[发明专利]一种确定异形环辗轧中抱辊瞬时位置的方法

权利要求书

1.一种确定异形环辗轧中抱辊瞬时位置的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，建立异形环轧系统的基准坐标系：

通过建立异形环轧系统的基准坐标系以确定所述环轧系统各部件之间的相对位置关系；

所述的基准坐标系以主辊轴向对称面与该主辊轴线的交点作为坐标原点O，以该主辊的轴线作为三维基准坐标系的z轴；从所述原点O出发，指向环坯基准点的方向为三维基准坐标系的x轴；与xOz面垂直的方向为y轴；

以主辊或抱辊或环坯轴向对称面与该主辊或抱辊或环坯轴线的相交点作为所述主辊或抱辊或环坯基准点；

环件辗轧过程中两个抱辊的位置关于xOz面对称，两个抱辊基准点的x坐标相同，y坐标相反；

主辊的基准点、抱辊的基准点与环坯的基准点在环件辗轧过程中均位于xOy平面上；主辊的基准点与三维基准坐标系的原点O重合，所述抱辊基准点的z坐标为0，环坯基准点的z坐标和y坐标均为0；

步骤二，确定环坯基准点的瞬时坐标和环坯基准点与y轴正向一侧抱辊基准点之间的距离：

通过确定环轧过程中主辊与环坯在轴向上最早接触处的半径R₁以及在该R₁时环坯的瞬时半径R_t1、处于y轴正向一侧的抱辊与环坯在轴向上最早接触处的半径R₃，以及在该R₃时环坯的瞬时半径R_t2，得到环坯基准点的瞬时坐标R_c(R₁+R_t1,0)以及环坯基准点与y轴正向一侧抱辊基准点之间的距离(R₃+R_t2)；

步骤三，确定抱辊的瞬时位置：

通过公式(5)和公式(9)确定抱辊的瞬时位置：

通过公式(5)得到y轴正向一侧抱辊基准点瞬时坐标：

其中：x_h、y_h分别为y轴正向一侧固定铰点H在基准坐标系中的坐标值；

e是关于R_t1和R_t2的函数

f是关于R_t1的函数

L是y轴正向一侧抱辊基准点G和y轴正向一侧固定铰点H之间的长度

其中：x_l0、y_l0分别为y轴正向一侧抱辊基准点在基准坐标系中的初始坐标值；

根据得到的y轴正向一侧抱辊基准点瞬时坐标，确定所述y轴正向一侧抱辊的瞬时位置；

通过公式(9)确定y轴负向一侧抱辊基准点的瞬时坐标：

其中：x_r、y_r分别为y轴负向一侧抱辊基准点在基准坐标系中的瞬时坐标值；

根据得到的y轴负向一侧抱辊基准点的瞬时坐标，进而得到所述y轴负向一侧抱辊的瞬时位置。

2.如权利要求1所述确定异形环辗轧中抱辊瞬时位置的方法，其特征在于，在步骤1中建立的异形环轧系统的基准坐标系中，y轴正向一侧抱辊基准点的初始坐标为G₀(x_l0,y_l0)，y轴正向一侧固定铰点H的坐标为H(x_h,y_h)；设y轴正向一侧抱辊基准点瞬时坐标为G(x_l,y_l)，y轴正向一侧抱辊基准点G和y轴正向一侧固定铰点H之间的长度为L，环坯基准点为R_c。

3.如权利要求2所述确定异形环辗轧中抱辊瞬时位置的方法，其特征在于，所述y轴正向一侧连杆的一端分别与所述的两个抱辊上端面中心铰接，另一端与所述y轴正向一侧固定铰点H连接；所述y轴正向一侧连杆与所述三维基准坐标系的x轴之间形成夹角；环件辗轧中，当环坯的外径变化时，所述y轴正向一侧连杆绕该固定铰点H转动，使该连杆与所述三维基准坐标系的x轴之间的夹角变化。