[发明专利]棒线材孔型低温控轧电机功率负荷分配设计方法

权利要求书

1.一种棒线材孔型低温控轧电机功率负荷分配设计方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)设计产线产品大纲定位：首先明确产线所涉钢种以及轧制的最低温度要求，完成不同规格孔型参数设计，选择变形抗力最大的钢种进行后续计算：其轧制温度要求750-800℃、碳当量C_eq≥0.54％、轧制速度：棒材15-20m/s，线材110-150m/s；

(2)测定钢种的变形抗力：在Gleeble3000热模拟试验机上采用单道次压缩测定，试样尺寸为Φ6mm×15mm，共计15个；奥氏体化温度1250℃，保温5min，变形温度分别1073K、1173K、1223K、1273K、1323K；应变速率分别取0.1s^-1、1s^-1、10s^-1，工程应变50％，压缩完成后水冷，作出应变—应力曲线；

(3)采用DEFORM有限元软件模拟实际孔型下的每道次的轧制过程：

将热模拟所得材料应变—应力曲线输入到新建材料库DEFORM中；

利用Pro/Engineer WildFire建立轧件、轧辊三维几何模型，生成stl文件；

利用DEFORM导入三维几何模型，建立轧制几何模型，进行网格划分；

利用轧制程序表轧制参数作为轧制模型轧辊、轧件运动的初始条件；

通过现场实测温度与模拟计算的温度场对比校正，确定轧件与轧辊之间的表面换热系数，以温度计算模型的准确性确保轧制模型的准确性；

(4)采用DEFORM模拟计算出每道次咬入、轧制和抛钢过程的轧制力：

轧辊视为刚性体，轧件视为塑性体，根据刚塑性有限元计算，精确确定各道次轧件咬入、轧制和抛钢过程的轧制力；

根据轧制力—时间变化曲线，取轧制力最大值点作为轧机额定功率计算。

(5)根据轧制力计算轧制力矩M_Z，驱动一个轧辊的力矩M_K为轧制力矩M_Z与轧辊轴承处摩擦力矩M_f1之和；

M_K＝M_Z+M_f1＝P(a+ρ₁)

P=PmS=Pmb0+b12l]]>

P—轧制力，kN；a—轧制力力臂，即合力作用线距两个轧辊中心连线的垂直距离，mm，ρ₁—轧辊轴承处摩擦圆半径mm；P_m—平均单位压力，MPa；b₀、b₁—轧制前、后轧件宽度，mm；l—接触弧长度水平投影长度，mm；D—轧辊直径，mm；β—合力作用点角度，°；d—轧辊轴颈直径，mm；μ—轧辊轴承摩擦系数，滚动轴承μ＝0.004；

(6)根据轧制力矩计算出轧机的功率N_D：再根据过载条件设计电机额定功率；

ND=Merω=πMerner30]]>

Mer=MmaxK]]>

M_er—额定静力矩，k·Nm；M_max—静负荷图上最大力矩，k·Nm；n_er—电动机额定转速，r/min；K—电动机过载系数，不可逆电动机K＝1.5～2.0。