[发明专利]一种确保轧制过程具有较大壁厚差的大型环件稳定轧制的方法

权利要求书

1.一种确保轧制过程具有较大壁厚差的大型环件稳定轧制的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)制造大型环件的环坯；其中，所述环坯初始外径为D₀，环坯初始内径为d₀，环坯初始壁厚为H₀；D₀＞d₀＞0，H₀＞0，D₀-d₀＝2H₀；

2)将所述环坯送入卧式碾环机进行轧制，得到的环件的最终外径为D，最终壁厚为H，D＞0，H＞0；轧制过程包括以下步骤：

2-1)建立环件长大速度和芯棍进给速度关系式：

其中：S_ij为芯辊进给量，

ν_Di为第i个环件长大速度；

T_j为轧制加工时间点，j为轧制加工时间点序号，j＝1、2……m；

ν_ij为第i个环件长大速度下不同时间j秒芯棍进给速度，i为序号，i＝1、2……n；

2-2)设定n个恒定且不等的环件长大速度ν_Di值，分别为ν_D1、ν_D2……ν_Dn；

所述ν_D1、ν_D2……ν_Dn均对应m个轧制加工时间点；

2-3)将所述ν_D1带入公式(1)，计算出环件长大速度为ν_D1时的总加工时间Q₁，则此时j＝1、2……Q₁，则具有以T_j为自变量、ν_1j为因变量的若干组对应值，将这若干组对应值拟合，得到以时间t为自变量、芯辊进给速度ν_1j为因变量的二次函数，则芯辊进给曲线ν_1j＝a₁t²+b₁t+c₁；

将所述ν_D2带入公式(1)，计算出环件长大速度为v_D2时的总加工时间Q₂，则此时j＝1、2……Q₂，则具有以T_j为自变量、v_2j为因变量的若干组对应值，将这若干组对应值拟合，得到以时间t为自变量、芯辊进给速度ν_2j为因变量的二次函数，则芯辊进给曲线ν_2j＝a₂t²+b₂t+c₂；

……

将所述ν_Dn带入公式(1)，计算出环件长大速度为ν_Dn时的总加工时间Q_n，则此时j＝1、2……Q_n，则具有以T_j为自变量、ν_nj为因变量的若干组对应值，将这若干组对应值拟合，得到以时间t为自变量、芯辊进给速度v_nj为因变量的二次函数，则芯辊进给曲线v_nj＝a_nt²+b_nt+c_n；

2-4)用拟合的芯辊进给曲线ν_1j＝a₁t²+b₁t+c₁带入公式(1)：

由于j＝1、2……Q₁，则i＝1时，具有以t为自变量、ν’_D1为因变量的Q₁个对应值；

用拟合的芯辊进给曲线v_2j＝a₂t²+b₂t+c₂带入公式(1)：

由于j＝1、2……Q₂，则i＝2时，具有以t为自变量、ν’_D2为因变量的Q₂个对应值；

……

用拟合的芯辊进给曲线ν_nj＝a_nt²+b_nt+c_n带入公式(1)：

由于j＝1、2……Q_n，则i＝n时，具有以t为自变量、ν’_Dn为因变量的Q_n个对应值；

2-5)i＝1时，分别求出t＝1、2……Q₁对应的Q₁个ν’_D1的值，分别计算出这Q₁个ν’_D1的值与ν_D1的方差值e_1j，记为若均小于0.1，则将曲线ν_1j＝a₁t²+b₁t+c₁标记为待选曲线；

i＝2时，分别求出t＝1、2……Q₂对应的Q₂个ν’_D2的值，分别计算出这Q₂个v’_D2的值与ν_D2的方差值e_2j，记为若均小于0.1，则将曲线ν_2j＝a₂t²+b₂t+c₂标记为待选曲线；

……

i＝n时，分别求出t＝1、2……Q_n对应的Q_n个ν’_Dn的值，分别计算出这Q_n个ν’_Dn的值与ν_Dn的方差值e_nj，记为若均小于0.1，则将曲线ν_nj＝a_nt²+b_nt+c_n标记为待选曲线；

2-6)若待选曲线为一条，则标记这条曲线为最优曲线；

若待选曲线为0条，则重复步骤2-2)至2-6)，直到待选曲线的条数大于0；

若待选曲线为若干条，则选择环件长大速度ν_Di最大的一条待选曲线为最优曲线；最优曲线记为ν_fj＝a_ft²+b_ft+c_f，f为自然数，1≤f≤n，则此时i＝f，最优曲线对应的恒定环件长大速度为ν_Df；

2-7)建立大型环件长大速度和芯辊进给速度之间的模拟关系式

其中：

ν_Df为最优环件长大速度；

ν_j为最优环件长大速度对应的不同秒数下芯辊进给速度；

ΔH_j为不同秒数下环件壁厚差；

T_j即步骤2-1)所述的轧制加工时间点，j为轧制加工时间点序号，最优环件长大速度ν_Df的总加工时间为Q_f，则此时j＝1、2……Q_f；

根据公式(2)，得出自变量为t、因变量为ΔH_j的Q_f组对应值；

2-8)将Q_f组t与ΔH_j的对应值进行拟合，得到以自变量为t、因变量为ΔH_j的二次函数ΔH(t)：

2-9)将ΔH(t)代入式(2)，得到轧制过程具有较大壁厚差的大型环件的长大速度和芯辊进给速度之间的关系式：

2-10)在最优曲线对应的恒定环件长大速度为ν_Df下，将的值分别带入公式(3)中，得出Q_f个芯辊进给速度值：

2-11)将进行拟合，得到轧制过程具有较大壁厚差的大型环件的芯辊进给曲线中ν(t)，其中t为自变量，ν为因变量；

2-12)根据得到的芯辊进给速度曲线ν(t)对芯辊进给速度进行控制，确保轧制过程的稳定性。