喂線機輸出動力影響因素分析

石志君，陳景輝，金 晶

（1.黑龍江省冶金研究所，黑龍江 哈爾濱 150040；

2.黑龍江省計量檢定測試研究院，黑龍江 哈爾濱 150036）

喂線機作為鋼鐵冶煉時調節鋼液成分的主要設備，其作業任務是將由密度較小、易氧化的精煉添加劑制成的包芯線投入鋼水深處。在實際應用中，其性能主要體現在能否穩定可靠地以規定的速度、預置的長度將包芯線投入。因此，喂線機的性能主要與喂線驅動力大小和喂線計米精度兩個參數有關。

要實現增加喂線驅動力、提高喂線計米精度的方法有很多，文章主要針對影響喂線驅動力大小的關鍵指標之一——喂線機輸出動力，通過公式推導、理論計算并結合生產實踐，對比現有機型中兩種主流傳動方式，分析出影響喂線機輸出動力的主要因素，為以后喂線機的改型升級提供可參考的理論依據。

1 喂線機輸出動力情況分析

喂線機輸出動力來源于電動機，通過主動輪輸出。在這一過程中，各物理量存在如下對應關系。

式中：P為電機軸的輸出功率，kW；n為電機軸的滿載轉速，r/min；T為電機軸的輸出轉矩，N·m。

轉矩在物理學中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘積，在喂線系統中，喂線輸出轉矩與輸出力的關系為：

式中：F為喂線機主動輪能提供的輸出力，N；R為喂線機主動輪半徑，m；T為電機軸的輸出轉矩，N·m。

式中：n為電機軸的轉速，r/min；ω為電機軸的轉速對應的角速度，rad/s。

式中：ω為圓周運動的角速度，rad/s；R為喂線機主動輪半徑，m；v為圓周運動的線速度，m/s(這里指電機運行時主動輪外沿上的最大線速度，其值與實際喂線速度近似相等，下文以v作為實際喂線速度進行計算)。

通常情況下，在喂線機的技術要求中，會對最大喂線速度做限制要求，即喂線機的最大喂線速度v實為定值。因此，由式（7）可知，喂線機主動輪所能提供的最大輸出力F僅與電機軸的輸出功率P成正比。

以上為電機直接拖動時，輸出力F與電機功率P的關系。當喂線系統中增加減速機進行傳動時，一些主要參數會發生變化，具體如：增加減速機后輸出功率P1=η·P（η為減速機的傳動效率）；增加減速機后主動輪的轉速（i為減速機的傳動比）；

由（7’）式可知，當增加減速機傳動后，輸出力的大小不僅取決于電機功率，還與α、η、i三個系數乘積的大小有關。

由于在實際生產中喂線機的最大喂線速度v為定值，因此要求v1=v，則有經推導計算可得α·i＝1。另由于傳動效率η均小于1，所以F1＜F。即同功率、同線速度條件下，增加減速機后的輸出動力會略小于直接拖動時的輸出動力。

2 結語

在電機直接拖動和增加減速機兩種形式的喂線機系統中，當限定了最大喂線速度，喂線機的輸出動力均與電機功率成正比。

當電機功率相同、最大喂線速度相同時，增加了減速機傳動的喂線系統會比電機直接拖動的喂線系統輸出動力略有下降，其下降值與減速機的傳動效率成反比。

因此，僅考量喂線機輸出動力這個單一參數時，在同功率、同線速度的條件下，直接拖動方式喂線比增加減速機方式喂線略有優勢。