[發明專利]一種板形檢測輥過盈配合面溫度場和熱變形量計算方法

在審

• 申請號: 201511034807.8
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105740498A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 吳海淼
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;B21B38/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于冶金機械設備自動化測量領域，涉及一種板形檢測輥過盈配合面的溫度場和熱變形量的計算方法。

背景技術

板形檢測輥是冷軋帶鋼板形測控系統的關鍵技術裝備。整輥內嵌式板形檢測輥是燕山大學最新研制的一種接觸式板形檢測輥，如圖2所示，在輥體中開有孔深方向為輥體軸向的精密深孔，傳感器以過盈配合的方式內嵌在深孔中。如圖3所示，在板形檢測過程中，帶鋼作用在輥體外表面的壓力通過輥體內孔面與傳感器頂部間的過盈配合面傳遞給傳感器，從而實現對帶鋼張力和在線板形的檢測，因此過盈配合面接觸狀況對板形檢測極為重要。

在板形檢測過程中，過盈配合面接觸狀況受環境溫度和板形檢測輥熱變形的影響較大，尤其是在軋制工況條件比較惡劣的冷軋可逆軋制過程中，板形檢測輥溫度場變化頻繁且熱變形較大，甚至會造成過盈配合面間接觸失效，板形檢測信號間斷消失。因此有必要對板形檢測輥過盈配合面的熱變形機理及接觸狀況進行深入分析，以實現板形檢測輥的科學設計和初始過盈量的合理確定，保證板形檢測輥的連續正常工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種板形檢測輥過盈配合面的溫度場和熱變形量的計算方法，定量分析了軋制過程中板形檢測輥過盈配合面的溫度場和熱變形，確定了過盈配合面的接觸狀況，以保證板形檢測輥的連續正常工作。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種板形檢測輥過盈配合面溫度場和熱變形量計算方法，包括以下步驟：

(1)采用接觸式測溫儀測量板形檢測輥外表面溫度及與其接觸冷軋帶鋼溫度；

(2)對板形檢測輥溫度場進行理論分析得到板形檢測輥外表面的溫度分布；

(3)利用反傳熱法確定板形檢測輥外表面等效換熱系數

(4)對板形檢測輥溫度場進行理論分析得到過盈配合面的溫度場分布；

(5)對板形檢測輥熱變形進行理論分析得到過盈配合面的熱變形分布，對板形檢測輥過盈配合面熱位移差值進行分析；

(6)對板形檢測輥過盈量進行分析，定量得到板形檢測輥過盈配合面的接觸狀況。

本發明定量分析了板形檢測輥過盈配合面的溫度場和熱變形量，確定了過盈配合面的溫度場和熱變形量，為保證板形檢測輥的正常工作奠定了基礎。

附圖說明

圖1是本發明一種板形檢測輥過盈配合面溫度場和熱變形量計算方法的流程圖；

圖2是整輥內嵌式板形檢測輥橫截面示意圖；

圖3是整輥內嵌式板形檢測輥過盈配合面示意圖；

圖4是整輥內嵌式板形檢測輥外表面等效換熱系數；

圖5是整輥內嵌式板形檢測輥過盈配合面溫度分布圖；

圖6是整輥內嵌式板形檢測輥過盈配合面熱位移差值分布圖；

圖7是整輥內嵌式板形檢測輥過盈量分布圖。

圖中：

1、輥體；2、傳感器；3、骨架；4、壓磁式壓敏元件；5、過盈配合面。

具體實施方式

以下借助附圖描述本發明的實施例：

本發明提出的一種板形檢測輥過盈配合面溫度場和熱變形量計算方法，包括以下步驟：

(1)采用接觸式測溫儀測量板形檢測輥外表面溫度及與其接觸冷軋帶鋼溫度；

(2)對板形檢測輥溫度場進行理論分析得到板形檢測輥外表面的溫度分布；

(3)利用反傳熱法確定板形檢測輥外表面等效換熱系數；

(4)對板形檢測輥溫度場進行理論分析得到過盈配合面的溫度場分布；

(5)對板形檢測輥熱變形進行理論分析得到過盈配合面的熱變形分布，對板形檢測輥過盈配合面熱位移差值進行分析；

(6)對板形檢測輥過盈量進行分析得到板形檢測輥過盈配合面的接觸狀況。

上述計算方法定量分析了在軋制過程中板形檢測輥過盈配合面的溫度場和熱變形量，確定了板形檢測輥過盈配合面的接觸狀況，為保證板形檢測輥的連續正常工作打下基礎。

本實施例中，在步驟(2)中：

(201)根據熱傳導理論可得板形檢測輥輥體的溫度場模型為：

其中，表示第j道次輥體的溫度場，α₂表示輥體的熱擴散系數，r表示輥體半徑，j表示軋制道次；

(202)輥體溫度場模型的邊界條件為：

其中，k₂表示輥體的熱傳導系數，表示第j道次輥體外表面的等效換熱系數，表示第j道次接觸帶鋼溫度，r_a表示輥體內徑，r_b表示輥體外徑。