新型壓延機傳動功率的計算方法研究

陳天馳，楊詠馨

（青島科技大學，山東 青島 266100）

新型壓延機傳動功率的計算方法研究

陳天馳，楊詠馨

（青島科技大學，山東 青島 266100）

傳動功率是壓延機在設計和使用時的主要參數及指標，考慮到可靠程度和經濟因素的影響，功率計算務求適當合理。本文在當前已有的壓延機傳動功率計算方法的基礎上，進一步對理論計算該功率提出了更加接近真實數據的理論方法。結果顯示，對于精確度要求不高的情況下，該方法避免了精確度和偏差過大的情形，同時對較為復雜的計算方法進行相應簡化，更適用于工程實際，經濟性較好。

壓延機；輥筒功率；傳動功率

壓延機的技術參數很多，包含輥筒數量、半徑和工作長度、輥筒速比、輥筒線速度、輥筒橫壓力和功率等，其中傳動功率是決定整個壓延機運行能力的主要因素，對整機的可靠程度和經濟性起到了決定性作用。當前已有的對于壓延機傳動功率的算法中，理論計算偏差較大；工程應用中大多以實測數據為準，而實測值常存在數據波動及誤差，影響工程可靠性并存在一定的經濟浪費。本文結合多個理論計算方法得到更加接近真實值的功率參數，避免了只能片面依靠測量數據而導致的資源浪費和可靠性不佳等結果。

壓延機的傳動功率主要為壓延機驅動輥筒功率［1］。而其影響因素包括加工坯料性質、輥筒直徑、輥筒工作部分長度、壓延線速度、輥筒個數、輥筒間距、制品厚度、加工方法等等，通常忽略一些影響較小的因素以簡化功率求解過程，由于壓延機加工材料種類繁多，本文主要研究高分子聚合物的壓延成型。

1 壓延機設計中的功率耗損，由生產實踐所得經驗公式計算：

1.1 按輥筒線速度計算：

其中，a 為計算系數，L 為輥筒工作部分長度，V為壓延線速度。

1.2 按輥筒數目計算：

其中，K 為計算系數，L 為輥筒工作部分長度，n 為輥筒個數。

2 壓延機設計中的功率消耗，通過對剪切速率及剪切應力的理論推導所得公式計算：

與之不同的，可得功率的理論參考值：

其中N 為功率，V 為壓延線速度，λ為無量綱流率平方根，H0為輥筒間距的1/2，μ為坯料牛頓粘度，W為制品寬度，R為輥筒半徑。

由于ξ是λ的函數，所以f（λ）僅是λ的函數，為簡化計算將匯成曲線，即可得出功率。

理論推導計算功率的方法有兩種［2］：

（1）給定輥筒間距2H0，制品厚度2H ，則由可得λ，進而由式（4）得出f（λ），由式（3）得到功率。

（2）若制品厚度未知，可由下式估算：

3 更具有普適性的計算方法

理論推導計算在設計中較為普遍使用，但計算過程復雜且計算功率相比工程實際功率普遍偏小，工程應用時常將推導公式大幅化簡導致其喪失了部分的精確性；由生產實踐所得經驗公式計算精確度較低，計算系數取值較為粗略，將二者綜合所得更為接近真實功率值。經驗公式中計算系數a 、K應參考理論推導計算中功率數值。理論推導計算中功率偏小。由工程應用可知，經驗公式因設計要求電機盡量滿足功率要求，所求功率值往往比實際偏大。綜上我們得出更為有效的傳動功率計算公式：

如果生產過程對傳動功率精確度要求不高，簡化可取：

其中，N為功率，W為制品寬度，V 為壓延線速度，μ為牛頓粘度，R 為輥筒半徑，H0為輥筒間距的1/2，a 、K 為計算系數，L 為輥筒工作部分長度，n為輥筒個數。

本文提出的新型壓延機傳動功率計算方法將傳統理論推導計算及經驗公式計算予以結合，避免了精確度和偏差過大的情形，同時對較為復雜的計算方法進行相應簡化，更加接近真實功率值，更適用于工程實際，經濟性較好。同時由于影響功率的因素較為復雜，簡化計算無法全面考慮各種因素，如果對功率精確度要求較高，本方法還存在一定局限性。

［1］劉澤民.金屬餐具橫壓延機開式機自動化設計與開發［D］.天津：天津理工大學，2013（12）.

［2］吳其曄，巫靜安.高分子材料流變學［M］.青島科技大學，2002（10）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.018