新型压延机传动功率的计算方法研究

陈天驰，杨咏馨

（青岛科技大学，山东 青岛 266100）

新型压延机传动功率的计算方法研究

陈天驰，杨咏馨

（青岛科技大学，山东 青岛 266100）

传动功率是压延机在设计和使用时的主要参数及指标，考虑到可靠程度和经济因素的影响，功率计算务求适当合理。本文在当前已有的压延机传动功率计算方法的基础上，进一步对理论计算该功率提出了更加接近真实数据的理论方法。结果显示，对于精确度要求不高的情况下，该方法避免了精确度和偏差过大的情形，同时对较为复杂的计算方法进行相应简化，更适用于工程实际，经济性较好。

压延机；辊筒功率；传动功率

压延机的技术参数很多，包含辊筒数量、半径和工作长度、辊筒速比、辊筒线速度、辊筒横压力和功率等，其中传动功率是决定整个压延机运行能力的主要因素，对整机的可靠程度和经济性起到了决定性作用。当前已有的对于压延机传动功率的算法中，理论计算偏差较大；工程应用中大多以实测数据为准，而实测值常存在数据波动及误差，影响工程可靠性并存在一定的经济浪费。本文结合多个理论计算方法得到更加接近真实值的功率参数，避免了只能片面依靠测量数据而导致的资源浪费和可靠性不佳等结果。

压延机的传动功率主要为压延机驱动辊筒功率［1］。而其影响因素包括加工坯料性质、辊筒直径、辊筒工作部分长度、压延线速度、辊筒个数、辊筒间距、制品厚度、加工方法等等，通常忽略一些影响较小的因素以简化功率求解过程，由于压延机加工材料种类繁多，本文主要研究高分子聚合物的压延成型。

1 压延机设计中的功率耗损，由生产实践所得经验公式计算：

1.1 按辊筒线速度计算：

其中，a 为计算系数，L 为辊筒工作部分长度，V为压延线速度。

1.2 按辊筒数目计算：

其中，K 为计算系数，L 为辊筒工作部分长度，n 为辊筒个数。

2 压延机设计中的功率消耗，通过对剪切速率及剪切应力的理论推导所得公式计算：

与之不同的，可得功率的理论参考值：

其中N 为功率，V 为压延线速度，λ为无量纲流率平方根，H0为辊筒间距的1/2，µ为坯料牛顿粘度，W为制品宽度，R为辊筒半径。

由于ξ是λ的函数，所以f（λ）仅是λ的函数，为简化计算将汇成曲线，即可得出功率。

理论推导计算功率的方法有两种［2］：

（1）给定辊筒间距2H0，制品厚度2H ，则由可得λ，进而由式（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 更具有普适性的计算方法

理论推导计算在设计中较为普遍使用，但计算过程复杂且计算功率相比工程实际功率普遍偏小，工程应用时常将推导公式大幅化简导致其丧失了部分的精确性；由生产实践所得经验公式计算精确度较低，计算系数取值较为粗略，将二者综合所得更为接近真实功率值。经验公式中计算系数a 、K应参考理论推导计算中功率数值。理论推导计算中功率偏小。由工程应用可知，经验公式因设计要求电机尽量满足功率要求，所求功率值往往比实际偏大。综上我们得出更为有效的传动功率计算公式：

如果生产过程对传动功率精确度要求不高，简化可取：

其中，N为功率，W为制品宽度，V 为压延线速度，µ为牛顿粘度，R 为辊筒半径，H0为辊筒间距的1/2，a 、K 为计算系数，L 为辊筒工作部分长度，n为辊筒个数。

本文提出的新型压延机传动功率计算方法将传统理论推导计算及经验公式计算予以结合，避免了精确度和偏差过大的情形，同时对较为复杂的计算方法进行相应简化，更加接近真实功率值，更适用于工程实际，经济性较好。同时由于影响功率的因素较为复杂，简化计算无法全面考虑各种因素，如果对功率精确度要求较高，本方法还存在一定局限性。

［1］刘泽民.金属餐具横压延机开式机自动化设计与开发［D］.天津：天津理工大学，2013（12）.

［2］吴其晔，巫静安.高分子材料流变学［M］.青岛科技大学，2002（10）.

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