四辊轧机考虑工作辊水平挠曲时的辊间压扁系数计算方法技术

一种四辊轧机考虑工作辊水平挠曲时的辊间压扁系数计算方法，它包括以下由计算机执行的步骤：(a)收集四辊轧机的设备参数；(b)收集四辊轧机轧制时工艺参数；(c)定义计算过程中所涉及的过程变量；(d)将轧辊进行单元划分并求解影响系数；(e)计算支撑辊和工作辊间压扁宽度；(f)计算支撑辊与工作辊各单元的接触变形；(g)得到并输出工作辊水平挠曲时的压扁系数。本发明专利技术建立了一套适合工作辊水平挠曲时辊间压扁系数模型，能够提高工作辊与支撑辊间作用点发生偏移时压扁系数的计算精度。

Calculation method of roll flattening coefficient considering horizontal bending of work roll in four high mill

A calculation method for flattening coefficient of four roller mill work roll deflection when considering horizontal rollers, which comprises the following steps: executed by a computer (a) to collect equipment parameters of four roller mill; (b) parameters collected four rolling mill; (c) the process variables involved in the definition and calculation process; (D) will conduct unit division and solve the influence coefficient of roll; (E) to calculate the width of flattening between work roll and backup roll; (f) to calculate the unit supporting roll and work roll contact deformation; (g) and the output level of the work roll flattening coefficient of deflection. The invention establishes a roll flattening coefficient model suitable for the horizontal bending of a work roll, which can improve the calculation accuracy of the flattening coefficient when the action point between the work roll and the support roller is shifted.

【技术实现步骤摘要】
四辊轧机考虑工作辊水平挠曲时的辊间压扁系数计算方法
本专利技术涉及一种四辊轧机，特别是一种四辊轧机的辊间压扁系数计算方法。
技术介绍
随着家用电器、汽车、建筑、军工、航天等行业对板带材的需求增加，板带工业得到快速发展。部分小型板带生产企业为了生产出极薄带钢，往往采用长径比大且工作辊辊径绝对值较小的四辊轧机进行轧制，由于这种轧机的刚度较低，产生水平挠曲不可忽略。考虑到工作辊水平挠曲时支撑辊与工作辊将不再对称接触，支撑辊与工作辊的辊间压力在工作辊上的作用点会发生偏移，使得辊间接触状态和受力状态发生变化，以往的压扁系数不再适用。但是纵观国内外相关文献[1‐4]，在研究辊系弹性变形时都没有考虑到工作辊的水平挠曲。这样，如何计算工作辊水平挠曲时的压扁系数，以提高出口板形的预报精度是现场技术攻关的焦点。(参考文献：[1]连家创，刘宏民.板厚板形控制[M].兵器工业出版社，1995.[2]李学通，吴志贺，杜凤山.四辊平整机轧制过程辊系变形有限元分析[J].塑性工程学报.2008,15(2):126～130.[3]王国栋.板形控制和板形理论[M].北京:冶金工业出版社,1986.[4]陈杰.轧机辊间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四辊轧机考虑工作辊水平挠曲时的辊间压扁系数计算方法，其特征在于：它包括以下由计算机执行的步骤：(a)收集四辊轧机的设备参数，主要包括：工作辊弯辊缸与轧制中心线的距离l

【技术特征摘要】
1.一种四辊轧机考虑工作辊水平挠曲时的辊间压扁系数计算方法，其特征在于：它包括以下由计算机执行的步骤：(a)收集四辊轧机的设备参数，主要包括：工作辊弯辊缸与轧制中心线的距离lwl、lwr；工作辊和支撑辊的辊身长度Lw、Lb；工作辊和支撑辊的直径Dw、Db；工作辊和支撑辊辊型Dwi、Dbi；工作辊和支撑辊的弹性模量E1、E2；工作辊和支撑辊的泊松比ν1、ν2；(b)收集四辊轧机轧制时工艺参数，主要包括：工作辊弯辊力Fw；工作辊辊窜辊量δc；前、后张力平均值T0、T1；轧制带材的宽度B；(c)定义计算过程中所涉及的过程变量，主要包括：前、后张力横向分布σ1i、σ0i；带材出口厚度横向分布h1i；支撑辊沿辊身分段数N；支撑辊各段宽度Δx；上、下支撑辊单元划分过程参数n；过程变量i,j；工作辊与带材接触在第j单元内水平方向的接触压力qlj；工作辊水平方向挠度分布fwli；工作辊半径Rw；支撑辊半径Rb；轧辊半径R；支撑辊和工作辊在第i单元内辊凸度增量Δi；工作辊在第i单元内偏移角αi；工作辊左右两侧的水平支撑力Flwz、Flwy；工作辊j段载荷引起i段挠度的影响系数Gwij；工作辊的水平支撑力对工作辊i段挠度的影响系数GFlwi；轧辊垂直方向的压缩变形δ；支撑辊和工作辊第i单元内的压扁系数kwbi；工作辊与支撑辊第i段相互压扁量fi；工作辊从接触表面到中心线的压缩变形量ΔR1；支撑辊从接触表面到中心线的压缩变形量ΔR2；(d)将轧辊进行单元划分并求解影响系数，主要包括以下步骤：d1)将支撑辊沿辊身长度方向划分为N等分，并计算出支撑辊各段宽度d2)计算支撑辊单元划分过程参数n，并令d3)计算工作辊窜动引起辊系压力分布区间变化单元数nc，并令d4)计算工作辊挠度影响系数Gwij、工作辊水平支撑力影响系数GFlwi；(e)计算工作辊与支撑辊间压扁宽度，主要包括以下步骤：e1)给定带材出口厚度横向分布值h1i；e2)将给定的厚度分布值带入到金属变形模型中计算前张力横向分布值σ1i、后张力横向分布值σ0i；e3)根据前后张力值计算工作辊与带材在各单元内水平接触压力e4)根据工作辊水平方向上力和力矩平衡方程，计算出工作辊水平支撑力Flwz、Flwy，如下所示：其中xi为第i单元到轧制中心线的距离；e5)由材料力学的知识可得到工作辊水平方向上挠度可由下式表示：e6)根据工作辊水平方向上的挠度，得到工作辊在各单元内的偏移角e7)根据支撑辊与工作辊的受力情况，得到支撑辊和工作辊在各单元内产生的附加凸度值e8)引入过程参数ρ1i、ρ2i、bwbzi、bwbyi、q,其中ρ1i、ρ2i分别表示工作辊水平挠曲后在轧制中线两侧曲率半径，bwbzi、bwbyi分别表示工作辊第i段挠曲后左右部分距轧制中线的宽度，q为支撑辊与工作辊单位辊身长度上的触压力；e9)根据工作辊和支撑辊不对称接触，将工作辊沿支撑辊的中心线垂直分成左右两部分，由几何关系，可知左右两部分的曲率半径可以表示为：e10)根据赫兹公式可以计算出左右两部分的压扁宽度分别为(f)计算出工作辊与支撑辊各单元的接触变形，主要包括以下步骤：f1)在过两轧辊圆心的横截面内，支撑辊的应力由两部分应力叠加而成，选取工作辊圆心为原点，工作辊与支撑辊圆心连线方向为z轴，z轴顺时针旋转90°方向为x轴建立坐标系，一部分是由半无限体在力q作用下产生的压应力，其应力函数为式中，r表示支撑辊面上点到轧辊接触点的距离，θ表示支撑辊面上点与接触点连线与z轴的夹角；另一部分为拉应力，应力函数为得到其合成的应力函数和应力为：式中，表示合成的应力函数，σx、σz分别表示x,z方向的正应力；τxz表示切应力；f2)实际上q是分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：白振华，崔亚亚，李柏阳，王松尧，钱承，刘亚星，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13