[發明專利]熱軋卷取機夾送輥夾緊力綜合設定方法

有效

• 申請號: 201210150713.7
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102688909A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 白振華;李鵬;蔡江哲;馮彬;李龍華;司紅鑫
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21C47/02
• 分類號: B21C47/02;B21C51/00
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 李合印

1.熱軋卷取機夾送輥夾緊力綜合設定方法，其特征是：所述方法包括以下由計算機執行的步驟：

（a）收集熱軋卷取機的設備及工藝參數，包括：上夾送輥的半徑R_u、下夾送輥的半徑R_d、上夾送輥的直徑D_u、下夾送輥的直徑D_d、軸承對夾送輥操作側和傳動側作用點的距離l₀、上夾送輥的實際輥型下夾送輥的實際輥型卷筒的半徑R_卷、下夾送輥圓心和卷筒圓心的豎直距離A、下夾送輥圓心和卷筒圓心的水平距離B、上夾送輥的偏移量e、下導板尾部與下夾送輥圓心的水平距離c、下導板尾部與卷筒圓心的豎直距離d、最后一架軋機至夾送輥間的距離l、熱帶鋼與夾送輥的滾動摩擦系f、夾送輥的卷取公里數L；

（b）收集待過夾送輥的帶鋼品種規格及工藝參數，包括帶鋼寬度b、帶鋼材料泊松比v、帶鋼彈性模量E、帶鋼屈服極限σ_s、上下夾送輥軸承處的摩擦系數μ₂、帶鋼的厚度h、帶鋼的比重γ、帶鋼進入夾送輥的加速度a、卷取張力的設定值T；

（c）收集夾緊輥夾緊力計算過程參數，包括精度ε、重力加速度g；

（d）給定工藝過程參數，包括安全系數ψ、初始摩擦系數μ₀、摩擦系數衰減系數ξ、帶材的跑偏量δ_p，其中向夾送輥操作側偏移為正；

（e）計算出夾送輥工作過程中輥面與帶材間的摩擦系數μ，計算公式為μ=μ₀e^-ξL；

（f）計算出當前工況下保證帶鋼送進力所需要的夾緊力最小值為P₁₁、保證帶鋼沿著導板相切的方向進入卷筒和助卷輥的輥縫中而不撞擊上導板的夾緊力為P₁₂、保證帶鋼不打滑的最小夾緊力P₂₃；

（g）計算咬入階段夾送輥的夾緊力P_y；

（h）計算建張階段夾送輥的夾緊力P_z；

（i）計算結束，輸出夾緊力的值。

2.根據權利要求1所述的熱軋卷取機夾送輥夾緊力綜合設定方法，其特征是：步驟（g）中計算咬入階段夾送輥的夾緊力P_y，包括如下由計算機執行的步驟：

g1）給定夾緊力的初始值P₀=max{P₁₁，P₁₂}及目標函數初始值F₀=10¹⁰；

g2）定義循環過程變量i，搜索步長ΔP，咬入階段夾緊力的過程設定值P_y0；

g3）令i＝0、ΔP＝0.05P₀；

g4）令P_y0=P₀+iΔP；

g5）計算出總夾緊力為P_y0時夾緊力橫向分布值q_j，j=1,2,……，m+1；包括以下步驟；

g5-1）夾送輥和帶鋼單元劃分及撓度影響系數的求解，包括以下步驟：

g5-1-1）將上下夾送輥沿輥身長度分成N等份，計算出每等份的寬度

g5-1-2）同理將帶材分成寬度為Δx的單元數

g5-1-3）引入上、下夾送輥撐輥單元劃分過程參數n、帶材單元劃分過程參數m，并令n=N-12,]]>m=M-12;]]>

g5-1-4）計算出帶材跑偏所占單元數

g5-1-5）計算上工作輥撓度影響系數下工作輥撓度影響系數上夾送輥所受支撐力對夾送輥撓度的影響系數及下夾送輥所受支撐力對夾送輥撓度的影響系數及夾送輥和帶材之間的彈性壓扁系數K′；

g5-2）定義計算過程參數P₁、P₂、P₃、P₄，式中P₁為上夾送輥操作側受到的支持力，P₂為上夾送輥傳動側受到的支持力、P₃下夾送輥操作側受到的支持力、P₄下夾送輥傳動側受到的支持力；

g5-3）根據上、下夾送輥與帶鋼之間的變形協調關系，給出帶鋼寬度方向的厚度分布h_i，上下夾送輥受到的支持力P₁、P₂、P₃、P₄，夾緊力沿帶材橫向分布值q_j以及帶材跑偏量所占單元數n_p，上下夾送輥各部分的傾輥量Δη(i)，上工作輥輥型下工作輥輥型等設備及工藝參數之間的關系，基本方程為：

Σj=1m+npbijqj-ap1ip1-ap3ip3-2K′(qm+1+np-qi)=CLi,n-m+1-np≤i≤n+1Σj=m+2+np2m+1bijqj-ap2ip2-ap4ip4-2K′(qm+1+np-qi)=CRi,n+1<i≤n+m+1-npbij=aijs+aijxCLi=hi-h0-ΔDis2-ΔDix2-Δη(i),n-m+1-np≤i≤n+1CRi=hi-h0-ΔDis2-ΔDix2+Δη(i),n+1<i≤n+m+1-np;]]>

g5-4）根據上下夾送輥的力及力矩平衡，給出相應的平衡方程：

P1+P2=Py0P3+P4=Py0Σj=12m+1qj=Py0P1l02-Σj=1m+1+npqj[m+1-j]Δx=P2l02-Σj=m+2+np2m+1qj[j-(m+1+np)]ΔxP3l02-Σj=1m+npqj[m+1-j]Δx=P4l02-Σj=m+2+np2m+1qj[j-(m+1+np)]Δx;]]>

g5-7）由上式計算出夾緊力沿著帶鋼寬度方向上的分布值q_j；

g6）計算出對應的壓應力σ_j；

g7)判斷不等式是否成立？如果不等式成立，則轉入步驟g8），否則轉入步驟g10）；

g8)計算咬入階段夾緊力優化目標函數F_y，其表達式為Fy=||P0-Py0P0|-|σsψ-max{σj}σsψ||;]]>

g9）判斷F_y<F₀是否成立，如果成立令F₀=F_y，P_y=P_y0，i＝i+1轉入步驟g4），否則令i＝i+1，直接轉入步驟g4）；

g10）完成咬入階段最佳夾緊力設定值的計算。

3.根據權利要求1所述的熱軋卷取機夾送輥夾緊力綜合設定方法，其特征是：步驟（h）中計算建張階段夾送輥的夾緊力P_y，包括如下由計算機執行的步驟：

h1）給定夾緊力的初始值P₀＝P₂₃及目標函數初始值F₀=10¹⁰；

h2）定義循環過程變量k，搜索步長ΔP，建張階段夾緊力的過程設定值P_z0；

h3）令k=0、ΔP＝0.05P₀；

h4）令P_z0＝P₀+kΔP；

h5）利用類似g5)的方法計算出總夾緊力為P_z0時夾緊力橫向分布值q_j，j=1,2,……，2m+1；

h6）計算出對應的壓應力σ_j；

h7）判斷不等式是否成立，如果不等式成立，則轉入步驟h8），否則轉入步驟h10）；

h8）計算建張階段夾緊力優化目標函數F_z，其表達式Fz=||P0-Pz0P0|-|σsψ-max{σj}σsψ||;]]>

h9）判斷F_z<F₀是否成立，如果成立令F₀＝F_z，P_z＝P_z0，k=k+1轉入步驟h4），否則令k＝k+1，直接轉入步驟h4）；

h10）完成建張階段最佳夾緊力設定值的計算。