一种控制带材板型的轧辊及辊型设计方法技术

本发明专利技术公开了一种控制带材板型的轧辊及辊型设计方法，轧辊的辊面的轴向轮廓线与三次方曲线和五次方曲线叠加的复合曲线拟合。辊型设计方法包括：确定轧辊的辊长L和设计半径R；建立轧辊辊面的轴向轮廓线满足的辊型函数；对辊型函数进行修正并求解得到修正函数；按照修正函数对轧辊的圆柱基准面进行加工。本发明专利技术所提供轧辊为由三次方曲线和五次方曲线叠加处理的复合辊型，这种辊型具有三次方辊型可调二次凸度的特点又具有五次方可调高次凸度的优点，同时解决了三次或五次方辊型辊径差较大、造成轧辊不均匀磨损的问题，增强了带材轧制的板形调控能力，特别提高了复合浪形的板形控制能力，并且轧辊受力和磨损均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种控制带材板型的轧辊及辊型设计方法
本专利技术涉及辊型设计领域，特别涉及一种控制带材板型轧辊。本专利技术还涉及一种辊型设计方法。
技术介绍
金属带材生产中为了获得平直及厚度均匀的带材，在轧制过程中沿轧辊长度两轧辊之间各点的距离应当相等，即保持辊缝均匀，但在实际轧制过程中，有许多因素影响两个轧辊之间的距离。因此必须根据有关情况预先考虑将轧辊设计为一定的形状，以保证在轧制过程中辊缝均匀。这种轧辊形状称为辊型。由传统的板形控制理论：在机组上游机架控制带钢的凸度，而在下游机架控制带钢的平直度；一般只在上游机架使用特殊辊形曲线的工作辊辊型如CVC(ContinuouslyVariableCrown)、LVC(LinearVariableCrown)等来调控带钢凸度，而在下游机架只用普通抛物线工作辊辊型，但有时为了能增强下游机架的带材平直度调控能力，可以使用特殊辊型曲线的工作辊辊型。如果在末机架使用三次方的CVC辊型曲线虽可以控制带钢的中浪和边浪，但对高次浪的控制能力则显得不足，高次方CVC辊型曲线虽增加了对高次浪的控制能力，但由于辊身的辊径差大导致此时的辊间接触压力不均，使得下机后的磨损辊形也不均匀。因此，如何增强轧辊的带材平直度调控能力，同时维持轧辊均匀磨损成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制带材板型的轧辊，能够增强轧辊的带材平直度调控能力，同时维持轧辊均匀磨损。本专利技术的另一目的是提供一种辊型设计方法为实现上述目的，本专利技术提供一种控制带材板型的轧辊，所述轧辊的辊面的轴向轮廓线与三次方曲线和五次方曲线叠加的复合曲线拟合。可选地，所述三次方曲线满足函数：D3(x)＝a1·x+a2·x3；所述五次方曲线满足函数：D5(x)＝b1·x+b2·x5；所述复合曲线满足函数：D(x)＝D3(x)+D5(x)＝a1·x+a2·x3+b1·x+b2·x5；其中：x为所述轧辊的辊身长度坐标，单位为mm；D(x)为所述轧辊相对其圆柱基准面外凸或内凹的径向尺寸；a1、a2、b1、b2均为对应的辊型系数，a1和b1均为无量纲系数，a2单位为mm-2，b2单位为mm-4。可选地，所述轧辊相对轧机具有初始轴向偏移量δ0；所述轧辊的辊面的轴向轮廓线满足修正函数：D(x)＝r1·D3(x)+r2·D5(x)＝r1·[a1·(x-δ0)+a2·(x-δ0)3]+r2·[(b1·(x-δ0)+b2·(x-δ0)5]；其中：r1、r2为辊型设计调节参数，δ0为轧辊的初始轴向偏移量，单位为mm。可选地，所述轧辊成对设置，一对所述轧辊以外凸面与内凹面上下相对设置。本专利技术还提供一种辊型设计方法，包括：确定轧辊的辊长L和设计半径R；建立所述轧辊辊面的轴向轮廓线满足的辊型函数；对所述辊型函数进行修正并求解得到修正函数；按照所述修正函数对所述轧辊进行加工。可选地，所述建立所述轧辊的辊面的轴向轮廓线满足的辊型函数的步骤具体为：将三次方曲线与五次方曲线叠加而成的复合曲线作为所述轧辊辊面的轴向轮廓线；所述三次方曲线满足函数：D3(x)＝a1·x+a2·x3；所述五次方曲线满足函数：D5(x)＝b1·x+b2·x5；所述辊型函数为：D(x)＝D3(x)+D5(x)＝a1·x+a2·x3+b1·x+b2·x5；其中：x为所述轧辊的辊身长度坐标，单位为mm；D(x)为所述轧辊相对以所述设计半径R回转形成的所述圆柱基准面外凸或内凹的径向尺寸；a1、a2、b1、b2均为对应的辊型系数，a1和b1均为无量纲系数，a2单位为mm-2，b2单位为mm-4。可选地，对所述辊型函数进行修正并求解得到修正函数的步骤具体为：根据所述修正函数：D(x)＝r1·D3(x)+r2·D5(x)＝r1·[a1·(x-δ0)+a2·(x-δ0)3]+r2·[(b1·(x-δ0)+b2·(x-δ0)5]对所述辊型函数进行修正；其中：r1、r2为辊型设计调节参数，δ0为所述轧辊的初始轴向偏移量，单位为mm。可选地，对所述辊型函数进行修正并求解得到修正函数的步骤具体还包括：获取所述轧辊的初始轴向偏移量δ0和轴向窜动量δ，δ的取值范围为[-δm,δm]，且当所述轴向窜动量为-δm时，一对所述轧辊之间的辊缝为C1，当所述轴向窜动量为δm时，一对所述轧辊之间的辊缝为C2；设定所述三次方曲线对应的辊型的直径最大处与中点处的轴向距离为e，获取所述三次方曲线对应的辊型直径极大值与直径极小值的直径差值为ΔD；根据δ0＝δm(C2+C1)/(C2-C1)求解所述初始轴向偏移量；根据e＝(L/2+δ0)/2求解所述轴向距离；由：a1＝-3ΔD/(4e)；a2＝ΔD/(4e3)；b1＝-5ΔD/(8e)；b2＝ΔD/(8e5)；求解全部所述辊型系数，得出所述轧辊的尺寸。相对于上述
技术介绍
，本专利技术所提供控制带材板型的轧辊的辊型为由三次方曲线和五次方曲线叠加处理的复合辊型，这种辊型具有三次方辊型可调二次凸度的特点又具有五次方可调高次凸度的优点，同时解决了三次或五次方辊型辊径差较大，造成轧辊不均匀磨损的问题。增强了带材轧制的板形调控能力，特别提高了复合浪形的板形控制能力，并且轧辊受力和磨损均匀。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的辊型设计方法的流程图；图2为本专利技术所提供的控制带材板型的轧辊的SEC辊型函数曲线图；图3为SEC辊型轴向窜动时全辊长范围内辊缝二次凸度和高次凸度的调控能力；图4为SEC辊型不同轴向窜动量下的空载辊缝形状；图5为SEC辊型承载辊缝调节域；图6为传统五次方曲线辊型的辊间接触压力分布图；图7为本专利技术所提供轧辊的SEC辊型辊间的辊间接触压力分布图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的在于提供一种适用于控制带材中浪、边浪及高次浪，并能使轧辊均匀磨损的SEC(ShapeControlandEvenWearContour)辊型。同时提供包括该轧辊的轧辊车床和该轧辊的辊型设计方法。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制带材板型的轧辊，其特征在于，所述轧辊的辊面的轴向轮廓线与三次方曲线和五次方曲线叠加的复合曲线拟合。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制带材板型的轧辊，其特征在于，所述轧辊的辊面的轴向轮廓线与三次方曲线和五次方曲线叠加的复合曲线拟合。


2.根据权利要求1所述的控制带材板型的轧辊，其特征在于，
所述三次方曲线满足函数：
D3(x)＝a1·x+a2·x3；
所述五次方曲线满足函数：
D5(x)＝b1·x+b2·x5；
所述复合曲线满足函数：
D(x)＝D3(x)+D5(x)＝a1·x+a2·x3+b1·x+b2·x5；
其中：x为所述轧辊的辊身长度坐标，单位为mm；D(x)为所述轧辊相对其圆柱基准面外凸或内凹的径向尺寸；a1、a2、b1、b2均为对应的辊型系数，a1和b1均为无量纲系数，a2单位为mm-2，b2单位为mm-4。


3.根据权利要求2所述的控制带材板型的轧辊，其特征在于，所述轧辊相对轧机具有初始轴向偏移量δ0；
所述轧辊的辊面的轴向轮廓线满足修正函数：
D(x)＝r1·D3(x)+r2·D5(x)＝r1·[a1·(x-δ0)+a2·(x-δ0)3]+r2·[(b1·(x-δ0)+b2·(x-δ0)5]；其中：r1、r2为辊型设计调节参数，δ0为轧辊的初始轴向偏移量，单位为mm。


4.根据权利要求3所述的控制带材板型的轧辊，其特征在于，所述轧辊成对设置，一对所述轧辊以外凸面与内凹面上下相对设置。


5.一种辊型设计方法，其特征在于，包括：
确定轧辊的辊长L和设计半径R；
建立所述轧辊辊面的轴向轮廓线满足的辊型函数；
对所述辊型函数进行修正并求解得到修正函数；
按照所述修正函数对所述轧辊进行加工。


6.根据权利要求5所述的辊型设计方法，其特征在于，所述建立所述轧辊的辊面的轴向轮廓线满足的辊型函数的步骤具体为：
将三次方曲线与五次方曲线叠加而成的复合曲线作为所述轧辊辊面的轴向轮廓线；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王仁忠，刘广，
申请(专利权)人：苏州市职业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32