一种二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法技术

本发明专利技术涉及一种二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法，包括下述步骤：S1、获取轧制压力及轧制力矩参数；S2、确定各辊之间的相对位置角；S3、设定各辊间作用力的方向角；S4、由辊间作用力公式和辊间作用力的方向角公式反复迭代计算出辊间作用力，并计算辊间滚动摩擦力臂；S5、由辊间作用力及辊间滚动摩擦力臂计算出摩擦力矩。本发明专利技术方法的原理清晰明确，迭代计算稳定快速，计算结果与现场实测值吻合，可作为二十辊冷轧机主电机容量选择和负荷校核的依据。

【技术实现步骤摘要】
一种二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法
本专利技术涉及二十辊冷轧机
，更具体地说，涉及一种二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法。
技术介绍
二十辊冷轧机的上下辊系是按照1-2-3-4呈塔形布置，并且上下辊系沿轧制线对称分布，如图1所示。上下两个工作辊分别靠在两个第一中间辊上，上下两对第一中间辊又支撑在3个第二中间辊上，而上下6个第二中间辊则分别支撑在外层的8个背衬轴承辊上。其中上下两侧的4个第二中间辊是传动辊，由主电机通过万向接轴传动，其他轧辊都是靠第二中间辊传动及轧辊之间的摩擦力而驱动。由于二十辊冷轧机辊系层次多，辊与辊之间的滚动摩擦力矩和背衬轴承摩擦力矩占总传动力矩的比例较大，因此在计算二十辊冷轧机的传动力矩进行电机容量选择及电机负荷校核时不能忽略摩擦力矩的影响。目前对带钢轧制力矩及轧制压力的计算模型研究较多，但是针对二十辊冷轧机摩擦力矩的计算模型研究较少。这导致二十辊冷轧机主电机容量的选择更多的是基于经验或者参考类似机组的数据，而无法通过数学模型进行更加准确的评估，造成的后果往往是保守地选择过大的主电机容量，增加投资成本。因此有必要开发二十辊冷轧机摩擦力矩的计算模型，这对于指导二十辊冷轧机的优化设计具有非常重要的工程意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法，旨在解决现有靠经验或者参考类似机组的数据获取摩擦力矩，无法通过数学模型进行更加准确评估的技术问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法，二十辊冷轧机包括对称设置的上辊系和下辊系，上辊系和下辊系均包括从内到外设置的辊一、辊二、辊三、辊四、辊五、辊六、辊七、辊八、辊九和辊十，其中辊一为工作辊，辊二、辊三为第一中间辊，辊四、辊五、辊六为第二中间辊，辊七、辊八、辊九、辊十为背衬轴承辊；所述获取方法包括以下步骤：S1、获取轧制压力P及轧制力矩MR；S2、确定各辊之间的相对位置角，具体如下：辊一、辊二连心线与辊一、辊五连心线间夹角辊一、辊三连心线与辊一、辊五连心线间夹角辊一、辊二连心线与辊二、辊四连心线间夹角辊一、辊二连心线与辊二、辊五连心线间夹角辊一、辊三连心线与辊三、辊五连心线间夹角辊一、辊三连心线与辊三、辊六连心线间夹角辊二、辊四连心线与辊四、辊七连心线间夹角辊二、辊四连心线与辊四、辊八连心线间夹角辊一、辊五连心线与辊五、辊八连心线间夹角辊一、辊五连心线与辊五、辊九连心线间夹角辊三、辊六连心线与辊六、辊九连心线间夹角辊三、辊六连心线与辊六、辊十连心线间夹角辊五、辊八连心线与辊八、辊九连心线间夹角辊四、辊八连心线与辊五、辊八连心线间夹角辊四、辊五连心线与辊四、辊八连心线间夹角辊二、辊四连心线与辊四、辊五连心线间夹角辊四、辊七连心线与辊七、辊八连心线间夹角辊七、辊八连心线与辊八、辊九连心线间夹角辊二、辊五连心线与辊一、辊五连心线间夹角ν1，辊三、辊五连心线与辊一、辊五连心线间夹角ν2；S3、设定各辊间作用力的方向角的数值，所述辊间作用力的方向角由辊间作用力与轧辊连心线间的夹角表示；所述辊间作用力包括：辊一与辊二间作用力PA，辊一与辊三间作用力PB，辊二与辊四间作用力PC，辊二与辊五间作用力PD，辊三与辊五间作用力PE，辊三与辊六间作用力PF，辊四与辊七间作用力PG，辊四与辊八间作用力PH，辊五与辊八间作用力PI，辊五与辊九间作用力PJ，辊六与辊九间作用力PK，辊六与辊十间作用力PL；所述设定的方向角包括：PA与辊一、辊二连心线间夹角αA，PB与辊一、辊三连心线间夹角αB，PC与辊二、辊四连心线间夹角αC，PD与辊二、辊五连心线间夹角αD，PE与辊三、辊五连心线间夹角αE，PF与辊三、辊六连心线间夹角αF，PG与辊四、辊七连心线间夹角αG，PH与辊四、辊八连心线间夹角αH，PI与辊五、辊八连心线间夹角αI，PJ与辊五、辊九连心线间夹角αJ，PK与辊六、辊九连心线间夹角αK，PL与辊六、辊十连心线间夹角αL；其中，αA＝αB、αC＝αF、αD＝αE、αI＝αJ、αG＝αL、αH＝αK；S4、由辊间作用力公式和辊间作用力的方向角公式反复迭代计算出辊间作用力，并计算辊间滚动摩擦力臂；所述辊间滚动摩擦力臂包括：辊一与辊二、辊三之间的滚动摩擦力臂m1；辊二与辊四、辊三与辊六间的滚动摩擦力臂m2；辊四与辊七、辊六与辊十间的滚动摩擦力臂m3；辊二与辊五、辊三与辊五间的滚动摩擦力臂m4；辊四与辊八、辊六与辊九间的滚动摩擦力臂m5；辊五与辊八、辊九之间的滚动摩擦力臂m6；S5、由辊间作用力及辊间滚动摩擦力臂计算出摩擦力矩。上述方案中，所述步骤S3中，各辊间作用力的方向角的数值设定值为1°～5°。上述方案中，所述步骤S4中，由辊间作用力公式和辊间作用力的方向角公式反复迭代计算出辊间作用力，并计算辊间滚动摩擦力臂，包括以下步骤：S401、由αA计算PA、PB及m1，再由PA、PB、m1计算PA的方向角α′A，比较PA方向角的计算值α′A和设定值αA，若不满足收敛条件|αA-α′A|＜δ，δ为收敛精度，则重新设定αA，取值为重新计算，直到满足该收敛条件；S402、若满足收敛条件|αA-α′A|＜δ，则由PA、αA、αC、αD计算PC、PD、m2及m4，再由PA、PB、PC、PD、αA、αD、m1、m2、m4计算得到PC方向角α′C，比较PC方向角的计算值α′C和设定值αC，若不满足收敛条件|αC-α′C|＜δ，则重新设定αC，取值为重新计算，直到满足该收敛条件；S403、若满足收敛条件|αC-α′C|＜δ，则由PB、αA、αC、αD、αI计算PE、PF、PI、PJ及m6，再由PD、PE、PI、PJ、m4、m6计算得到PD方向角α′D，比较PD方向角的计算值α′D和设定值αD，若不满足收敛条件|αD-α′D|＜δ，则重新设定αD，取值为重新计算，直到满足该收敛条件；S404、若满足收敛条件|αD-α′D|＜δ，则由m6计算得到PI方向角αI′，比较PI方向角的计算值αI′和设定值αI，若不满足收敛条件|αI-α′I|＜δ，则重新设定αI，取值为重新计算，直到满足该收敛条件；S405、若满足收敛条件|αI-α′I|＜δ，则由PC、αC、αG、αH计算PG及m3，再由m3计算得到PG方向角α′G，比较PG方向角的计算值α′G和设定值αG，若不满足收敛条件|αG-α′G|＜δ，则重新设定αG，取值为重新计算，直到满足该收敛条件；S406、若满足收敛条件|αG-α′G|＜δ，则由PC、αC、αG、αH计算PH及m5，再由m5计算得到PH方向角α′H，比较PH方向角的计算值α′H和设定值αH，若不满足收敛条件|αH-α′H|＜δ，则重新设定αH，取值为重新计算，直到满足该收敛条件。S407、若满足收敛条件|αH-α′H|＜δ，则由PF、αC、αG、αH计算PK及PL。至此已全部计算出各辊间作用力PA、PB、PC、PD、PE、PF、PG、PH、PI、PJ、PK、PL及辊间滚动摩擦力臂m1、m2、m3、m4、m5、m6。上述方案中，所述步骤S5中的计算公式为：D1为辊一的直径；D2为辊二、辊三的直径；D4为辊四、辊五、辊六的直径；D7为辊七、辊八、辊九、辊十的直径；d7为辊七的背衬轴承辊的轴承直径，μ为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法，二十辊冷轧机包括对称设置的上辊系和下辊系，上辊系和下辊系均包括从内到外设置的辊一、辊二、辊三、辊四、辊五、辊六、辊七、辊八、辊九和辊十，其中辊一为工作辊，辊二、辊三为第一中间辊，辊四、辊五、辊六为第二中间辊，辊七、辊八、辊九、辊十为背衬轴承辊；其特征在于，所述获取方法包括以下步骤：S1、获取轧制压力P及轧制力矩MR；S2、确定各辊之间的相对位置角，具体如下：辊一、辊二连心线与辊一、辊五连心线间夹角

【技术特征摘要】
1.一种二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法，二十辊冷轧机包括对称设置的上辊系和下辊系，上辊系和下辊系均包括从内到外设置的辊一、辊二、辊三、辊四、辊五、辊六、辊七、辊八、辊九和辊十，其中辊一为工作辊，辊二、辊三为第一中间辊，辊四、辊五、辊六为第二中间辊，辊七、辊八、辊九、辊十为背衬轴承辊；其特征在于，所述获取方法包括以下步骤：S1、获取轧制压力P及轧制力矩MR；S2、确定各辊之间的相对位置角，具体如下：辊一、辊二连心线与辊一、辊五连心线间夹角辊一、辊三连心线与辊一、辊五连心线间夹角辊一、辊二连心线与辊二、辊四连心线间夹角辊一、辊二连心线与辊二、辊五连心线间夹角辊一、辊三连心线与辊三、辊五连心线间夹角辊一、辊三连心线与辊三、辊六连心线间夹角辊二、辊四连心线与辊四、辊七连心线间夹角辊二、辊四连心线与辊四、辊八连心线间夹角辊一、辊五连心线与辊五、辊八连心线间夹角辊一、辊五连心线与辊五、辊九连心线间夹角辊三、辊六连心线与辊六、辊九连心线间夹角辊三、辊六连心线与辊六、辊十连心线间夹角辊五、辊八连心线与辊八、辊九连心线间夹角辊四、辊八连心线与辊五、辊八连心线间夹角辊四、辊五连心线与辊四、辊八连心线间夹角辊二、辊四连心线与辊四、辊五连心线间夹角辊四、辊七连心线与辊七、辊八连心线间夹角辊七、辊八连心线与辊八、辊九连心线间夹角辊二、辊五连心线与辊一、辊五连心线间夹角v1，辊三、辊五连心线与辊一、辊五连心线间夹角v2；S3、设定各辊间作用力的方向角的数值，所述辊间作用力的方向角由辊间作用力与轧辊连心线间的夹角表示；所述辊间作用力包括：辊一与辊二间作用力PA，辊一与辊三间作用力PB，辊二与辊四间作用力PC，辊二与辊五间作用力PD，辊三与辊五间作用力PE，辊三与辊六间作用力PF，辊四与辊七间作用力PG，辊四与辊八间作用力PH，辊五与辊八间作用力PI，辊五与辊九间作用力PJ，辊六与辊九间作用力PK，辊六与辊十间作用力PL；所述设定的方向角包括：PA与辊一、辊二连心线间夹角αA，PB与辊一、辊三连心线间夹角αB，PC与辊二、辊四连心线间夹角αC，PD与辊二、辊五连心线间夹角αD，PE与辊三、辊五连心线间夹角αE，PF与辊三、辊六连心线间夹角αF，PG与辊四、辊七连心线间夹角αG，PH与辊四、辊八连心线间夹角αH，PI与辊五、辊八连心线间夹角αI，PJ与辊五、辊九连心线间夹角αJ，PK与辊六、辊九连心线间夹角αK，PL与辊六、辊十连心线间夹角αL；其中，αA＝αB、αC＝αF、αD＝αE、αI＝αJ、αG＝αL、αH＝αK；S4、由辊间作用力公式和辊间作用力的方向角公式反复迭代计算出辊间作用力，并计算辊间滚动摩擦力臂；所述辊间滚动摩擦力臂包括：辊一与辊二、辊三之间的滚动摩擦力臂m1；辊二与辊四、辊三与辊六间的滚动摩擦力臂m2；辊四与辊七、辊六与辊十间的滚动摩擦力臂m3；辊二与辊五、辊三与辊五间的滚动摩擦力臂m4；辊四与辊八、辊六与辊九间的滚动摩擦力臂m5；辊五与辊八、辊九之间的滚动摩擦力臂m6；S5、由辊间作用力及辊间滚动摩擦力臂计算出摩擦力矩。2.根据权利要求1所述的二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法，其特征在于，所述步骤S3中，各辊间作用力的方向角的数值设定值为1°～5°。3.根据权利要求1所述的二十辊冷轧机摩擦力矩的获取方法，其特征在于，所述步骤S4中，由辊间作用力公式和辊间作用力的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈全忠，吴有生，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42