[发明专利]一种可降低轴向力的工作辊辊型设计方法

说明书

本发明公开了一种可降低轴向力的工作辊辊型设计方法，包括：构造工作辊辊型曲线方程，方程中的a₁、a₂、a₃及s₀均分别为工作辊辊型系数；获取工作辊结构参数及轧制参数；预设定轧辊轮廓角α；由工作辊结构参数及轧制参数计算辊型系数s₀、a₁及a₃；以减小工作辊轴向力为目标计算辊型系数a₂；辊型曲线由a₁、a₂、a₃及s₀这几个工作辊辊型系数确定。本发明的有益效果为：本发明所述设计方法通过构造工作辊辊型曲线方程，基于工作辊结构参数及轧制参数，并以减小工作辊轴向力为目标获得辊型系数，根据该辊型系数设计得到的工作辊辊型能够在轧制宽度较大的轧件时有效减小工作辊轴向力，从而显著提高工作辊轴承寿命。

技术领域

本发明属于轧制技术领域，具体涉及一种可降低轴向力的工作辊辊型设计方法。

背景技术

工作辊辊型是轧件板形控制的最直接因素。目前应用较多的工作辊辊型是变凸度辊型，如图1所示，其主要特点是将上工作辊1及下工作辊2磨削成相同的S型，并且反向对称布置，上下工作辊进行等量反向地轴向移动(即工作辊窜辊)，对工作辊的有效凸度进行无极连续调节，实现空载辊缝形状调节，即对轧件3的板形进行最直接的控制。

然而，在轧制宽度较大的轧件(如中厚板、有色金属带材等)时变凸度工作辊存在轴向力过大导致工作辊轴承使用寿命偏低的问题。如图2所示，工作辊与轧件间的单位作用力N在工作辊轴向上存在分力，该分力在轧件宽度上的累积求和即为轴向力F，显然当轧制条件相同时，该轴向力主要与轧件宽度有关，轧件宽度越大，轴向力越大。因此，设计一种轴向力较小的工作辊显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可降低轴向力的工作辊辊型设计方法，解决变凸度工作辊在轧制宽度较大的轧件时轴向力过大，导致工作辊轴承使用寿命偏低的问题。

本发明采用的技术方案为：一种可降低轴向力的工作辊辊型设计方法，包括以下步骤：

步骤一、构造工作辊辊型曲线方程，所述工作辊辊型曲线方程以工作辊轴向半径分布表示，其中上工作辊的辊型曲线方程为：

下工作辊的辊型曲线方程为：

上式中，a₁、a₂、a₃及s₀均分别为工作辊辊型系数，无单位；α为轧辊轮廓角，单位为°；s为窜辊量，单位为mm；x为工作辊轴向横坐标，单位为mm；y_u1(x)、y_b1(x)分别为上下工作辊在轴向横坐标x处的半径，单位为mm；

步骤二、获取工作辊结构参数及轧制参数，所述工作辊结构参数包括名义直径D、辊身长度L及窜辊最大行程S_m，所述轧制参数包括窜辊量s、辊缝二次凸度范围[C₁,C₂]及轧件宽度范围[B_min,B_max]，以上各参数的单位均为mm；

步骤三、预设定轧辊轮廓角α；

步骤四、由工作辊结构参数及轧制参数计算辊型系数s₀、a₁及a₃；

步骤五、以减小工作辊轴向力为目标计算辊型系数a₂，辊型曲线由a₁、a₂、a₃及s₀确定。