[發明專利]軋輥輥型的磨削控制方法

在審

• 申請號: 201910207374.3
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN111716250A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 楊宴賓;張國民;吳真權;幸利軍
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B24B51/00
• 分類號: B24B51/00
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司 31117
• 代理人: 鄭明輝;朱麗琴

1.一種軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：包括如下步驟：

步驟1：通過在線計算機模型讀入下機時刻的軋輥的溫度場及物性參數；

步驟2：根據離線軋輥的冷卻邊界條件，計算溫度場的動態變化；

步驟3：確定軋輥磨削輥型的溫度補償量；

步驟3.1：計算軋輥熱膨脹量，軋輥輥身表面任一點z處的熱膨脹量為：

其中，ν為泊松比，β為熱膨脹系數，R為軋輥半徑，T₀為初始溫度，T為溫度，r為軋輥徑向坐標，z為軋輥軸向坐標；

步驟3.2：計算軋輥相對膨脹量，軋輥輥身表面任一點z處的相對膨脹量為：

△u_t(z)＝u_t(z)-u_t(e) (8)

其中，u_t(e)為軋輥邊部代表點e處的熱膨脹量；

步驟3.3：擬合相對膨脹量，計算軋輥輥身表面任一點z處的輥型磨削補償量：

△u_t(z)＝a₀+a₂z²+a₄z⁴ (9)

其中，a₀、a₂和a₄為擬合系數；

步驟4：確定軋輥的磨削輥型，設定目標初始輥型為u₀(z)，計算帶溫磨削時的溫度補償量，計算修正后的磨削輥型：

u(z)＝u₀(z)+△u_t(z) (10)；

步驟5：在數控軋輥磨床中設定軋輥磨削的輥型參數，并對軋輥進行磨削。

2.根據權利要求1所述的軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：在所述的步驟1中，軋輥的物性參數包括密度、比熱和熱傳導率。

3.根據權利要求1所述的軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：在所述的步驟2中，溫度場的動態變化的計算公式如下：

其中，T為溫度，t為時間，ρ為軋輥材料的密度，c為軋輥材料的比熱，λ為軋輥材料的熱傳導率，r和z分別為軋輥徑向和軸向坐標。

4.根據權利要求1所述的軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：在所述的步驟2中，軋輥冷卻過程包括強制冷卻前的空冷、強制噴水冷卻和強制冷卻之后的空冷。

5.根據權利要求1或4所述的軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：所述的軋輥冷卻過程中的冷卻邊界條件包括左右對稱邊界、上下對稱邊界、輥身和輥徑的表面邊界、軋輥與軸承接觸部位邊界及軋輥端部邊界。

6.根據權利要求5所述的軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：所述的軋輥左右對稱邊界的計算公式如下：

其中，T為溫度，λ為軋輥材料的熱傳導率，z為軋輥軸向坐標。

7.根據權利要求5所述的軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：所述的軋輥上下對稱邊界的計算公式如下：

其中，T為溫度，λ為軋輥材料的熱傳導率，r為軋輥徑向坐標。

8.根據權利要求5所述的軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：所述的輥身、輥徑的表面邊界的計算公式如下：

其中，T為溫度，λ為軋輥材料的熱傳導率，r為軋輥徑向坐標，α_A為軋輥與空氣間的換熱系數，T_A為空氣溫度。

9.根據權利要求5所述的軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：所述的軋輥與軸承接觸部位邊界的計算公式如下：

其中，T為溫度，λ為軋輥材料的熱傳導率，r為軋輥徑向坐標，α_B為軋輥與軸承間的換熱系數，T_B為軸承溫度。

10.根據權利要求5所述的軋輥輥型的磨削控制方法，其特征是：所述的軋輥端部邊界的計算公式如下：

其中，T為溫度，λ為軋輥材料的熱傳導率，z為軋輥軸向坐標，α_A為軋輥與空氣間的換熱系數，T_A為空氣溫度。