大型筒形件立式双驱轧制中双主辊转速的匹配方法组成比例

一种大型筒形件立式双驱轧制中双主辊转速的匹配方法，将筒形件轧制过程中筒转速的变化划分为增速、恒速、减速、整圆四个阶段，并确定各阶段筒转速随筒形件实时外径的变化阶段及各阶段结束时的筒形件外径。确定筒形件轧制全过程的筒转速曲线方程。根据上主辊和下主辊转速与筒转速之间的数学关系，反向求解获得相互匹配协调的上主辊和下主辊转速。本发明专利技术提出了符合实际轧制过程分阶段的筒转速曲线变化形式，提出了筒转速驱动的逆向确定相互匹配协调的上主辊和下主辊转速，保证整个轧制过程中上主辊和下主辊与筒形坯料接触面的线速度始终协调一致，从而建立稳定的筒形件轧制过程，有效解决成形稳定性和成形筒形件圆度和表面质量问题。

Matching method of double main roll rotation speed in vertical double drive rolling of large cylinder

【技术实现步骤摘要】
大型筒形件立式双驱轧制中双主辊转速的匹配方法
本专利技术涉及大型筒形件轧制成形加工领域，具体是一种大型筒形件立式双驱轧制中双主辊转速的匹配方法。
技术介绍
工程中称外径1.5米以上、高度2.0米以上的筒形件为大型筒形件。大型筒形件是压力容器、大型核电、石化等重型装备用关键构件。大型筒形件立式双驱轧制成形是该类构件的先进制造技术之一。在该成形过程中，因筒形件尺寸大、重量重，形成径向轧制孔型的两个工作轧辊均为由驱动装置带动的主动辊，以提供足够的轧制动力。根据两个工作辊的上、下相对位置关系，将配置于上侧的工作辊称之为上主辊，配置于下侧的工作辊称之为下主辊。在成形过程中，上主辊固定，下主辊朝着上主辊向上做直线进给运动，同时上主辊和下主辊在驱动装置的带动下分别绕其轴线做相反的旋转运动，筒形坯料位于上主辊和下主辊之间，上主辊与筒形坯料内表面接触，下主辊与筒形坯料外表面接触，筒形坯料在上主辊和下主辊的摩擦及下主辊向上的挤压作用下转动起来，因而筒形坯料在转动的过程中产生壁厚减薄、直径长大的变形。可见在该成形过程中，筒形坯料的转动速度(简称筒转速)由上主辊和下主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型筒形件立式双驱轧制中双主辊转速的匹配方法，其特征在于，具体过程是：/n步骤一，确定筒形件转动速度变化阶段及各阶段结束时的筒形件外径尺寸；/n所述筒形件轧制过程中筒形件转动速度称为筒转速；所述筒转速随着该筒形件的外径实时变化；/n确定的筒转速变化分增速阶段、恒速阶段、减速阶段与整圆阶段；/n所述筒转速增速阶段结束时刻筒形件外径D

【技术特征摘要】
1.一种大型筒形件立式双驱轧制中双主辊转速的匹配方法，其特征在于，具体过程是：
步骤一，确定筒形件转动速度变化阶段及各阶段结束时的筒形件外径尺寸；
所述筒形件轧制过程中筒形件转动速度称为筒转速；所述筒转速随着该筒形件的外径实时变化；
确定的筒转速变化分增速阶段、恒速阶段、减速阶段与整圆阶段；
所述筒转速增速阶段结束时刻筒形件外径D1为：
D1＝D0+K1×(Df-D0)(2)
式(2)中D0表示筒形坯料外径，D1表示筒转速增速阶段结束时的筒形件外径，Df表示最终成形的筒形件外径，K1是所述筒转速增速阶段在筒形件轧制全过程中的占比；
所述筒转速恒速阶段结束时刻筒形件的外径为：
D2＝D1|K2×(DfD0)(4)
式(4)中，D2表示筒转速恒速阶段结束时的筒形件外径；K2是所述筒转速恒速阶段在筒形件轧制全过程中的占比；
所述筒转速减速阶段结束时刻筒形件外径为：
D3＝D2+K3×(Df-D0)(6)
式(6)中，D3表示筒转速减速阶段结束时的筒形件外径；K3是所述筒转速减速阶段在筒形件轧制全过程中的占比；
所述整圆阶段结束时刻达到目标筒形件尺寸，得到最终成形筒形件外径Df；
步骤二，建立筒形件轧制全过程筒的筒转速方程；
所述筒形件轧制全过程的筒转速方程，是指筒形件轧制过程从开始到结束，是筒形件实时外径D从筒形坯料外径D0到最终成形筒形件外径Df的整个过程中，筒转速ω随筒形件实时外径D的函数关系；
根据步骤一确定的筒形件转动速度变化阶段及各阶段结束时的筒形件外径尺寸，建立筒形件轧制全过程的筒转速方程：
ω＝ω1+ω2+ω3+ω4(D0≤D≤Df)(18)
式(18)中：
ω1为筒转速增速阶段的筒转速方程，该筒转速增速阶段的筒转速方程为三次多项式函数，式中a1、b1、c1、d1分别为三次多项式函数的四个系数
ω2为筒转速恒速阶段的筒转速方程，保持恒速ωmax，该阶段为主轧制阶段，筒形件的角加速度为零，有利于提高筒形件轧制过程的稳定性；
ω3为筒转速减速阶段筒转速方程，该筒转速减速阶段的筒转速方程为三次多项式函数，式中a2、b2、c2、d2分别为三次多项式函数的四个系数；
ω4为筒转速整圆阶段筒转速方程，保持恒转速ωmin；
步骤三，确定筒转速驱动下的上主辊的转速Ω2和下主辊的转速Ω1；
假设在筒形件立式双驱轧制过程中，所述上主辊和下主辊与筒形件内外表面之间不产生打滑，则由该上主辊和下主辊与筒形件内外表面接触处的线速度相等得到：
ωD＝2ω1R1(20)
ωd＝2ω2R2(21)
由(20)、(21)式可知，






式(20)、(21)(22)、(23)中，ω1为下主辊转速，ω2为上主辊转速，D为筒形件实时外径，d筒形件实时内径，R1为下主辊半径，R2为上主辊半径，ωω表示筒形件轧制全过程的筒转速；
至此，通过预先设计的筒转速反向求解确定了上主辊转速和下主辊转速的变化曲线，完成了大型筒形件立式双...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭良刚，高尚，
申请(专利权)人：西北工业大学太仓长三角研究院，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32