[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?zhí)枺?/td>: 202010115305.2
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111266502A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭良剛;高尚
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)太倉長三角研究院;西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21H1/06
• 分類號: 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

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，將筒形件軋制過程中筒轉(zhuǎn)速的變化劃分為增速、恒速、減速、整圓四個階段，并確定各階段筒轉(zhuǎn)速隨筒形件實時外徑的變化階段及各階段結(jié)束時的筒形件外徑。確定筒形件軋制全過程的筒轉(zhuǎn)速曲線方程。根據(jù)上主輥和下主輥轉(zhuǎn)速與筒轉(zhuǎn)速之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，反向求解獲得相互匹配協(xié)調(diào)的上主輥和下主輥轉(zhuǎn)速。本發(fā)明提出了符合實際軋制過程分階段的筒轉(zhuǎn)速曲線變化形式，提出了筒轉(zhuǎn)速驅(qū)動的逆向確定相互匹配協(xié)調(diào)的上主輥和下主輥轉(zhuǎn)速，保證整個軋制過程中上主輥和下主輥與筒形坯料接觸面的線速度始終協(xié)調(diào)一致，從而建立穩(wěn)定的筒形件軋制過程，有效解決成形穩(wěn)定性和成形筒形件圓度和表面質(zhì)量問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大型筒形件軋制成形加工領(lǐng)域，具體是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。

背景技術(shù)

工程中稱外徑1.5米以上、高度2.0米以上的筒形件為大型筒形件。大型筒形件是壓力容器、大型核電、石化等重型裝備用關(guān)鍵構(gòu)件。大型筒形件立式雙驅(qū)軋制成形是該類構(gòu)件的先進(jìn)制造技術(shù)之一。在該成形過程中，因筒形件尺寸大、重量重，形成徑向軋制孔型的兩個工作軋輥均為由驅(qū)動裝置帶動的主動輥，以提供足夠的軋制動力。根據(jù)兩個工作輥的上、下相對位置關(guān)系，將配置于上側(cè)的工作輥稱之為上主輥，配置于下側(cè)的工作輥稱之為下主輥。在成形過程中，上主輥固定，下主輥朝著上主輥向上做直線進(jìn)給運動，同時上主輥和下主輥在驅(qū)動裝置的帶動下分別繞其軸線做相反的旋轉(zhuǎn)運動，筒形坯料位于上主輥和下主輥之間，上主輥與筒形坯料內(nèi)表面接觸，下主輥與筒形坯料外表面接觸，筒形坯料在上主輥和下主輥的摩擦及下主輥向上的擠壓作用下轉(zhuǎn)動起來，因而筒形坯料在轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生壁厚減薄、直徑長大的變形。可見在該成形過程中，筒形坯料的轉(zhuǎn)動速度(簡稱筒轉(zhuǎn)速)由上主輥和下主輥的轉(zhuǎn)速共同決定。因此，如何確定上主輥和下主輥的轉(zhuǎn)速，使得上主輥和下主輥與筒形坯料接觸面的線速度協(xié)調(diào)一致，是確保成形過程穩(wěn)定進(jìn)行、獲得好的筒形件圓度及表面質(zhì)量需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。然而在傳統(tǒng)的筒形件立式雙驅(qū)軋制工藝設(shè)計中，上主輥和下主輥轉(zhuǎn)速通常都是憑生產(chǎn)經(jīng)驗試錯確定的常數(shù)值(公開號為CN108994249A，一種大型筒形鍛件鍛造軋制復(fù)合生產(chǎn)工藝)，這導(dǎo)致成形過程中上主輥和下主輥與筒形坯料接觸面的線速度難以協(xié)調(diào)一致，筒形坯料與上主輥和下主輥之間必然產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，導(dǎo)致成形過程的穩(wěn)定性差、成形的筒形件圓度和表面質(zhì)量難以保證。鑒于此，本發(fā)明提出了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，通過預(yù)先設(shè)計符合實際軋制過程的筒形坯料的轉(zhuǎn)動速度(筒轉(zhuǎn)速)變化曲線，然后采用逆向思維，從筒轉(zhuǎn)速出發(fā)反向確定上主輥和下主輥轉(zhuǎn)速，保證整個軋制過程中上主輥和下主輥與筒形坯料接觸面的線速度始終協(xié)調(diào)一致，從而建立穩(wěn)定的大型筒形件立式雙驅(qū)軋制過程，解決成形穩(wěn)定性和成形筒形件圓度和表面質(zhì)量等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為克服傳統(tǒng)大型筒形件立式雙驅(qū)軋制過程中，上主輥和下主輥轉(zhuǎn)速設(shè)計不協(xié)調(diào)匹配導(dǎo)致的成形過程穩(wěn)定性差、筒形件圓度和表面質(zhì)量難以保證等問題，本發(fā)明提出了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。

本發(fā)明的具體步驟如下：

步驟一，確定筒形件轉(zhuǎn)動速度變化階段及各階段結(jié)束時的筒形件外徑尺寸。

所述筒形件軋制過程中筒形件轉(zhuǎn)動速度稱為筒轉(zhuǎn)速；所述筒轉(zhuǎn)速隨著該筒形件的外徑實時變化。

確定的筒轉(zhuǎn)速變化分為增速階段、恒速階段、減速階段與整圓階段。

設(shè)筒形件軋制全過程為100％，給定筒轉(zhuǎn)速增速階段在筒形件軋制全過程的占比K₁的取值范圍為10％～30％、筒轉(zhuǎn)速恒速階段在筒形件軋制全過程的占比K₂的取值范圍為50％～80％、筒轉(zhuǎn)速減速階段在筒形件軋制全過程的占比K₃的取值范圍為5％～15％、筒轉(zhuǎn)速整圓階段在筒形件軋制全過程的占比的取值范圍K₄為2％～5％，四個占比需滿足K₁+K₂+K₃+K₄＝100％。

所述的占比為各個階段在筒形件軋制全過程中所占的比例。