[發(fā)明專利]大型筒形件立式雙驅(qū)軋制中雙主輥轉(zhuǎn)速的匹配方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010115305.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN111266502A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭良剛;高尚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)太倉長(zhǎng)三角研究院;西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B21H1/06
• 分類號(hào): B21H1/06
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

1.一種大型筒形件立式雙驅(qū)軋制中雙主輥轉(zhuǎn)速的匹配方法，其特征在于，具體過程是：

步驟一，確定筒形件轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化階段及各階段結(jié)束時(shí)的筒形件外徑尺寸；

所述筒形件軋制過程中筒形件轉(zhuǎn)動(dòng)速度稱為筒轉(zhuǎn)速；所述筒轉(zhuǎn)速隨著該筒形件的外徑實(shí)時(shí)變化；

確定的筒轉(zhuǎn)速變化分增速階段、恒速階段、減速階段與整圓階段；

所述筒轉(zhuǎn)速增速階段結(jié)束時(shí)刻筒形件外徑D₁為：

D₁＝D₀+K₁×(D_f-D₀) (2)

式(2)中D₀表示筒形坯料外徑，D₁表示筒轉(zhuǎn)速增速階段結(jié)束時(shí)的筒形件外徑，D_f表示最終成形的筒形件外徑，K₁是所述筒轉(zhuǎn)速增速階段在筒形件軋制全過程中的占比；

所述筒轉(zhuǎn)速恒速階段結(jié)束時(shí)刻筒形件的外徑為：

D₂＝D₁+K₂×(D_f-D₀) (4)

式(4)中，D₂表示筒轉(zhuǎn)速恒速階段結(jié)束時(shí)的筒形件外徑；K₂是所述筒轉(zhuǎn)速恒速階段在筒形件軋制全過程中的占比；

所述筒轉(zhuǎn)速減速階段結(jié)束時(shí)刻筒形件外徑為：

D₃＝D₂+K₃×(D_f-D₀) (6)

式(6)中，D₃表示筒轉(zhuǎn)速減速階段結(jié)束時(shí)的筒形件外徑；K₃是所述筒轉(zhuǎn)速減速階段在筒形件軋制全過程中的占比；

所述整圓階段結(jié)束時(shí)刻達(dá)到目標(biāo)筒形件尺寸，得到最終成形筒形件外徑D_f；

步驟二，建立筒形件軋制全過程筒的筒轉(zhuǎn)速方程；

所述筒形件軋制全過程的筒轉(zhuǎn)速方程，是指筒形件軋制過程從開始到結(jié)束，是筒形件實(shí)時(shí)外徑D從筒形坯料外徑D₀到最終成形筒形件外徑D_f的整個(gè)過程中，筒轉(zhuǎn)速ω隨筒形件實(shí)時(shí)外徑D的函數(shù)關(guān)系；

根據(jù)步驟一確定的筒形件轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化階段及各階段結(jié)束時(shí)的筒形件外徑尺寸，建立筒形件軋制全過程的筒轉(zhuǎn)速方程：

ω＝ω₁+ω₂+ω₃+ω₄，(D₀≤D≤D_f) (18)

其中：

ω₁＝a₁D³+b₁D²+c₁D+d₁，(D₀≤D＜D₁)

ω₂＝ω_max，(D₁≤D＜D₂)

ω₃＝a₂D³+b₂D²+c₂D+d₂，(D₂≤D＜D₃)

ω₄＝ω_min，(D₃≤D≤D_f)；

式(18)中：

ω₁為筒轉(zhuǎn)速增速階段的筒轉(zhuǎn)速方程，該筒轉(zhuǎn)速增速階段的筒轉(zhuǎn)速方程為三次多項(xiàng)式函數(shù)，式中a₁、b₁、c₁、d₁分別為三次多項(xiàng)式函數(shù)的四個(gè)系數(shù)；

ω₂為筒轉(zhuǎn)速恒速階段的筒轉(zhuǎn)速方程，保持恒速ω_max，該階段為主軋制階段，筒形件的角加速度為零，有利于提高筒形件軋制過程的穩(wěn)定性；

ω₃為筒轉(zhuǎn)速減速階段筒轉(zhuǎn)速方程，該筒轉(zhuǎn)速減速階段的筒轉(zhuǎn)速方程為三次多項(xiàng)式函數(shù)，式中a₂、b₂、c₂、d₂分別為三次多項(xiàng)式函數(shù)的四個(gè)系數(shù)；

ω₄為筒轉(zhuǎn)速整圓階段筒轉(zhuǎn)速方程，保持恒轉(zhuǎn)速ω_min；

步驟三，確定筒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)下的上主輥的轉(zhuǎn)速Ω₂和下主輥的轉(zhuǎn)速Ω₁；

假設(shè)在筒形件立式雙驅(qū)軋制過程中，所述上主輥和下主輥與筒形件內(nèi)外表面之間不產(chǎn)生打滑，則由該上主輥和下主輥與筒形件內(nèi)外表面接觸處的線速度相等得到：

ωD＝2ω₁R₁ (20)

ωd＝2ω₂R₂ (21)

由(20)、(21)式可知，

式(20)、(21)、(22)、(23)中，ω₁為下主輥轉(zhuǎn)速，ω₂為上主輥轉(zhuǎn)速，D為筒形件實(shí)時(shí)外徑，d筒形件實(shí)時(shí)內(nèi)徑，R₁為下主輥半徑，R₂為上主輥半徑，ω表示筒形件軋制全過程的筒轉(zhuǎn)速；

至此，通過預(yù)先設(shè)計(jì)的筒轉(zhuǎn)速反向求解確定了上主輥轉(zhuǎn)速和下主輥轉(zhuǎn)速的變化曲線，完成了大型筒形件立式雙驅(qū)軋制過程中雙主輥轉(zhuǎn)速的匹配。