张力计算方法

张力控制资料
张力计算方法:
在彩涂线上，带钢在通过悬垂式固化炉和卷取机在卷绕带钢时，必须具有一定的张力。

卷取张力的大小取决于产品规格和生产工序。

带钢张力值选取得不合适，直接影响带钢的质量和生产操作。

张力过大，使电机容量增大，而且易发生断带；张力过小，易引起带钢跑偏而影响产品质量。

（1）卷取张力
卷取张力T为：
(1-1)
式中——单位张应力，MPa；
——带钢宽度，mm；
——带钢厚度，mm。

卷取机卷取张力由电动机力矩产生，电动机力矩为：
(1-2)
式中——电动机结构常数；
——电动机磁通；
——电动机电枢电流。

卷取张力T与电动机力矩M的关系如下：
(1-3)
式中——带卷直径。

带钢的线速度为：
(1-4)
式中——电动机转速，r/min；
——电动机至卷筒的速比。

电动机电枢电势E为：
(1-5)
将式1-2、式1-4和式1-5代入式1-3，得：
式中——常数。

(1-6)
若电枢电势E不变，v也不变，则带钢张力T与电动机电枢电流I枢成正比。

卷取张力控制的实质是，若卷取时带钢线速度不变，采用电流调节器使电枢电流I枢保持恒定，就可以保证张力恒定。

实际上，随着带钢卷径的变化，卷取带钢的线速度是变化的。

生产中，怎样才能保持线速度不变呢一般采用电势调节器来调整电动机的磁通Ф，以改变电动机转速，是带钢线速度不变。

或者，当磁通一定时，通过电流调节器调节电机电流，以保持带钢张力恒定。

（2）张力辊张力
在S辊上，带钢与辊子是面接触。

张力是通过带钢与辊子之间的摩擦力形成的。

带钢通过张力辊的辊子数目越多，产生的张力越大。

为了增加带钢的张力，有时在带钢进口辊子处，增加压辊装置。

根据张力辊在机组中安装位置和作用不同，张力辊可以处在电动机工作状态或发电机工作状态。

如图所示，a所示的张力辊，待岗入口处张力T1大于出口处张力T2，张力辊处于电动机工作状态。

B所示的张力辊，带钢出口处张力T2大于入口处张力T1，张力辊处于发电机工作状态。

当张力辊处于电动机工作状态时，带钢入口端的T1可按下式计算：
a——电动机工作状态 b发电机工作状态
图1 张力辊的工作状态
式中——张力辊入口端的带钢张力，N；
——张力辊出口端的带钢张力，N；
——辊子与带钢的摩擦系数，对于钢辊子，取为～；对于表面包有橡胶的辊子，取为～；
——带钢在辊子上的包角，rad；
e——自然对数，e=。

为了简化计算，公式中的系数的计算，可根据包角和摩擦系数，由
图2中直接查处。

为了简化计算，忽略带钢由于离心力作用而产生的拉力和由于弹塑形弯曲而产生的拉力，得出张力辊的传动力矩M为：
式中——带钢在张力辊的实际包角，计算时可取， =（～），带钢越厚，取值越小。

当张力辊处于发电机工作状态时，张力辊出口端带钢张力T2大于入口端张力T1。

根据同样方法，张力辊的传动力矩M为：
由计算张力辊传动力矩的公式可以看出，带钢张力是与张力辊传动力矩成正比的。

因此，通过调节张力辊传动力矩，可以控制和调节带钢张力的大小。

（3）怎样选取连续作业机组的带钢张力？
在连续作业机组中，带钢的开卷和卷曲又需要一定的张力，机组张力对控制带钢跑偏有较大的作用。

如果张力选择过小，容易使带钢出现跑偏现象，大张力对控制带钢跑偏以及卷紧带钢有利，但是，过大的张力，会使张力装置和卷取机传动设备加大，增加设备投资，甚至还可能出现拉断带钢而影响机组的正常运转。

因此必须根据实际情况，正确的选择机组个部分的张力。

机组的张力，除了由开卷机、卷取机、拉伸弯曲矫正机等设备产生外，还可以由夹送辊和S辊（张力辊）等张力装置使带钢产生一定的张力。

机组张力可以按下式计算：
式中——张力，N；
——带钢宽度，mm；
——带钢厚度，mm；
——带钢屈服极限，MPa；
——张力系数，它是带钢实际拉伸应力与带钢屈服极限的比值，即
张力系数或带钢实际拉伸应力，需要参照实际经验数据选取。

张力系数的经验公式如下：
式中——系数，根据机组的类型选取；对于电解清洗机组，；对于重卷和准备机组，；对于纵切机组，；对于连续退火和镀层机组，；对于张力矫直机组，。