一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法

本发明属于冶金行业冷轧带钢，涉及一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法。

背景技术：

1、连轧机组是一种用于连续轧制金属材料的设备，通常用于生产薄板和带材中。在冷连轧过程中，中间辊会产生较大的轴向力，这些力会导致辊轴的变形和磨损，从而影响轧制质量和设备寿命，导致轧制质量不稳定，产生不合格产品，增加生产成本和质量风险，且辊轴的更换和维修会增加设备停机时间和维护成本。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，包括以下步骤：

2、a:获取冷连轧机轴承座衬板磨损过程中的相关参数；

3、b:计算带钢的前张力和后张力；

4、c:计算总轧制压力p；

5、d:计算外摩擦系数qf；

6、e:计算打滑因子ψ；

7、f:计算工作辊与中间辊的辊间压力fwm与支撑辊与中间辊的辊间压力fbm：

8、g:计算工作辊与中间辊的单位长度的接触压力qwm；支撑辊与中间辊的单位长度的接触压力qbm；工作辊与中间辊的接触区域bwm；支撑辊与中间辊的接触区域bbm；

9、h:计算工作辊与中间辊的单位接触压力nwm(x)、支撑辊与中间辊的单位接触压力nbm(x)；

10、i:计算轧辊相互接触运动时的尔戈费综合弹性系数θ；轧辊弹性影响系数kv以及两粗糙接触物体的相对接近量ε；求解出轧辊间的预位移量[δwm]与[δbm]；

11、j:当两个轧辊本体的相对位移达到表面微凸体的最大切向变形，开始进入滑动状态；计算工作辊以及中间辊与中间辊滑动区与粘滞区的分解点b1与b2；

12、k:计算中间辊总轴向力；

13、l:判断：若成立，则返回步骤b，并且令张力增加系数k＝k+1，若不成立，输出上一个循环前后张力σ1、σ0与轧制力p。

14、进一步地：所述获取冷连轧机轴承座衬板磨损过程中的相关参数包括：带材入口厚度h、带材出口厚度h、带材宽度b、杨氏模量e、泊松比ν、初始前张力σ1i、初始后张力σ0i、前张力增加量δσ1、后张力增加量δσ0、张力增加系数k、变形抗力km、压扁半径r′、轧辊与带钢间的摩擦系数μ、中间辊的工作侧弯辊力frw、中间辊的传动侧弯辊力frd、工作辊与中间辊的接触长度lwm、支撑辊与中间辊的接触长度lbm、工作辊直径dw、中间辊直径dm、单个微凸体顶端的半径r、微凸体不对正修正系数c、辊型曲线参数k1、k2、轧辊表面粗糙度参数ramax、辊间摩擦系数f、最大前张力σ1max、最大后张力σ0max、最大打滑因子ψ*和最大轴向力f*。

15、进一步地：所述计算前张力和后张力σ1、σ0如下：

16、

17、式中：σ1表示前张力，σ0表示后张力，σ1i表示初始前张力，σ0i表示初始后张力，δσ1表示前张力增加量，δσ0表示后张力增加量，k＝0，1，2，3...20，当k＝20时，前后张力达到最大值σ1max、σ0max。

18、进一步地：所述计算总轧制压力p采用如下公式如下：

19、

20、式中：δh—绝对道次压下量，δh＝h-h；

21、ξ—等效张力影响系数，ξ＝0.3σ1+0.7σ0

22、r′—压扁半径。

23、所述计算外摩擦系数qf的公式如下：

24、

25、式中：r表示道次压下率，

26、进一步地：所述计算打滑因子ψ，即表征打滑出现概率的参数：

27、

28、式中：r'—工作辊压扁半径；

29、δh—绝对道次压下量，δh＝h-h；

30、p—总轧制压力；

31、μ—摩擦系数；

32、计算工作辊与中间辊的辊间压力fwm与支撑辊与中间辊的辊间压力fbm的公式如下。

33、

34、进一步地：所述计算工作辊与中间辊的单位长度的接触压力qwm；支撑辊与中间辊的单位长度的接触压力qbm；工作辊与中间辊的接触区域bwm；支撑辊与中间辊的接触区域bbm的公式如下：

35、

36、式中：工作辊的直径dw；中间辊的直径dm；支撑辊的直径db；工作辊与中间辊的接触长度为lwm；支撑辊与中间辊的接触长度为lbm；

37、计算工作辊与中间辊的单位接触压力nwm(x)、支撑辊与中间辊的单位接触压力nbm(x)如下。

38、

39、进一步地：所述计算轧辊相互接触运动时的尔戈费综合弹性系数θ；轧辊弹性影响系数kv以及两粗糙接触物体的相对接近量ε；求解出轧辊间的预位移量[δwm]与[δbm]公式如下：

40、

41、式中：杨氏模量e；泊松比ν；单个微凸体顶端的半径r；微凸体不对正修正系数c；辊型曲线参数k1、k2；轧辊表面粗糙度参数rmax；辊间摩擦系数。

42、进一步地，当两个轧辊本体的相对位移达到表面微凸体的最大切向变形，开始进入滑动状态；计算工作辊以及中间辊与中间辊滑动区与粘滞区的分解点b1与b2：

43、

44、所述计算中间辊总轴向力f如下：

45、

46、式中：工作辊与中间辊之间产生的轴向力f1；支撑辊与中间辊间产生的轴向力f2。

47、本发明提供的一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，具有以下优点：

48、降低冷连轧机组中间辊轴向力可以减少辊轴的变形和磨损，延长辊轴的使用寿命，降低设备维护成本，可以减少辊轴的变形，提高轧制精度，满足客户对产品尺寸和表面质量的要求。降低轴向力还可以减少设备停机时间，提高生产效率和设备利用率。较低的轴向力可以提高轧制质量的稳定性，减少不合格产品的产生，提高生产效率和产品质量。降低冷连轧机组中间辊轴向力的背景和意义在于提高设备的稳定性、轧制质量和生产效率，降低维护成本和质量风险，增加设备利用率和经济效益。

技术特征：

1.一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求书1所述的一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，其特征在于：所述获取冷连轧机轴承座衬板磨损过程中的相关参数包括：带材入口厚度h、带材出口厚度h、带材宽度b、杨氏模量e、泊松比ν、初始前张力σ1i、初始后张力σ0i、前张力增加量δσ1、后张力增加量δσ0、张力增加系数k、变形抗力km、压扁半径r′、轧辊与带钢间的摩擦系数μ、中间辊的工作侧弯辊力frw、中间辊的传动侧弯辊力frd、工作辊与中间辊的接触长度lwm、支撑辊与中间辊的接触长度lbm、工作辊直径dw、中间辊直径dm、单个微凸体顶端的半径r、微凸体不对正修正系数c、辊型曲线参数k1、k2、轧辊表面粗糙度参数ramax、辊间摩擦系数f、最大前张力σ1max、最大后张力σ0max、最大打滑因子ψ*和最大轴向力f*。

3.根据权利要求书1所述的一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，其特征在于：所述计算前张力和后张力σ1、σ0如下：

4.根据权利要求书1所述的一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，其特征在于：所述计算总轧制压力p采用如下公式如下：

5.根据权利要求书1所述的一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，其特征在于：所述计算打滑因子ψ，即表征打滑出现概率的参数：

6.根据权利要求书1所述的一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，其特征在于：所述计算工作辊与中间辊的单位长度的接触压力qwm；支撑辊与中间辊的单位长度的接触压力qbm；工作辊与中间辊的接触区域bwm；支撑辊与中间辊的接触区域bbm的公式如下：

7.根据权利要求书1所述的一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，其特征在于：所述计算轧辊相互接触运动时的尔戈费综合弹性系数θ；轧辊弹性影响系数kv以及两粗糙接触物体的相对接近量ε；求解出轧辊间的预位移量[δwm]与[δbm]公式如下：

8.根据权利要求书1所述的一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，其特征在于：当两个轧辊本体的相对位移达到表面微凸体的最大切向变形，开始进入滑动状态；计算工作辊以及中间辊与中间辊滑动区与粘滞区的分解点b1与b2：

技术总结
本发明一种降低冷连轧机组中间辊轴向力方法，包括以下步骤：获取冷连轧机轴承座衬板磨损过程中的相关参数；计算工作辊与中间辊的辊间压力与支撑辊与中间辊的辊间压力：计算工作辊与中间辊的单位长度的接触压力；支撑辊与中间辊的单位长度的接触压力；支撑辊与中间辊的接触区域；计算工作辊与中间辊的单位接触压力、支撑辊与中间辊的单位接触压力；计算轧辊相互接触运动时的尔戈费综合弹性系数；轧辊弹性影响系数以及两粗糙接触物体的相对接近量；求解出轧辊间的预位移量；当两个轧辊本体的相对位移达到表面微凸体的最大切向变形，开始进入滑动状态；计算工作辊以及中间辊与中间辊滑动区与粘滞区的分解点与；计算中间辊总轴向力。

技术研发人员：白振华,张冀,苏德龙,王帅,孙荣生,顾清
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9