Расчет главного привода начинают с предварительного выбора двигателя на основании статических моментов по формуле (36) .

Проверочный расчет двигателя выполняют для приводов, работающих с ускорением в процессе прокатки одной полосы. Проверочный расчет двигателя на нагрев и перегрузочную способность проводится на основании скоростного режима прокатки и нагрузочной диаграммы моментов [10; 11].

Прокатка переднего конца полосы и сварных швов от 1 клети до моталки и заднего конца полосы ведется на заправочной скорости (рис.13).

Неперекрываемое время цикла t_ц, т.е. время от начала прокатки одного рулона до начала прокатки следующего рулона определяют из выражения [12],

t_ц=t₁+t₂+3(t₃+t₅+t₆+t₇)+t₄+t₈, c, (64)

где t₁ - время установки рулона на разматыватель;

t ₂ - время захвата переднего конца полосы отгибателем и подача его в первую клеть;

t₃ - время прохождения переднего конца полосы и сварных швов от первой клети до моталки на заправочной скорости;

t₄ - время закрепления переднего конца рулона в моталке;

t₅ - время разгона привода до рабочей скорости;

t₆ - время прокатки на рабочей скорости;

t₇ - время торможения привода с рабочей скорости до заправочной;

t₈ - время прокатки заднего конца полосы на заправочной скорости;

t₉ - время снятия рулона с барабана моталки. Эта операция совпадает во времени с установкой рулона на разматыватель и захватом переднего конца полосы;

(t₁+t₂)>t₉, поэтому время t₉ не входит в неперекрываемое время цикла.

Время прохождения переднего конца полосы и сварных швов на заправочной скорости от первой клети до моталки определяют по формуле [12]:

t₃=L₁₂/V_з1+L₂₃/V_з2+L₃₄/V_з3+L_4м/V_з4, c , (65)

где: L₁₂,L₂₃,L₃₄ - расстояние между клетями, м;

L_4м - расстояние между последней клетью и моталкой, м;

V_з1,V_з2,V_з3,V_з4 -заправочные скорости клетей, м/с.

Заправочные скорости каждой клети определяют исходя из условия постоянства секундных объемов металла во всех клетях [2], при известной заправочной скорости последней клети V_з4:

V_з1h₁=V_з2h₂=V_з3h₃=V_з4h₄, (66)

где h₁,h₂,h₃,h₄-толщина полосы на выходе соответствующей клети, м.

Время закрепления конца рулона в моталке,

где D_б - диаметр барабана моталки, м;

k - количество витков , необходимое для закрепления конца полосы на барабане моталки .

После закрепления конца рулона на барабане моталки привод всех клетей разгоняется до рабочей скорости с ускорением a. Перед прохождением сварных швов привод замедляется до заправочной скорости, а после прохождения шва снова разгоняется до рабочей скорости. Ускорение привода последней клети а₄, м/с² ; замедление - b₄ , м/с² ; рабочая скорость V_р4 , м/с.

Ускорение, замедление и рабочую скорость привода остальных клетей определяют на основании равенства секундных объемов металла во всех клетях:

V_р1h₁=V_р2h₂=V_р3h₃=V_р4h₄ ; (68)

a₁h₁=a₂h₂=a₃h₃=a₄h₄ ; (69)

b₁h₁=b₂h₂=b₃h₃=b₄h₄ . (70)

Время разгона привода до рабочей скорости,

t₅=(V_pi-V_зi)/a_i , c , (71)

где V_pi, V_зi, a_i - рабочая и заправочная скорости, ускорение привода соответствующей клети (i - номер клети).

Время торможения привода с рабочей скорости,

t₇=(V_pi-V_зi)/b_i, c . (72)

Время прокатки на постоянной рабочей скорости,

t₆=l_6i/3V_pi , c , (73)

где l_6i- длина полосы после i-й клети, прокатанная на рабочей скорости V_pi.

Величину l_6i определяют по формуле,

l_6i=l_i-[3(l_3i+l_5i+l_7i)+l_8i] , м . (74)

Общая длина полосы на выходе i-той клети,

где m - масса одного рулона, т;

h_i,b_i - толщина и ширина полосы, м.

Длина полосы, прокатанная на заправочной скорости (для примера i=2),

Длина полосы, прокатанная при разгоне привода,

l_5i=(V_зi+V_рi)t₅/2 , м . (77)

Длина полосы, прокатанная при замедлении привода,

l_7i=(V_pi+V_3i)t₇/2, м . (78)

Длина заднего конца полосы, прокатанного в i-й клети на заправочной скорости (для примера i=2) ,

l₈₂=L_p1*h₀/h₂+L₁₂*h₁/h₂, м , (79)

где L_p1- расстояние между разматывателем и первой клетью, м.

Время прокатки заднего конца полосы ,

t₈=l₈/V_зi, c . (80)

Время паузы t_n=t₁+t₂, c.

Рассчитав по формулам (37-52) параметры скоростного режима прокатки, строят график V_i=f(t).

На графике рис.13 показаны линейные скорости валков V_н и V_max , соответствующие номинальной и максимальной скорости вращения двигателя:

Где n_н, n_max - номинальная и максимальная скорость вращения двигателя, об/мин;

Рис.13. График скоростей и моментов главного привода непрерывного стана холодной прокатки.

На непрерывных станах холодной прокатки процесс прокатки ведут с натяжением. На полосу со стороны входа металла в валки действует заднее натяжение и со стороны выхода металла из валков действует переднее натяжение. Поэтому момент прокатки на этих станах определяют по формуле,

М_пр=М₀-Т_пD_p/2+T_з(D_p/2)(h_i+1/h_i), Нм, (82)

где М₀ - момент свободной прокатки и сил трения, Нм;

Т_з - заднее напряжение, Н;

Т_n - переднее напряжение, Н;

h_i - толщина полосы на входе клети, м;

h_i+1 - толщина полосы на выходе клети, м.

Вращающий момент двигателя главного привода стана холодной прокатки в общем случае складывается из трех составляющих,

М=М_пр+М_хх+М_д, (83)

где М_пр - момент прокатки и добавочных сил трения;

М_хх - момент, необходимый для привода стана на холостом ходу;

М_д - динамический момент.

Момент прокатки и момент холостого хода составляют статический момент. Момент прокатки приводят к валу двигателя:

, (84)

где i - передаточное число редуктора;

h - КПД редуктора, шестеренной клети и шпинделей,

, (85)

КПД редуктора =0,95-0,98 для каждой ступени;

КПД шестеренной клети =0,92-0,95;

КПД шпинделей и муфт =0,99.

При прокате на заправочной скорости момент двигателя равен статическому моменту: М₁=М_ст.

При ускорении привода добавляется динамический момент:

М₂=М_ст+М_д,

где , Нм ; (86)

GD² - маховый момент привода и стана, Нм² ;

а - ускорение, об/мин /с.

При прокатке на скорости выше номинальной скорости двигателя определяют скорректированный момент:

М"_ст=М_ст(V_p/V_н); М"_д=М_д(V_p/V_н) (87)

Вращающий момент М_з=М"_ст+М"_д .

При прокатке на рабочей скорости,

М₄=М"_ст.

При замедлении привода вращающий момент определяют по формулам:

при V_p>V_н М₅=М"_ст+М"_дз;

при V_pн М₅=М_ст+М_дз;

где М_дз - динамический момент привода при замедлении,

М_дз=-GD²b/375 , (88)

b-замедление , об/мин/с.

Эквивалентный (среднеквадратичный) момент определяют по

, Нм, (89)

где - время разгона привода до номинальной скорости,

, с ; (90)

- время разгона привода от номинальной скорости до рабочей,

, с.

Для участков диаграммы, где момент изменяется по линейному закону,

.

Определяют номинальный момент двигателя Мн по паспортным данным (формула 21).