專利名稱::冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及一種冷連軋生產(chǎn)工藝技術(shù),特別涉及一種適合于四輥冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報技術(shù)。
背景技術(shù):
:近年來,隨著制造工業(yè)的快速發(fā)展,用戶對冷軋板帶及其涂鍍產(chǎn)品尺寸精度的要求越來越苛刻。而軋輥磨損的計算精度直接關(guān)系到負(fù)載輥型、輥縫形狀以及輥系變形的計算精度,與彎輥力的正確設(shè)定、分段冷卻補(bǔ)償系統(tǒng)的正確利用密切相關(guān),直接影響到成品的板形質(zhì)量。軋輥磨損是一個緩慢的累積過程,影響軋輥磨損的因素很多而且復(fù)雜,工況不同,磨損也不同。以往現(xiàn)場對冷軋軋制過程軋輥磨損的機(jī)理模型研究較少,并且主要偏重于熱軋(主要文獻(xiàn)1、SpuzicS,StraffordKN,SubramanianC,etal.Wearofhotrollingmillrolls:anoverview[J].Wear,1994,176(2):261-271;2、陳連生,黃傳清,連家創(chuàng).熱帶鋼連軋機(jī)軋輥磨損數(shù)值測量及分析.軋鋼,2002,19(1):23-25;3、陳連生,連家創(chuàng).熱帶鋼連軋機(jī)精軋軋輥磨損計算理論.河北理工學(xué)院學(xué)報,2001,23(1):24-28),對軋制過程中軋輥磨損的測量技術(shù)研究較多,得到較多的磨損規(guī)律曲線,但是至今沒有形成比較準(zhǔn)確的軋輥磨損計算模型。特別的,現(xiàn)有關(guān)于冷軋過程的軋輥磨模型往往沒有將機(jī)理與實(shí)際軋制工況相結(jié)合,所得出的磨損模型計算方法通用性不強(qiáng)(主要文獻(xiàn)有付華高,李長生,等.冷軋軋輥磨損數(shù)學(xué)模型研究.鋼鐵研究,2003,(4):26-29)。為此,本發(fā)明經(jīng)過大量的現(xiàn)場試驗(yàn)與理論研究,充分考慮到冷連軋過程中的設(shè)備與工況特點(diǎn),將磨損機(jī)理與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際磨損數(shù)據(jù)的測量結(jié)果有機(jī)結(jié)合,建立了一套適合于四輥冷軋機(jī)的工作輥磨損預(yù)報技術(shù),不但適用于工作輥的對稱磨損而且適用于不對稱磨損,大大提高了現(xiàn)場工作輥磨損的預(yù)報精度,為輥型設(shè)計、板形控制奠定了堅8實(shí)的理論基礎(chǔ),有效的保證了產(chǎn)品板形質(zhì)量的穩(wěn)定,并能給現(xiàn)場創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明方法的原理清晰明了,計算速度快,適于現(xiàn)場使用。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題,本發(fā)明提供一種適合于四輥冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報技術(shù),將基本軋制磨損原理與現(xiàn)場實(shí)際工況下的軋輥實(shí)際測量數(shù)據(jù)緊密結(jié)合,建立一套既考慮機(jī)理又考慮工況、不但適用于工作輥的對稱磨損而且適用于不對稱磨損的工作輥預(yù)報方法,提高工作輥磨損的預(yù)報精度,為板形控制與輥型設(shè)計奠定基礎(chǔ),最大程度的保證產(chǎn)品板形質(zhì)量,為現(xiàn)場創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種適合于四輥冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報方法,包括以下步驟(a)構(gòu)造工作輥磨損模型考慮到機(jī)理與實(shí)際工況綜合影響的工作輥磨損預(yù)報模型可以采用以下結(jié)構(gòu)R(x,)=G(Xi).J(x,)式中R0O—工作輥磨損量;G(x,)—工作輥磨損量中的工況影響方程,用于修正機(jī)理模型;J(x,)—工作輥磨損量中的機(jī)理影響方程;x,—工作輥上橫向第^點(diǎn)的坐標(biāo),原點(diǎn)在工作輥中部。(b)構(gòu)造工作輥磨損工況影響方程根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)回歸整理結(jié)果,構(gòu)造出工作輥磨損量中的工況影響方程如下6k=0式中A—工況影響系數(shù),將根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際磨損數(shù)據(jù)的測量結(jié)果在步驟(f)中求出。(C)構(gòu)造工作輥磨損量中機(jī)理影響方程根據(jù)四輥冷連軋機(jī)軋制過程的生9產(chǎn)工藝特點(diǎn),構(gòu)造出工作輥磨損量中的機(jī)理影響方程如下J")=£[Jlm0,)+J2m0,)+J3(x,)+J4o,)]式中"一工作輥換輥周;月內(nèi)總的軋制巻數(shù);L")一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與帶材之間的滑動磨損量;L")一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與帶材之間的滾動磨損量;、")一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支撐輥之間的滑動磨損量;、")一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支撐輥之間的滾動磨損量。(d)解析計算工作輥磨損中的機(jī)理影響部分根據(jù)步驟(c)可以知道,工作輥磨損中的機(jī)理影響部分的求解實(shí)際上包括工作輥與帶材之間的滑動磨損量L(x,)、工作輥與帶材之間的滾動磨損量、(x,)、工作輥與支撐輥之間的滑動磨損量L(x,)以及工作輥與支撐輥之間的滾動磨損量J^(x,)的計算,基本方案如下dl)軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與軋件之間的相對滑動引起的工作輥磨損量L(x,)的計算,由以下模型得出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>式中^一工作輥與軋件接觸的滑動磨損系數(shù);^(x,)—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中單位寬度軋制壓力橫向分布;4一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材的軋制長度;A—工作輥直徑;在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中軋制前滑系數(shù);兒,一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥輥面與軋件間每次接觸的相對滑動距離;C^一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中橫向流動影響系數(shù);Bm—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中軋件寬度。d2)軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與軋件之間相互滾動接觸引起的工作輥磨損量L(x,)的計算,由以下模型得出式中/t2—工作輥與帶材接觸的滾動磨損系數(shù);/、一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中考慮壓扁后的變形區(qū)接觸弧長;d3)在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支撐輥之間相互滑動接觸引起的工作輥磨損量k(x,)的計算,由以下模型得出工—;式中^一工作輥與軋件接觸的滑動磨損系數(shù);aOO—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支撐輥之間的單位寬度軋制壓力橫向分布;、*200—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥、支承輥的負(fù)載半徑分布值;A、w2m—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支承輥轉(zhuǎn)動的圓周速度;11A、i2—工作輥與支承輥的公稱半徑;2^—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支承輥間的接觸壓扁寬度;d4)在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支撐滾之間相互滾動接觸引起的工作輥磨損量L(x,)的計算,由以下模型得出w4m(x,)=va(x,)式中、一工作輥與支承輥接觸的滾動磨損系數(shù)d5)工作輥磨損量中機(jī)理部分總的影響計算,綜合dl)、d2)、d3)、d4)得出工作輥磨損量中機(jī)理部分總的影響為J",)=t[J,m",)+",)+、",)+、")]乂'm+C,,,,,j05B,(1+/,,,,)^0.5Bm卜4.+va")^M〔(e)測量與收集實(shí)際工作輥磨損數(shù)據(jù)選擇N(為了充分反映軋輥的在軋制過程中的設(shè)備與工藝工況,N—般要大于15)個典型的軋輥周期作為軋輥磨損模型建模的背景工況,實(shí)際測量出各個軋輥周期內(nèi)的軋輥實(shí)際磨損數(shù)據(jù)R;(x')"'=1,2,'",^)。在實(shí)際磨損數(shù)據(jù)的測量中必須保證以下四個條件(1)涼輥24小時以上,使軋輥內(nèi)外溫度、表面溫度分布趨于一致,有效消除熱變形對軋后軋輥磨損數(shù)據(jù)的影響以及消除溫度變化對所測軋輥軋前直徑的影響;(2)在進(jìn)行軋后數(shù)據(jù)測量時必須在最大、最小兩個方向上進(jìn)行兩次測量,磨損數(shù)據(jù)取兩者的平均值,以減小數(shù)據(jù)偏差。(3)在測量軋輥磨損量前,必須認(rèn)真清除測量部位輥面氧化皮和其他粘附物;(4)測量必須進(jìn)行軋輥兩端軸瓦調(diào)平,保證測量中心線與被測軋輥軸線一致。(f)求解工況影響系數(shù)^利用實(shí)際磨損的測量數(shù)據(jù)與工作輥磨損量中機(jī)理影響計算結(jié)果,求解工況影響系數(shù)^,基本步驟如下fl)構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)考慮到工作輥磨損預(yù)報模型的預(yù)報值應(yīng)該最大程度的與現(xiàn)場的實(shí)際測量值相吻合,從而構(gòu)造出工況影響目標(biāo)函數(shù)F(X)(F(Z)越小,表示相關(guān)軋輥磨損模型越精確),如下式所示式中Z=(ao,a丄,a2,"3,a4,a5,a6);&(X,)—工作輥磨損預(yù)報模型的預(yù)報值。f2)給定工況影響系數(shù)的初始值X。^a。。f3)計算出N個典型軋輥周期中每個軋輥周期工作輥磨損量中機(jī)理影響因素JjOO,基本表達(dá)式如下~「Jj&)=HJ—(x')+J—")+J河")+J41乂m)+C"my0.5B—式中一第j個典型的軋輥周期軋輥所軋制的總的鋼巻數(shù)(其它各個參數(shù)的下標(biāo)與此意義相同)。f4)計算出當(dāng)前狀態(tài)下典型軋輥周期中工作輥磨損量的理論計算值,如下式所示Rj(x,一G(Xi).Jj(x,)、u.,乂ffy.+c呵'0.5B—f5)計算出目標(biāo)函數(shù)F(I。)的數(shù)值。+26—wlmj.o,).《,.+A4f6)判斷powell條件是否成立,如果成立,則取最優(yōu)工況影響系數(shù)值X^X。結(jié)束計算,轉(zhuǎn)入步驟f7);如果不成立則調(diào)整A,轉(zhuǎn)入步驟f3),繼續(xù)13尋優(yōu)。f7)輸出最優(yōu)工況影響系數(shù)值X,(。。,,^,^,^,^A"。(g)建立基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報模型將最優(yōu)工況影響系數(shù)A—,~,~,~,,,%}代入相關(guān)方程,建立起一套機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥預(yù)報模型y咖T、0.5B—、4、]+26.vs"")4K少加《(h)特定軋制周期內(nèi)工作輥磨損的預(yù)報利用步驟(g)所建立的相關(guān)模型,將特定工作輥換輥周期內(nèi)的各個鋼巻帶材軋制時的軋制參數(shù)如帶材軋制過程中單位寬度軋制壓力橫向分布值、軋制長度、軋制前滑系數(shù)等參數(shù)代入模型就可以特定軋制周期內(nèi)的工作輥磨損曲線,完成工作輥磨損的預(yù)報。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步詳細(xì)具體的說明。圖1是四輥冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報總框圖2是工作輥磨損機(jī)理影響的解析計算框圖3是工況影響系數(shù)的求解過程圖。具體實(shí)施例方式為實(shí)際驗(yàn)證本專利所述技術(shù)方案中軋輥磨損方法的正確性和參數(shù)優(yōu)化的準(zhǔn)確性,以某1420五機(jī)架冷連軋機(jī)為例,取一個兩個軋制單位對第5機(jī)架進(jìn)行模型的仿真檢驗(yàn)。結(jié)合軋制單位的生產(chǎn)條件,將軋制單位的實(shí)際工藝參數(shù)和表1所示的參數(shù)代入工作輥磨損模型進(jìn)行磨損量的預(yù)報計算。模型預(yù)報的磨損量和對應(yīng)的實(shí)測磨損量平均相對誤差低于5.0%,最大誤差低于15%,滿足了工程上對軋輥磨損精度的預(yù)報要求。為了進(jìn)一步說明本發(fā)明專利的實(shí)施過程,現(xiàn)以某1420五機(jī)架冷連軋機(jī)第514機(jī)架為例說明簡單說明整個模型的建模與預(yù)報過程首先,收集1420五機(jī)架冷連軋機(jī)20個典型的實(shí)際軋制周期(排除異常換輥),測出20個典型軋制周期的軋輥磨損數(shù)據(jù)《(x,)(在測量時,每根軋輥沿著輥身長度方向每隔10mm測量一個點(diǎn)。上下輥都測量,并且將平均值作為實(shí)際磨損量。這部分工作是由操作工在磨輥前在數(shù)字磨床上進(jìn)行),同時記錄下每個軋制周期內(nèi)所軋制的鋼巻巻號、鋼種、規(guī)格、軋制參數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計,平均每個軋制周期軋制長度為150公里左右,大約軋制15-25個巻左右(軋制周期內(nèi)的鋼巻個數(shù)取決于鋼巻大小及帶材厚度等因素)換輥。因此,這二十個典型軋制周期共涉及到453巻帶材。其次,取工況影響系數(shù)的初始值Z。={a。。,"1Q,a2。,a3。,a4。,^。,"6。}={1,1,1,U,l};再次,構(gòu)造出工作輥磨損工況影響方程6G(X,)二Z"乂=1+X,+X,2+X,3+x;+x,+<隨后,利用已經(jīng)存在的軋制工藝模型及實(shí)際軋制工藝參數(shù)計算每個軋制周期內(nèi)工作輥磨損量中機(jī)理影響因素JjOc,.)(需要說明的是,在實(shí)際計算過程中JjOO是一個比較復(fù)雜的模型,通過編制程序計算而出,并且該部分都可以通過現(xiàn)有模型來計算),根據(jù)文獻(xiàn),在模型計算過程中所涉及的模型系數(shù)如表1所示。表l模型參數(shù)模型參數(shù)數(shù)值模型參數(shù)數(shù)值&2.123xlO-6249.32.174xl(T*-0.24362.093xl(r61201.2&2.145xl(T40.51231.463-0.1224-0.174—一然后,利用本發(fā)明所構(gòu)造的公式G(;c,)J(x,.)計算出初始工況系數(shù){1,1,1,1,1,1}時的各個軋制周期內(nèi)的軋輥磨損量計算值及/;0;15隨后,計算出當(dāng)前工況系數(shù)下的目標(biāo)函數(shù)=么反0")-《"')]2=241.9852隨后,將計算結(jié)果代入powell優(yōu)化條件,判斷powell條件是否成立,如果成立,則取最優(yōu)工況影響系數(shù)值^=1。結(jié)束計算,如果不成立則調(diào)整X。,繼續(xù)尋優(yōu)。最后,根據(jù)20個典型軋制周期的實(shí)際軋輥磨損數(shù)據(jù)得到最優(yōu)工況影響系數(shù)值^={,,,%,,%,%}={0.234,0.126,0.267,0.387,0.056,—0.00786,—0.000432}。在得到上述工況系數(shù)之后,就可以利用該最優(yōu)工況系數(shù)值配合機(jī)理模型進(jìn)行軋輥磨損預(yù)報,為了說明模型精度,選擇兩個典型的軋制周期對磨損進(jìn)行預(yù)報,相關(guān)典型軋制周期內(nèi)所軋制的鋼巻情況分別如表2、表3所示表2工1作輥1的軋制周期軋制序號鋼種5#入口厚度(mm)5#出口厚度(mm)5#入口張力(MP)5#出口張力(MP)5#軋制壓力(KN)5#帶材出口速度(m/min)5#軋制公里數(shù)(km)1MRT隱4CA0.35830.243174.5571.236696.461123.090.002MRT-4CA0.35840.243175.6267.797068.381177.137.963MRT-4CA0.31620.214166.8768.607207.881126.2215.714MRT-4CA0.31410.212172.8171.337036.841148.9124.52MRT-4CA0.31410.212164.1069.547012.561094.3330.006MRT-4CA0.31410.212166.6170.676962.461183.8035.21MRT-4CA0.31450.212164.2267.136690.881116.0640.328MRT懇4CA0.29140.202161.9768.896398.001198.7145.639MRT-4CA0.29130.202158.2969.747122.561198.9854.8010MRT-4CA0.29150.202151.5866.976954.601233.9960.2511MRT-4CA0.29130.202156.1367.016797.201221.2065.9512MRT-4CA0.32750.222147.5468.806654.661257.3975.2013MRT-4CA0.32690.222150.7067.156672.461228.6080.5914MRT-4CA0.32750.222145.2368.536662.461274.2586.1015MRT-4CA0.32770.222142.5867.956712.341255.0691.4716MRT-4CA0.32730.222143.9168.706664.761222.0096.8117MRT-4CA0.32730.222139.3569.296823.881219.52102.0418MRT-4CA0.35750.243141.2566.746335.001256.11107.4919MRT-4CA0.35780.243135.8067.706549.321236.81112.4420MRT-4CA0.31600.214134.0667.016818.161262.42119.781621MRT-4CA0.31640.214123.5370.106913.201287.60131.3722MRT-4CA0.31700.214120.2068.106789.861271.66143.20表3工'作輥2的軋制周期乳制序號鋼種5#入口厚度(mm)5#出口厚度(mm)5#入口張力(MP)5#出口張力(MP)5#軋制壓力(KN)5#帶材出口速度(m/min)5#軋制公里數(shù)(km)1MR3T40.32650.233173.5266.287753.041028.370.002MR3T40.32580.233171.6569.487463.801005.197.893MR3T40.32580.233174.8967.996951.721011.2415.774MR3T40.32620.233169.9167.677414.361009.2423.66MR3T40-32670.233171.3168.727363.561004.2531.546MR3T40.32600.233171.6167.647316.561001.7539.477MR3T40.32690.233175.2367.417531.661003.3147.368MR3T40.32620.233173.4268.917366.20畫.2855.279SPHC0.33630.228177.5758.005855.821107.1872.3810SPHC0.33550.228176.5758.075995.441228.6581.3911SPHC0.33610.228175.3556.455937.341226.0190.4912SPHC0.33670.228175.2355.066192.481217.1399.5413SPHC0.33680.228177.9557.716189.601214.24108.5914SPHC0.33510.228174.9057.166182.861262.45117.5915SPHC0.33680.228174.8657.786388.801308.78126.56根據(jù)A以及對應(yīng)的機(jī)理模型J(x,)計算出相應(yīng)的1號工作輥與2號工作輥的磨損量。為了比較同時列出相關(guān)實(shí)際測量值以及誤差值,如表4。表4利用本發(fā)明所述方法得出的軋輥磨損預(yù)報值與測量值對比1號工作輥2號工作輥橫向點(diǎn)磨損實(shí)際測量值磨損模型預(yù)報值誤差磨損實(shí)際測量值磨損模型預(yù)報值誤差10.08970.0884.956250.04640.04411.8952120.08670.0828011.67960.04420.0449424.4966630.0770.079763.730490.04750.0457283.5849540.07720.0776031.778130.04730.0464590.52175250.0810.0759292.249190.04610.0471376.2602360.08580.0745621.408710.04710.0470641.09810.07250.0734068.386770.04460.0483411.2492180.07650.0724045.095710.04650.048875.35490.07150.0715218.705150.04540.0493520.029113100.06940.0707317.075270.04650.049791.91731110.07250.0700166.098640.04730.0501853.4265120.07050.0693636.171560.04760.050538L6簡130.06880.0687638.6550.04680.0508510.05395417140.06930.0682075.848410.04830.0511251.5771150.06740.067698.817530.04720.0513620.429708160.070.0672064.803380.04920.0515633.99202170.0670.06675110.5350.04680.051730.371791180.0670.0663222.9060.05040.0518651.01162190.06710.0659177.370620.04840.0519671.76348200.06810.06553210.25420.04720.052043.77091210.06740.0651665.219840.04950.0520843.31442220.06720.0648178.541970.0480.05213.54586230.06650.0644846.090140.04910.052093.03189240.0649rv八r<i,戶廠pi">"/"in廠r\A廠no廠廠1.13313250.06410.0638585.684710.04920.0519970.376862260.06630.0635648.383770.04790.0519164.12628270.06410.0632818.396360.04780.0518141.27734280.06490.0630095.276870.04910.0516912.91454290.06550.0627455.418030.0柳0.0515494.20568300.06470.0624917.962180.04760.051393.41419310.06420.0622454.731650.04890.0512143.04502320.06060.0620076.963990.04770.0510222.32175330.06440.0617762.656930.04950.0508154.07423340.06410.0615523.254820.0490.0505953.97458350.06310.0613354.268890.04830.0503622.79732360.06420.0611244.193730.04810.0501174.79189370.06090.0609186.315010.0柳0.0498620.029747380.06340.0607183.758290.04780.0495974.23012390.06340.0605232.541080.04810.0493224.5374400.06120.0603332.809220.04770.049041.41601410.06340.0601489.306140.04460.0487515.12901420.06380.0599686.964030.04530.0484556.00709430.06230.0597917.72550.04470.0481534.02729440.06250.0596196.991130.04390.0478474.61028450.06330.059456.824440.04450.0475376.0821460.06370.0692854.85290.04260.0472236.93063470.06440.0591244.89180.04230.0469078.19271480.06190.0589667.845330.04320.0465894.73992490.06270.0588116.367580.0435■0.046276.202500.06410.0586611.45230.03980.045958.48701510.06350.0585113.002480.04430.045637.85621520.06290.0583667.371530.04220.0453117.20879530.06330.0582235.616480.04260.0449938.02084540.06250.0580838.174680.04130.0446767.06781550.06440.0579457.413740.04130.04436210.0233560.06520.0578112.08730.03930.0440511.334618570.06370.0576778.00柳0.04050.0437429.45508580.06180.05754711.66350.03890.0434376.8824590.06270.01741911.27050.03710.0431368.42349600.06330.05729250.04080.042849.49065610.06330.0571683.272960.04120.0425499.6865620,06130.0570474.350780.04050.0422626.93884630.0670.0569270.6741940.04170.0411812.0351640.06320.0568085.584770.03950.04170610.1133650.06210.0566922.566520.04040.0414378.70838660.06060.0565786.118720.03880,0411746.63764670.06190.056465U,flfU10u■1上680.06270.0563549.914120.0370.04066810.1217690.0620.0562440.4296080.04060.0404269.28355700.060.0561362.787720.03910.040196.43952710.06330.056031.572370.04060.0419628.4851720.0630.0559250.6089720.03950.03974111.2302730.06190.0558222.402820.04050.0395279.81978740.05990.055722.671720.04040.0393216.97911750.0560.0556191.615260.03850.0391220.680644760.06240.055520.5959280.03870.0387311.0264770.05990.0554221.965420.0380.0387477.4767780.05820.0553251.235020.03810.03857194041790.0570.0552291.534310.0390.0384023.10677800.06020.0551350.9326420.03860.038248.41395810.05910.0550422.106110.03730.0380866.86695820.05650.054951.459160.03850.0379382.74406830.05740.0548596.472620.03550.0377984.42736840.05840.0547692.42470.03860.0376646.21768850.05660.054682.002380.03680.0375373.39202860.05560.0545920.7533580.03770.037416L81224870.05140.0545065.80520.03960.0373016.0422880.05090.054420.0213330.03720.0371926.91547890.05230.0543354.164190.03870.0370893.89145900.05660.0542515.153850.0390.036994.14942910.05290.0541691.871440.03760.0368962.39802920.05170.0540872.108770.03760.0368074.61622930.05480.0540065.599230.03890.0367221.44981940.05420.0539254.082970.03820.036640.506847950.05120.0538460.7214190.03630.0365625.16782960.05030.0537674.735920.03830.0364866.89342970.05110.053692.379040.03730.0364135.06784980.05180.0536138.230340.03960.0363413.49951990.05190.0535374.300530.03790.036273.15337<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>權(quán)利要求1.一種冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報方法,其特征是該方法包括以下步驟(a)在考慮到機(jī)理與實(shí)際工況綜合影響的條件下構(gòu)造工作輥磨損模型;(b)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)回歸整理的結(jié)果,構(gòu)造出工作輥磨損量中的工況影響方程;(c)構(gòu)造工作輥磨損量中機(jī)理影響方程;(d)解析計算工作輥磨損中的機(jī)理影響部分;(e)測量與收集實(shí)際工作輥磨損數(shù)據(jù)選擇N個典型的軋輥周期作為軋輥磨損模型建模的背景工況,實(shí)際測量出各個軋輥周期內(nèi)的軋輥實(shí)際磨損數(shù)據(jù)(xi)(j=1,2,…,N);(f)利用實(shí)際磨損的測量數(shù)據(jù)與工作輥磨損量中機(jī)理影響計算結(jié)果,求解工況影響系數(shù)ak;(g)建立基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報模型;(h)特定軋制周期內(nèi)工作輥磨損的預(yù)報利用步驟(g)所建立的相關(guān)模型,將特定工作輥換輥周期內(nèi)的各個鋼卷帶材軋制時的軋制參數(shù)如帶材軋制過程中單位寬度軋制壓力橫向分布值、軋制長度、軋制前滑系數(shù)等參數(shù)代入模型,以確定軋制周期內(nèi)的工作輥磨損曲線,完成工作輥磨損的預(yù)報。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報方法,其特征是步驟(a)中所述考慮到機(jī)理與實(shí)際工況綜合影響構(gòu)造工作輥磨損模型可以采用以下結(jié)構(gòu)R(x,"G(XiW(x,)式中,R(x,)為工作輥磨損量;G(x,)為工作輥磨損量中的工況影響方程,用于修正機(jī)理模型;J(x,)為工作輥磨損量中的機(jī)理影響方程;x,為工作輥上橫向第z'點(diǎn)的坐標(biāo),原點(diǎn)在工作輥中部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報方法,其特征是步驟(b)中所述根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)回歸整理結(jié)果,構(gòu)造出工作輥磨損量中的工況影響方程可以采用以下結(jié)構(gòu)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中,^為工況影響系數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報方法,其特征是步驟(C)中所述工作輥磨損量中機(jī)理影響方程可以采用以下結(jié)構(gòu)構(gòu)造<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中,n為工作輥換輥周期內(nèi)總的軋制巻數(shù);L(x,)為在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與帶材之間的滑動磨損量;L(x,)為在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與帶材之間的滾動磨損量;L")為在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支撐輥之間的滑動磨損量;L(;c,)為在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支撐輥之間的滾動磨損量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報方法,其特征是步驟(d)中所述解析計算工作輥磨損中的機(jī)理影響部分實(shí)際上包括工作輥與帶材之間的滑動磨損量L(x,)、工作輥與帶材之間的滾動磨損量L(x,.)、工作輥與支撐輥之間的滑動磨損量L(x,)以及工作輥與支撐輥之間的滾動磨損量J^(x,)的計算,其計算步驟如下dl)軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與軋件之間的相對滑動引起的工作輥磨損量LOc,)的計算,由以下模型得出-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中A—工作輥與軋件接觸的滑動磨損系數(shù),A(^—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中單位寬度軋制壓力橫向分布,;一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材的軋制長度,A—工作輥直徑,/;一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中軋制前滑系數(shù),L一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥輥面與軋件間每次接觸的相對滑動距離,C,一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中橫向流動影響系數(shù),Bm—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中軋件寬度;d2)軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與軋件之間相互滾動接觸引起的工作輥磨損量L(x,)的計算,由以下模型得出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中^—工作輥與帶材接觸的滾動磨損系數(shù),/、一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中考慮壓扁后的變形區(qū)接觸弧長;d3)在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支撐輥之間相互滑動接觸引起的工作輥磨損量k(x,)的計算,由以下模型得出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>式中工作輥與軋件接觸的滑動磨損系數(shù),aOO—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支撐輥之間的單位寬度軋制壓力橫向分布,t")、足00—在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥、支承輥的負(fù)載半徑分布值,w^、^^一在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支承輥轉(zhuǎn)動的圓周速度,《、i2—工作輥與支承輥的公稱半徑,在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支承輥間的接觸壓扁寬度;d4)在軋輥換輥周期內(nèi)第m巻帶材軋制過程中工作輥與支承輥之間相互滾動接觸引起的工作輥磨損量J4m(x,)的計算,由以下模型得出W4m(x,)=A:4.a")-式中工作輥與支承輥接觸的滾動磨損系數(shù);d5)工作輥磨損量中機(jī)理部分總的影響計算,綜合dl)、d2)、d3)、d4)得出工作輥磨損量中機(jī)理部分總的影響為4,,""+C""''lo.5B卜/,,,,)."y....."(0.5B6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報方法,其特征是步驟(f)利用實(shí)際磨損的測量數(shù)據(jù)與工作輥磨損量中機(jī)理影響計算結(jié)果,求解工況影響系數(shù)^的基本步驟如下fl)構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)考慮到工作輥磨損預(yù)報模型的預(yù)報值應(yīng)該最大程度的與現(xiàn)場的實(shí)際測量值相吻合,從而構(gòu)造出工況影響目標(biāo)函數(shù)F(X)(F(X)越小,表示相關(guān)軋輥磨損模型越精確),如下式所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>&(x,)—工作輥磨損預(yù)報模型的預(yù)報值;G)給定工況影響系數(shù)的初始值X。={a。。,fl1Q,a2。,a3。,"4。,,a6。};f3)計算出N個典型軋輥周期中每個軋輥周期工作輥磨損量中機(jī)理影響因素J」(x,),基本表達(dá)式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中一第j個典型的軋輥周期軋輥所軋制的總的鋼巻數(shù)(其它各個參數(shù)的下標(biāo)與此意義相同);f4)計算出當(dāng)前狀態(tài)下典型軋輥周期中工作輥磨損量的理論計算值,如下式所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>f5)計算出目標(biāo)函數(shù)F(X。)的數(shù)值;+26—傷)判斷powell條件是否成立,如果成立,則取最優(yōu)工況影響系數(shù)值A(chǔ)=1。結(jié)束計算,轉(zhuǎn)入步驟f7);如果不成立則調(diào)整X。,轉(zhuǎn)入步驟f3),繼續(xù)尋優(yōu);f7)輸出最優(yōu)工況影響系數(shù)值^={7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報方法,其特征是步驟(7)中所述機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報模型如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>全文摘要本發(fā)明公開一種適合于四輥冷連軋機(jī)基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報技術(shù),其特征是a.構(gòu)造工作輥磨損模型;b.構(gòu)造工作輥磨損工況影響方程;c.構(gòu)造工作輥磨損量中機(jī)理影響方程;d.解析計算工作輥磨損中的機(jī)理影響部分;e.測量與收集實(shí)際工作輥磨損數(shù)據(jù);f.求解工況影響系數(shù)α<sub>k</sub>;g.建立基于機(jī)理與工況相結(jié)合的工作輥磨損預(yù)報模型;h.特定軋制周期內(nèi)工作輥磨損的預(yù)報。采用本發(fā)明所提供的工作輥磨損預(yù)報技術(shù),充分考慮到冷連軋過程中的設(shè)備與工況特點(diǎn),將磨損機(jī)理與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際磨損數(shù)據(jù)的測量結(jié)果有機(jī)結(jié)合,適用于工作輥的對稱磨損而且適用于不對稱磨損,大大提高了現(xiàn)場工作輥磨損的預(yù)報精度,為輥型設(shè)計、板形控制奠定基礎(chǔ)。文檔編號B21B38/00GK101507978SQ20091007399公開日2009年8月19日申請日期2009年3月20日優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日發(fā)明者周蓮蓮,白振華申請人:燕山大學(xué)