[发明专利]一种预报工作辊边部压靠现象的二十辊轧机辊系弹性变形轧辊单元划分方法

说明书

本发明提供一种预报工作辊边部压靠现象的二十辊轧机辊系弹性变形轧辊单元划分方法，属于轧制技术领域，包括以下步骤：将轧辊离散化，划分辊系弹性变形单元；求解广义工作辊辊缝，判断工作辊边部是否发生压靠现象。为了避免传统轧辊单元划分方法的复杂性和接触元双坐标方法的划分不全面的缺点，本发明将两种划分方法结合，其中SP层、SB层区域采用传统单元划分方法，DK和CK层、PK和PJ层接触区域采用接触元双坐标法。本发明通过提供一种预报工作辊边部压靠现象的二十辊轧机辊系弹性变形轧辊单元划分方法，可以求得广义工作辊辊缝，预报二十辊轧机工作辊边部是否发生压靠现象。

技术领域：

本发明涉及一种预报工作辊边部压靠现象的二十辊轧机辊系弹性变形轧辊单元划分方法，属于轧制技术领域。

背景技术：

在二十辊轧机轧制薄带和极薄带的过程中，容易发生工作辊压靠的现象，辊端压靠是指轧制过程中上下工作辊在轧件宽度以外发生相互接触压扁的现象。当工作辊发生压靠现象时，带材的实际延伸率与板形达不到目标值，造成带材性能与板形的缺陷，从而影响产品质量。

工程常用的求解辊系弹性变形的方法为影响函数法，将轧辊离散化是采用影响函数法计算的重要步骤，常用的轧辊离散单元划分方法有传统坐标划分方法和接触元双坐标法。对于二十辊轧机，由于第一中间辊可以轴向窜动，因此，采用传统辊系单元划分方法时，需要考虑的情况比较多，分为15种情况，如图1-图15所示。当采用接触元双坐标法时，第一中间辊窜辊量对单元划分没有影响，可以忽略掉轧辊之间不接触的部分，但是工作辊边部的单元也有可能会被忽略掉，如图16所示，接触元双坐标法有可能计算不到工作辊边部的单元。

发明内容：

根据上述提出的技术问题，而提供一种预报工作辊边部压靠现象的二十辊轧机辊系弹性变形轧辊单元划分方法，本发明主要将传统的辊系单元划分方法和接触元双坐标法结合，利用影响函数法，建立二十辊轧机辊系弹性变形模型，求得广义工作辊辊缝，预报二十辊轧机工作辊边部是否发生压靠现象。

本发明采用的技术手段如下：一种预报工作辊边部压靠现象的二十辊轧机辊系弹性变形轧辊单元划分方法，包括如下步骤：

将传统辊系单元划分方法和接触元双坐标法结合，构建不同辊接触单元的坐标；

结合辊系变形位移协调方程、轧辊的力和力矩平衡方程求解辊间载荷并得出广义工作辊辊缝；

基于边部辊缝与预设值的关系，判断工作辊边部是否发生压靠现象。

进一步地，构建不同辊接触单元的坐标具体包括如下步骤：

按照各层轧辊之间的接触关系，分为DK和CK层、PK和PJ层、SP层、SB层区域，其中SP层、SB层区域采用传统单元划分方法，DK和CK层、PK和PJ层接触区域采用接触元双坐标法，对于所有的接触单元，每一个接触单元都有两个坐标：

C_XY(i)＝a₁+(i-0.5)W_XY

C_YX(i)＝a₂+(i-0.5)W_XY

式中，C_XY(i)表示以X辊左端为原点，XY两辊接触单元的坐标，C_YX(i)表示以Y辊左端为端点，XY两辊接触单元的坐标，W_XY表示XY两辊接触单元的宽度，a₁、a₂代表XY两辊辊身长度差的一半；

受第一中间辊P窜辊影响，工作辊S和第一中间辊P的接触单元宽度、工作辊S和轧件的接触单元宽度不尽相同，此处用W_XY(i)、W_YX(i)表示，因此轧辊单元坐标的表示方法也不同，如下：