一种基于带钢卷取质量的卷轴参数设定值优化方法与流程

技术特征：

1.一种基于带钢卷取质量的卷轴参数设定值优化方法，用于冷轧带材卷取机卷筒的卷轴的CAD/CAM系统，所述的卷轴包括多半式扇形块和支撑扇形块实现卷轴涨缩的涨缩机构，其特征在于：

首先，根据卷轴的设备参数和生产带钢的工艺参数，将卷轴为效成梁结构，建立卷轴的阶梯形变截面梁模型和带钢的卷取模型；

然后，以保证卷取质量为前提，确定并优化卷轴的当量刚度设定值；

同时，以控制最大卷重时钢卷的径向跳动为目标，优化卷取模型并确定扇形块的径向跳动设定值；

最后，将上述优化后的设定值传递给CAD/CAM系统，用于卷轴的设计加工制造安装过程。

2.根据权利要求1所述的基于带钢卷取质量的卷轴参数设定值优化方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：收集卷轴的设备参数和生产带钢的工艺参数，包括卷轴长度l，工艺范围内最大卷所受重力G，卷轴固定端距钢卷中心位置的距离a，卷轴游离端距钢卷中心位置的距离b，保证卷取质量所允许的卷轴最大挠度ε_max，保证卷取质量所允许的钢卷的最大径向跳动R_tmax，生产带钢宽度d，生产带钢厚度h，生产带钢密度ρ，卷轴半径r，卷轴截面惯性矩I；

S2：依照公式1计算卷轴最大挠度发生位置x，

$x=\frac{\sqrt{l^2-b^2}}{3}{\mathrm{\δ}}_1---\left(1\right)$

式中，δ₁为考虑将卷轴等效成梁结构的修正系数，其取值范围为δ₁＝0.8～1.2；

S3：依照公式2计算卷轴的最小当量刚度E_dmin，

$E_{d\min }=\left\{\begin{array}{cc}\frac{\mathrm{Gbx}}{{6\mathrm{I\ϵ}}_{\max }l}(l^2-x^2-b^2)& 0\≤x\<a\\ \frac{\mathrm{Gb}}{{6\mathrm{I\ϵ}}_{\max }l}[\frac{l}{b}{(x-a)}^3-x^3+(l^2-b^2)x]& a\≤x\≤b\end{array}\right.---\left(2\right)$

S4：依照公式3计算卷轴的当量刚度设定值E_ds，

E_ds＝λ(E_dmin+E_dy) (3)

式中，E_dy为卷轴刚度裕值，其取值范围为E_dy＝20～50GPa，λ为考虑卷取动态过程卷轴机械震动的系数，其取值范围为λ＝1.0～1.3；

S5：依据公式4计算带钢的卷取层数n，

$n=\frac{\mathrm{\π}(h-2r)+\sqrt{\mathrm{\π}{(h-2r)}^2+4h\frac{G}{\mathrm{\ρghd}}}\mathrm{\π}}{2\mathrm{h\π}}---\left(4\right)$

S6：依据公式5计算扇形块径向跳动放大系数β，

$\mathrm{\β}=\frac{r+\mathrm{hn}{\mathrm{\δ}}_2}{r}---\left(5\right)$

式中，δ₂为考虑带钢卷取过程中发生弹塑性形变的修正系数，根据现场卷取张力、钢卷紧密程度确定，其取值范围为δ₂＝0.7～1.0；

S7：依据公式6计算允许最大径向跳动值δ_max，

${\mathrm{\δ}}_{\max }=\frac{R_{t\max }}{\mathrm{\β}}---\left(6\right)$

S8：依据公式7计算扇形块径向跳动设定值δ_s，

δ_s＝δ_max-δ_y (7)

式中，δ_y为扇形块径向跳动裕值，根据机组工况情况确定，其取值范围为δ_y＝0.003～0.006mm；

S9：将卷轴的当量刚度设定值E_ds和扇形块径向跳动设定值δ_s传递给CAD/CAM系统，用于卷轴的设计加工制造安装过程。