210.46 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T2D η/(2i)

=0.50147·140166.7879·0.8·0.96/2·10.053

=2684.884574

PT -3

2=(1－T 2) υη×10

= ( ef α－1) T2 υη×10-3

=0.50147·140166.7879·4.167·0.96·10-3

=281.1802491

3.2.2计算实例二1000mm 拉伸弯曲矫直机组计算

原料参数

带材材质：CQ 、DQ 、DDQ 、HSLA

带钢板宽：500～850 mm

带钢板厚： 0.25～1.2 mm

带钢强度：

屈服极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤280 Mpa

HSLA σs ≤450 Mpa

抗拉强度极限：

CQ 、DQ 、DDQ σs ≤370 Mpa

HSLA σs ≤630Mpa

机组工艺参数

机组产量： 12～15万吨

机组工艺速度： 220m/s

开机张力：开卷张力确定时，与待用钢卷的卷取张力相适应

卷取张力：适合该工序的工艺

拉矫张力：≤113 KN

2. 机组工艺参数的选择确定

卷取机单位张应力：

卷取单位张应力的选定，应该根据冷轧过程的工序特点选择、确定，拉矫机组的产品基本为最终产品，其卷取张力只要适合成品卷取的工艺要求即可。单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算，重卷机组的卷取张力要求只要卷取后不塌卷，卷取边部整齐。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2)

q=（0.03～0.05）σs

=（0.03～0.05）×280

2 =8.4～14MPa （N/mm）

=0.84～1.4kg/mm2

2 q —单位张应力，Mpa （N/mm）

机组卷取张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.00×850×1.5=1.275 T

s q=（0.03～0.05）σs =（0.03～0.05）×450

=13.5～22.5MPa （N/mm2）

=1.35～2.25kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2）

机组卷取张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=1.55×850×1.5=1.976 T

拉矫单位张应力：

拉矫单位张应力的选定，应该根据冷轧带材的机械性能特点选择，单位张应力应据带材的屈服极限确定。屈服极限的选择应该据实际生产产品的实测屈服极限进行核算。

一般带材深冲钢等，σs 定为280Mpa(N/mm2)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×280

=28～84MPa （N/mm2）

=2.8～8.4kg/mm2

q —单位张应力，Mpa （N/mm2）

低合金高强度钢等，σs 定为450Mpa(N/mm2)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×450

2 =45～135MPa （N/mm）

=4.5～13.5kg/mm2

2低合金高强度钢的实际屈服极限为370Mpa(N/mm)

q=（0.10～0.30）σs

=（0.10～0.30）×370 =37～111MPa （N/mm2）

2 =3.7～11.1kg/mm

拉矫张力：

T=qBh

T —卷取张力，N ；

B—带钢宽度，mm ；

h—带钢厚度，mm ；

T=qBh=84×850×1.5=107100 N=107.1 kN

T=qBh=135×850×1.5=172125 N=172.125 kN

T=qBh=111×850×1.2=113220 N=113.22 kN

出口张力辊电机计算：

出口张力辊从拉矫机座到卷取机方向为3#、4#张力辊，张力以拉矫段张力提供为基础，经过扩大系数来分配出开卷张力，如果以卷取机的张力为张力基准，则经扩大系数扩大后拉矫段张力达不到拉矫带材所需的张力，因此计算张力辊电机需按拉矫要求张力为基准进行计算，而在运行时在卷取张力前加附加张力来达到初始张力值的要求。

f=0.23

α=225°×0.9=202.5°=3.534291735(rad)

张力辊总的扩大系数：

e f α= e0.23×3.53429= e0.812887099=2.254407297

α=112.5°×0.9=101.25°=1.767145868(rad)

单个张力辊的扩大系数：

e f α= e0.23×1.76715= e0.406443549=1.50146838

张力辊减速机速比：

i=πDn/60υ

=π×0.8×1000/250

=10.05309649

υ=220/60=3.667

3#张力辊电机功率：

辊前张力：113.22kN

辊后张力：75.40610202 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

=( ef α－1) T2D/(2iη)

=0.50147·75.40610202·0.8/2·10.053·0.96

=1567.272538

P1=(T 1－T 2) υ×10-3/η

= ( ef α－1) T2 υ×10-3/η

=0.50147·75.40610202·3.667·10-3/0.96

=144.4412124

4#张力辊电机功率：

辊前张力：75.40610202 kN

辊后张力：50.22151759 kN

M 1=(T 1－T 2)D/(2iη)

f α =( e－1) T2D/(2iη)

=0.50147·50.22151759·0.8/2·10.053·0.96

=1043.804625

P1=(T 1－T 2) υ×10-3/η

f α-3 = ( e－1) T2 υ×10/η

=0.50147·50.22151759·3.667·10-3/0.96

=96.19986572 入口张力辊电机计算：

入口张力辊从开卷机到拉矫机座方向为1#、2#张力辊，张力以拉矫段张力提供为基础，经过扩大系数来分配出入口张力，如果以开卷机的张力为张力基准，则经扩大系数扩大后拉矫段张力达不到拉矫带材所需的张力，因此计算张力辊电机需按拉矫要求张力为基准进行计算，而在运行时在卷取张力前加附加张力来达到张力辊初始张力值的要求。拉矫段张力出口与入口相等。 f=0.23

α=225°×0.9=202.5°=3.534291735(rad)

张力辊总的扩大系数：

e f α= e0.23×3.53429= e0.812887099=2.254407297

α=112.5°×0.9=101.25°=1.767145868(rad)

单个张力辊的扩大系数：

e f α= e0.23×1.76715= e0.406443549=1.50146838

1#张力辊电机功率：

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

P-3

2=(T 1－T 2) υη×10

辊前张力：50.22151759 kN

辊后张力：75.40610202 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T2D η/(2i)

=0.50147·50221.51759·0.8·0.96/2·10.053

=961.9894976

P－T -3

2=(T 12) υη×10

= ( ef α－1) T1 υ×10-3/η

=0.50147·50221.51759·3.667·0.96·10-3

=88.65789918

2#张力辊电机功率：

辊前张力：75.40610202 kN

辊后张力：113.22 kN

M 2=(T 1－T 2)D η/(2i)

=( ef α－1) T1D η/(2i)

=0.50147·75406.10202·0.8·0.96/2·10.053

=1504.581637

P 2=(T 1－T 2) υη×10-3

= ( ef α－1) T-3

2 υ×10/η

=0.50147·75406.10202·3.667·0.96·10-3

=133.1170213

4. 剪断机

4.1计算公式

剪切力

F=τQ/1000

F —剪断力，kN ；

τ—剪切应力，MPa ；

Q—被剪钢材截面积，mm 2；

电动机转矩

M=FR/iη+M0

M —剪断机转矩，N ·m ；

R—曲柄等效半径，mm ；

i—减速机速比；

η—减速机效率；

M 0—空载转矩，N ·m ，约为电动机额定转矩的5％；

曲柄角速度

ω=2πn/60i

ω—曲柄角速度，rad/s；

n—电动机转速，r/min；

电机功率

P=Mn/9550K

K—电机允许过载倍数；

P —电机功率，kw ；

4.2计算实例

计算实例一1700mm 拉伸弯曲矫直机组计算

计算实例二1000mm 拉伸弯曲矫直机组计算

工艺参数确定 莱芜·五原

5. 轧机主传动

5.1轧机计算公式

计算轧制转矩的方法有理论法和能耗法，能耗法需利用能耗曲线，能耗曲线是根据现有轧机的试轧数据编制的，供设计新轧机时使用。能耗曲线的纵坐标是每吨产品所需要的能量kw ·h ，横坐标是以对数尺表示的延伸率λ。目前已积累了丰富的能耗曲线（见文献《钢铁企业电力设计参考资料》），还不断有新的能耗曲线在刊物上发表。有些设计研究单位也保存有专供本单位使用的能耗曲线。

单位能耗与轧制转矩的关系

单位能耗定义为

ΔW=在t 秒时间内消耗的能量（kw ·h ）/在t 秒时间内生产的产品（t ）

=(Mn/9.55×t/3600)/(tρF πDn/60×10－6)

ΔW —单位能耗，kw ·h/t；

M —轧机转矩，kN ·m ；

n —主轧辊转速，r/min；

n=60υ/πD

υ—轧制速度，m/s；

D—轧辊直径，m ；

ρ—材料密度，钢为7.85t/m3；

t —时间，s ；

F —出口断面，F=h×b,mm ；

D —轧辊直径，m ；

轧制转矩

M=9.55/n×3600/t×(tρF πDn ×10－6/60)×ΔW

=1800ρFD ×10－6×ΔW

主轧电机功率

P=Mn/9.55

P —电机功率，kw ；

M —轧制转矩，kN ·m ；

n —轧辊转速，r/min；

5.2计算实例

计算实例一1700mm 冷轧机机组计算

计算实例二1000mm 冷轧机机组计算

泰钢冷轧 １０月１０