[发明专利]轧辊辊型的磨削控制方法

权利要求书

1.一种轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：包括如下步骤：

步骤1：通过在线计算机模型读入下机时刻的轧辊的温度场及物性参数；

步骤2：根据离线轧辊的冷却边界条件，计算温度场的动态变化；

步骤3：确定轧辊磨削辊型的温度补偿量；

步骤3.1：计算轧辊热膨胀量，轧辊辊身表面任一点z处的热膨胀量为：

其中，ν为泊松比，β为热膨胀系数，R为轧辊半径，T₀为初始温度，T为温度，r为轧辊径向坐标，z为轧辊轴向坐标；

步骤3.2：计算轧辊相对膨胀量，轧辊辊身表面任一点z处的相对膨胀量为：

△u_t(z)＝u_t(z)-u_t(e) (8)

其中，u_t(e)为轧辊边部代表点e处的热膨胀量；

步骤3.3：拟合相对膨胀量，计算轧辊辊身表面任一点z处的辊型磨削补偿量：

△u_t(z)＝a₀+a₂z²+a₄z⁴ (9)

其中，a₀、a₂和a₄为拟合系数；

步骤4：确定轧辊的磨削辊型，设定目标初始辊型为u₀(z)，计算带温磨削时的温度补偿量，计算修正后的磨削辊型：

u(z)＝u₀(z)+△u_t(z) (10)；

步骤5：在数控轧辊磨床中设定轧辊磨削的辊型参数，并对轧辊进行磨削。

2.根据权利要求1所述的轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：在所述的步骤1中，轧辊的物性参数包括密度、比热和热传导率。

3.根据权利要求1所述的轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：在所述的步骤2中，温度场的动态变化的计算公式如下：

其中，T为温度，t为时间，ρ为轧辊材料的密度，c为轧辊材料的比热，λ为轧辊材料的热传导率，r和z分别为轧辊径向和轴向坐标。

4.根据权利要求1所述的轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：在所述的步骤2中，轧辊冷却过程包括强制冷却前的空冷、强制喷水冷却和强制冷却之后的空冷。

5.根据权利要求1或4所述的轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：所述的轧辊冷却过程中的冷却边界条件包括左右对称边界、上下对称边界、辊身和辊径的表面边界、轧辊与轴承接触部位边界及轧辊端部边界。

6.根据权利要求5所述的轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：所述的轧辊左右对称边界的计算公式如下：

其中，T为温度，λ为轧辊材料的热传导率，z为轧辊轴向坐标。

7.根据权利要求5所述的轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：所述的轧辊上下对称边界的计算公式如下：

其中，T为温度，λ为轧辊材料的热传导率，r为轧辊径向坐标。

8.根据权利要求5所述的轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：所述的辊身、辊径的表面边界的计算公式如下：

其中，T为温度，λ为轧辊材料的热传导率，r为轧辊径向坐标，α_A为轧辊与空气间的换热系数，T_A为空气温度。

9.根据权利要求5所述的轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：所述的轧辊与轴承接触部位边界的计算公式如下：

其中，T为温度，λ为轧辊材料的热传导率，r为轧辊径向坐标，α_B为轧辊与轴承间的换热系数，T_B为轴承温度。

10.根据权利要求5所述的轧辊辊型的磨削控制方法，其特征是：所述的轧辊端部边界的计算公式如下：

其中，T为温度，λ为轧辊材料的热传导率，z为轧辊轴向坐标，α_A为轧辊与空气间的换热系数，T_A为空气温度。