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冷轧后处理机组张力辊设计计算谭刚;陈兵【摘要】从张力辊几何参数和材质确定、张力计算、传动功率计算、力矩校核等方面阐述后处理线张力辊设计计算,对后处理机组中获得精确的张力值以及张力变化规律,合理匹配张力值,提高产品质量和节能降耗有着重要意义.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2010(032)002【总页数】4页(P30-32,6)【关键词】张力辊;后处理机组;设计计算;功率分配【作者】谭刚;陈兵【作者单位】中冶赛迪工程技术股份有限公司冷轧事业部,重庆,400013;中冶赛迪工程技术股份有限公司冷轧事业部,重庆,400013【正文语种】中文连续生产线的带钢必须在张力之下运行,张力的最基本作用是保证带钢的正常运行,使带钢尽可能沿着生产线的中心线运行,而不致因走偏而造成边部刮伤甚至断带;同时,纠偏辊也只有在张力足够的情况下才能起到纠偏作用[1]。
机组各段张力值的建立,是依靠在机组适当位置设置的夹送辊和张力辊实现的。
带钢包绕在张力辊上,在其包绕接触处(包角处)产生摩擦力,正是这个摩擦力,使出口张力与入口张力按某种规律变化,借此改变张力值,对整条机组实现张力控制,因此张力辊是后处理机组连续运行的重要设备组成单元[2]。
如何正确地获得精确的张力值及张力变化规律,更好的控制张力,使整个机组的张力得到合理的匹配,对提高产品质量,降低机组的能耗有着重要的意义,因此张力辊的设计对机组的正常连续运行显得尤为重要。
本文从张力辊几何参数和材质确定、张力计算、传动功率计算、力矩校核等方面阐述后处理线张力辊的设计计算。
张力辊几何参数和材质确定主要是辊径和辊身长度的确定以及表面材质的选定。
为了防止带钢产生永久变形,张力辊辊径确定以带钢包绕在张力辊上不产生塑性弯曲变形为原则,即是以带钢绕过张力辊的弯矩小于等于带钢弹性极限弯矩为准则计算辊径[2～7]。
由此,得出张力辊辊径计算公式:式中D(m)为张力辊辊径;E(MPa)为带钢弹性模量;hmax(m)为带钢最大厚度;σs(MPa)为带钢屈服极限。
毕业设计报告设计内容及要求设计Φ500轧钢机辊系，包括传动方案制定、典型轧制道次轧制力及传动功率计算、传动件参数计算及结构设计。
本大组同学共同制定传动方案3种，每两个同学选择其中一种进行具体设计，分工进行参数计算及结构设计，各自完成总装图的绘制（2#图幅），可以手绘，可以计算机绘制，提交设计说明书1份（字数不少于5000字）设计参数已知：轧制断面150mm*150mm；轧前高度h=150mm，压下量Δh=10mm；轧制温度 t=1100℃；材质 45#钢；轧制速度:80rpm；压下最大行程：550mm进度要求第1—2天熟悉题目，提出设计基本方案第3—8天进行参数计算及基本结构设计第9—13天修正参数及绘图第14—15天提交设计成果及回答提问参考资料轧钢机械、机械设计手册、机械设计、材料力学等方面教材或参考文献其它计算机及绘图软件说明１.本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，院系审批后交院系办备案，一份由负责教师留用。
２.若填写内容较多可另纸附后。
3.一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。
教研室主任：指导教师：陈祥伟2012年1月13日摘要 (4)1绪论 (5)1．1轧钢机的发展状况 (5)1．2轧钢机的分类 (5)1．3轧钢机的组成及结构 (5)2 传动方案的选定 (6)3 参数计算 (7)3．1轧制压力和轧制力矩 (7)3.1.1轧制平均单位压力 (8)3.1.2轧制传动力矩 (8)3.1.3电动机力矩计算 (9)3.1.4电动机的功率计算和电动机的选择 (10)3.2 轧辊 (10)3.2．1轧辊的结构 (10)3．2．2 轧辊的系列尺寸 (11)3．2．3接轴及其系列尺寸 (12)3．2．4 轧辊校核 (13)3.3 减速器 (15)3.3.1选择齿轮材料，精度等级及参数 (15)3.3.2 高速轴齿轮几何计算 (15)3．3．3 低速轴齿轮几何计算 (16)3.3.4减速器中各个轴的最小直径计算 (17)3.3.5减速器轴承的选择 (18)3.4联轴器的选择 (18)3.5 齿轮座人字齿轮设计计算 (20)3.5.1选齿轮材料、精度等级及参数 (20)3.5.2按齿根弯曲强度设计 (20)3.5.3强度校核 (20)3.5.4几何计算 (21)4安装要点及维护要点 (22)5 设计心得 (24)参考文献 (25)设计的为500轧机辊系，轧辊的直径为500mm。
摘要钢铁工业是国民经济的基础产业，在我国经济的发展中一直处在主要地位，我国钢铁工业的发展长期以来都得到国家的重视，我国钢铁工业发展迅速，形成了完整的成熟的工业体系。
板带材是钢铁产业中的一类重要产品，早已成为国家基建和人民生活中常用的重要物资。
伴随着中国工业化和经济建设的进一步深入，对板带材等钢铁产品的需求也愈加强劲。
随着科学技术的发展，板带材生产目前大部分采用连续化成卷生产。
在带钢生产过程中，张力辊(Tension Roll)作为重要组成部分，在板带材生产线上的作用至关重要。
该设备在连续退火机组中使用非常广泛。
张力辊装置就是用于在连续带材生产线上实现张力调节的一种设备。
采用张力辊装置来实现张力调节是一项新技术。
其原理为：带钢包绕在张力辊上，在其包绕接触处(即包角处)产生摩擦力，以此使出口张力与入口张力按某种规律变化，借此改变张力值，对机组实现张力控制。
在查阅了大量相关资料和对连退机组及其张力辊相关设备进行了系统的了解下，本文中以机械动力学、机械原理、机械设计和材料力学等知识作为理论基础，从经济、可靠、实用的角度出发，对张力辊和压辊的结构、传动系统以及压下装置进行了细致的设计，并对各部分的重点零部件进行了强度校核。
关键词：张力辊；钢铁；板带材AbstractIron and steel industry is a foundation industry of economy, it acts as a very important role during the development of our country. By the lasting support and guidance of the government, our iron and steel industry develops quickly, a mature industry system has been built up.Board strips is an important class of product in steel industry and had become a common material in the national’s infrastructure and the People's Daily life. Along with the futher development of industrialization and economy construction in China, our country has a strong demand of iron and steel, such as Board strips.With the development of science and technology, now most of the production of board strips use the method of continuously volume production. In the production process, the Tension roller as an important part in the production process of strip, act as an important role in the board strips production line. And the equipment has come to widespread used in the continuous annealing unit is very extensive.Tension roller device is used in cont as a kind of equipment to realize tension adjustment. And adopt tension roller to realize tension adjust is a new technology. The principle is: Strip bag around tension roller, and at the contact point (namely Angle place) produces friction, so as to make the export tension and entry tension change according to some law ,and the the tension value will change. Then realized the tension control of the whole unit.In a lot of relevant information and access to Continuous Annealing Line and it’s tension roller related equipment, This paper take the knowledge of mechanical dynamics, mechanical principle, mechanical design and material mechanics as it’s oretical basis, from the economical, reliable and practical point of view, From the angle of economic, reliable and practical. Take a meticulous design to structure of the tension roller and pressure roller, transmission system and pressing device. And take the key elements of all part into stress test. Key words: Tension Roll；Steel；Steel and Strip目录1 前言 (1)1.1 我国钢铁生产的现状 (1)1.2 连续退火技术的工艺及发展 (1)1.3 板带材的特点 (2)1.3.1 板带产品的外形、使用特点 (2)1.3.2 板带产品分类及技术要求 (2)1.3.3 板带产品的生产特点 (4)1.3.4 张力辊在板带材生产中的作用 (4)2 张力辊的设计和研究 (4)2.1 设计参数 (4)2.2 张力辊的设计计算 (5)2.2.1 辊子的布置方案设计 (5)2.2.2 张力的计算 (5)2.2.3 下辊的几何参数及材质选用 (6)2.2.4 下辊结构设计 (7)2.3 上辊的设计计算 (7)2.3.1 上辊的几何参数及材质选用 (7)2.3.2 上辊的结构设计 (8)2.3.3 压下系统的设计计算 (8)3 传动系统的设计 (11)3.1 电动机的选择 (11)3.1.1 定性选电机 (11)3.1.2 下辊转速的计算 (12)3.1.3 下辊所需功率计算 (12)3.2 减速器的选择 (12)3.3 联轴器的选择 (13)3.3.1 联轴器的分类 (13)3.3.2 联轴器的选择 (13)3.4 轴承的选择 (13)3.4.1 下辊卷筒轴承的选择 (13)3.4.2 上辊轴承的选择 (15)3.5 键的选择 (15)4 机架的设计 (16)4.1 辊子机架的设计 (16)4.2 传动系统机架的设计 (16)5 主要零部件的强度校核 (16)5.1 轴的强度校核 (16)5.1.1 上辊轴的校核 (16)5.1.2 下辊轴的校核 (19)5.2 轴承的寿命计算 (21)5.2.1 上辊轴承寿命计算 (22)5.2.2 下辊轴承寿命计算 (22)5.3 键的强度校核 (22)6 润滑 (24)6.1 润滑剂的种类 (24)6.2 润滑方式的选择 (24)6.3 润滑方式的选择确定 (24)6.3.1 齿轮减速器的润滑方式 (24)6.3.2 轴承的润滑方式 (25)结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1 前言钢铁材料良好的综合性能和易于循环利用等特点，至今仍是人类社会发展所需的不可替代的材料。
张力辊设计计算范文一、引言张力辊广泛应用于电力、石化、冶金、化工、轻工、纺织、建材等行业的输送带系统中，用于维持输送带的正常运行。
其主要功能是通过应力的传递和分配，保持输送带的平整度，改善传动力的传递效果。
本文将介绍张力辊的设计计算过程。
二、张力辊的结构和工作原理张力辊主要由外筒、纹板、轴承、密封件等组成。
其工作原理是通过张力辊的受力结构设计，将外部施加在输送带上的张力传递至张力辊上，调整输送带的张力状态，使之保持在合适的范围内。
三、张力辊的设计要求1.承受较大的径向载荷和轴向推力载荷；2.具备良好的自动压紧装置，保证张力辊与输送带的紧密接触；3.转动灵活，减小动力损耗；4.密封性好，防止灰尘和液体的侵入。
四、张力辊的设计计算1.确定张力辊的基本参数，包括轴承选型、轮廓尺寸和材料等；2.计算纹板的弯曲刚度，以确定纹板的数量和布局；3.计算轴承的选型，包括承载能力、转速、生命等；4.计算张力辊的支撑结构，包括外筒和轴承座的尺寸和材料等；5.计算张力辊的密封设计，确保密封性能满足要求。
五、设计实例以输送带系统中的张力辊设计为例进行说明：1.提取相应的参数，包括输送带的宽度、张力大小、传动功率等；2.选择合适的轴承型号，根据载荷计算结果，选择承载能力适宜的轴承；3.计算纹板的弯曲刚度，根据预估的纹板数量和布局，确定纹板的弯曲刚度；4.设计外筒和轴承座的尺寸和材料，确保承受较大的径向载荷和轴向推力载荷；5.设计密封装置，保证密封性能满足要求。
设计过程中，需注意材料的选择、强度计算、密封性设计等。
同时需要结合实际条件和要求进行合理优化。
六、结论本文主要介绍了张力辊的设计计算过程，从基本参数的确定到轴承选型、纹板设计、支撑结构设计及密封设计等进行了详细阐述。
通过合理的设计计算，能够满足张力辊工作的要求，提高输送带系统的运行效率，并确保其安全可靠运行。
设计过程中需要综合考虑多个因素，包括轮廓尺寸、选材、支撑结构等，同时结合实际情况进行优化设计。
张力辊辊径及张力设计公式
1.张力辊辊径设计公式
-张力的大小和变化情况：根据张力的大小和变化情况，确定轴承承受的力的大小和方向。
-轴承承受力的情况：根据轴承的承受力情况，确定轴承的尺寸和材质，以满足力学要求。
-轴承辊的尺寸：根据轴承的尺寸确定张力辊的尺寸和辊径。
根据以上因素，可以得出张力辊辊径设计公式：
其中，张力是系统中的张力大小，力臂是轴承承受力的力臂长度。
张力的设计公式是根据张力控制系统的需求和系统参数进行推导的。
在设计时，需要考虑以下几个主要因素：
-材料的强度和刚度：根据材料的强度和刚度，确定系统的最大张力和最小张力。
-系统的动态响应：根据系统的动态响应要求，确定系统的张力变化范围和变化速度。
-系统的稳定性：根据系统的稳定性要求，确定系统的张力波动范围和稳定性指标。
根据以上因素，可以得出张力设计公式：
张力=k*力
其中，k是系统的张力系数，力是系统中的作用力大小。
综上所述，张力辊辊径及张力设计公式是在张力控制系统中用于计算和确定轴承辊径和张力的重要参数。
根据实际应用需求和力学原理，可以通过上述设计公式来计算和确定合适的轴承辊径和张力，以满足系统的力学要求和动态稳定性。
在实际设计中，还需要考虑其他因素的影响，如材料的选择、摩擦力的影响等，以保证系统的工作效果和安全性。
冷轧张力辊设计与控制原理金琳【摘要】介绍了张力辊的设计原理、负荷平衡原理及转矩补偿方法.张力辊的辊径大小取决于带钢的弹性模量、屈服极限和厚度,设计宽度取决于带钢的极限宽度.张力辊各辊的相对位置主要以带钢包角的最大化来确定,但也应该保证带钢环绕中的最小间距,防止带钢抖动时造成表面互相接触.张力辊通过积分共享平衡负载,同时通过转矩补偿提高张力辊的速度精度及响应时间.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2018(041)006【总页数】3页(P31-33)【关键词】张力辊;工作原理;负荷平衡;转矩补偿【作者】金琳【作者单位】首钢京唐钢铁联合有限责任公司冷轧部, 河北唐山063200【正文语种】中文【中图分类】TG333.17张力辊也称为S辊，是张力系统的重要设备。
带钢包绕在张力辊上，在包角处产生摩擦力使出口张力和入口张力按照某种规律变化，借此改变张力值[1]。
张力辊的功能为分割张力段，并调节各段张力[2]。
稳定的张力是正常生产的必备条件，所以如何精准的控制张力辊的运行状态，对提高产品质量具有重要的意义[3]。
本文对张力辊的辊径、宽度和包角进行分析计算，同时介绍了张力辊的负荷平衡与转矩补偿原理，为张力辊打滑、提高张力辊控制精度与相应速度提供思路。
1 张力辊的工作原理1.1 张力辊的辊径和宽度张力辊的辊径应满足所生产带钢的屈服极限，过小的辊径可能导致带钢产生塑性变形，所以辊径应以带钢在辊面弯曲时外表面达到的屈服点为限[4-5]。
如图1所示，厚度为S、长度为L1的带钢包绕辊面时，带钢经过辊面弯曲形成外层延伸，延伸后的带钢长度为L2。
根据带钢所对应的圆心角α，可计算出L1和L2的公式推导如下。
根据带钢的延伸率和弹性模量可计算出带钢在辊面弯曲时所受到的外层应力，设带钢的延伸率用ε表示，弹性模量为E，则带钢的延伸率和外层应力σ可以表示为:当带钢在弯曲状态下所受到的外层应力大于带钢的屈服极限ρ时，带钢将产生塑性变形。
张力计辊设计使用问题讨论作者：王利锋来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第05期摘要：在冷轧厂轧机、平整机、光整机前后均设计有张力计辊以用于钢带张力测量、反馈以进行动态控制，在使用过程中经常出现辊面打滑，从而影响扳面质量。
关键词：冷轧；张力计辊；问题1 张力计辊的工作原理张力计工作原理，它是通过压头传感器测出经过测张辊的钢带的压力，经过信号处理单元，转换为张力，经接口传输至自动化系统，用于钢带的张力闭环控制。
直接和间接控制是连续热镀锌生产线主要使用的张力控制方法，是在自动化控制系统中的传动部分和一级PLC部分中加以实现的。
如图1所示。
2 张力计辊的影响因素分析在冷轧及其产品深加工生产线中，张力计辊均为被动辊，由钢带带动而转动。
钢带在辊上包角2ɑ，在张力T作用下在钢带表面形成正压力N，进而产生辊面与钢带间静摩擦力F形成动力矩Md带动辊子转动，同时在辊子轴承处产生摩擦力矩Mf，当动力矩Md不足以抵抗摩擦力矩Mf时就会产生打滑现象，另外在钢带加减速时还需足够动力矩能够满足加速力矩要求。
2.1 张力一般来说，张力是按照轧制工艺要求设定的，在此适当提高张力可有效提高辊子工作的可靠性，特别是在辊子使用寿命后期辊面粗糙度下降后适当调整可延长辊子使用周期。
2.2 辊径D及辊子转动惯量G一般按照最大钢带厚度H与辊径D比值限定辊子最小直径以防止钢带表面变形突破上限要求，但D值增大会增加辊子的轉动惯量，增加加减速时对动力矩的要求，须对辊子壁厚、结构进行优化设计以降低转动惯量并保障基本刚度、强度要求。
2.3 辊面与钢带摩擦系数f辊面保持基本的粗糙度水平以满足辊面与钢带间的摩擦系数要求，在使用一个周期、辊面粗糙度下降不能提供足够的动力矩时需进行辊面修磨以恢复粗糙度设计值。
2.4 包角2ɑ适当增加包角可以提高辊子工作可靠性，特别是在辊子使用寿命后期辊面粗糙度下降后适当调整可延长辊子使用周期，但过度增加包角会大幅提高辊子所受水平分力，降低压力传感器及轴承座工作的可靠性。
