[發明專利]一種評估20輥軋機支撐輥變形影響的方法

有效

• 申請號: 202010563827.9
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111940513B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 孫建亮;晏銘澤;吳盼盼;羅杰元;楊振
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21B29/00
• 分類號: B21B29/00;B21B37/38
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

1.一種評估20輥軋機支撐輥變形影響的方法，其特征在于：設計20輥軋機支撐輥撓度曲線，求解出支撐輥的撓曲變形，求解方法包括以下步驟：

(1)求解上輥系工作輥彈性變形：

1)簡化輥系彈性變形模型，進行假設：不考慮軋制力矩，軋制溫度和潤滑情況；不考慮輥間摩擦，認為最外層支撐輥與第二層中間輥在輥身全長上都接觸，最外層支撐輥的中間的兩個支撐輥B和C不發生彎曲變形；

2)列出接觸單元位移協調方程、各軋輥力和力矩方程；

f_S21i-f_P21i-Δ_21i-m_Si-m_Pi＝0 (1)

f_P32i-f_J32i-Δ_32i-m_Pi-m_Ji＝0 (2)

f_P31i-f_K31i-Δ_31i-m_Pi-m_Ki＝0 (3)

f_J43i-f_C43i-Δ_43i-m_Ji-m_Ci＝0 (4)

f_K42i-f_C42i-Δ_42i-m_Ki-m_Ci＝0 (5)

f_K41i-f_D41i-Δ_41i-m_Ki-m_Di＝0 (6)

式(1)-(6)中，

f_S21i、f_P21i、f_P31i、f_K31i、f_P32i、f_J32i、f_J43i、f_K42i、f_K41i、f_C42i、f_D41i分別為工作輥S、第一中間輥P、第二中間輥J、第二中間輥K，支撐輥C、支撐輥D上接觸單元的位移，軋輥各單元位移表示如下：

式(7)-(9)中，f_Xi為軋輥各單元位移，為軋輥各單元剛性位移，為軋輥各單元撓性位移，g(y_i，y_j，λ)為撓性位移影響函數；

式(1)-(6)中，Δ_i為軋輥接觸單元壓扁量，用費普爾公式計算；

各軋輥力力矩方程如下：

式(13)-(24)中，式(13)、式(14)分別表示S輥在2方向上的力和力矩平衡，式(15)、式(16)分別表示P輥在X方向上的力和力矩平衡，式(17)、式(18)分別表示P輥在Z方向上的力和力矩平衡，式(19)、式(20)分別表示J輥在Z方向上的力和力矩平衡，式(21)、式(22)分別表示K輥在X方向上的力和力矩平衡，式(23)、式(24)分別表示K輥在Z方向上的力和力矩平衡，C_XY(i)表示以X輥左端為原點的軋輥X、Y接觸單元的坐標，W_XY表示軋輥X、Y接觸單元長度，q_XY(i)表示軋輥X、Y接觸單元載荷；

3)將上述公式(1)-(24)方程寫成未知數為

q_SP（i)、q_PI(i)、q_PK(i)、q_IC(i)、q_KC(i)、q_KD(i)、C_Sz0、C_Sz1、C_Px0、C_px1、C_Pz0、C_Pz1、C_Jz0、C_Jz1、C_Kx0、C_Kx1、C_Kz0、C_Kz1的(N_SP+N_PJ+N_PK+N_JC+N_KC+N_KD+12)階的矩陣，利用高斯消元法求解未知數直到所有輥間載荷q_XY(i)收斂為止，之后可求得上工作輥位移；

(2)求解下輥系下工作輥彈性變形，下輥系下工作輥彈性變形的求解過程與上輥系相同，但最外層支撐輥都假設為剛體，即f_C４2i＝f_C43i＝f_D41i＝0，求得輥間載荷后可以求得下工作輥位移；

(3)求解軋件出口厚度，出口厚度表示如下：

h_1i＝s₀+f_S↑+f_S↓+m_Si↑+m_Si↓ (25)

f_s↑＝f_si↑+δ_Si↑ (26)

f_s↓＝f_Si↓+δ_Si↓ (27)

式(25)-(27)中，h_1i為出口厚度分布，s₀為初始輥縫，f_S↑為上工作輥位移，f_s↓為下工作輥位移，m_Si↑軋件-上工作輥接觸單元凸度，m_Si↓為軋件-下工作輥接觸單元凸度，f_Si↑為上工作輥在垂直方向上的位移，δ_Si↑為軋件-上工作輥壓扁量，f_Si↓為下工作輥在垂直方向上的位移，δ_Si↓為軋件-下工作輥壓扁量。