[发明专利]大型筒形件立式双驱轧制中双主辊转速的匹配方法

权利要求书

1.一种大型筒形件立式双驱轧制中双主辊转速的匹配方法，其特征在于，具体过程是：

步骤一，确定筒形件转动速度变化阶段及各阶段结束时的筒形件外径尺寸；

所述筒形件轧制过程中筒形件转动速度称为筒转速；所述筒转速随着该筒形件的外径实时变化；

确定的筒转速变化分增速阶段、恒速阶段、减速阶段与整圆阶段；

所述筒转速增速阶段结束时刻筒形件外径D₁为：

D₁＝D₀+K₁×(D_f-D₀) (2)

式(2)中D₀表示筒形坯料外径，D₁表示筒转速增速阶段结束时的筒形件外径，D_f表示最终成形的筒形件外径，K₁是所述筒转速增速阶段在筒形件轧制全过程中的占比；

所述筒转速恒速阶段结束时刻筒形件的外径为：

D₂＝D₁+K₂×(D_f-D₀) (4)

式(4)中，D₂表示筒转速恒速阶段结束时的筒形件外径；K₂是所述筒转速恒速阶段在筒形件轧制全过程中的占比；

所述筒转速减速阶段结束时刻筒形件外径为：

D₃＝D₂+K₃×(D_f-D₀) (6)

式(6)中，D₃表示筒转速减速阶段结束时的筒形件外径；K₃是所述筒转速减速阶段在筒形件轧制全过程中的占比；

所述整圆阶段结束时刻达到目标筒形件尺寸，得到最终成形筒形件外径D_f；

步骤二，建立筒形件轧制全过程筒的筒转速方程；

所述筒形件轧制全过程的筒转速方程，是指筒形件轧制过程从开始到结束，是筒形件实时外径D从筒形坯料外径D₀到最终成形筒形件外径D_f的整个过程中，筒转速ω随筒形件实时外径D的函数关系；

根据步骤一确定的筒形件转动速度变化阶段及各阶段结束时的筒形件外径尺寸，建立筒形件轧制全过程的筒转速方程：

ω＝ω₁+ω₂+ω₃+ω₄，(D₀≤D≤D_f) (18)

其中：

ω₁＝a₁D³+b₁D²+c₁D+d₁，(D₀≤D＜D₁)

ω₂＝ω_max，(D₁≤D＜D₂)

ω₃＝a₂D³+b₂D²+c₂D+d₂，(D₂≤D＜D₃)

ω₄＝ω_min，(D₃≤D≤D_f)；

式(18)中：

ω₁为筒转速增速阶段的筒转速方程，该筒转速增速阶段的筒转速方程为三次多项式函数，式中a₁、b₁、c₁、d₁分别为三次多项式函数的四个系数；

ω₂为筒转速恒速阶段的筒转速方程，保持恒速ω_max，该阶段为主轧制阶段，筒形件的角加速度为零，有利于提高筒形件轧制过程的稳定性；

ω₃为筒转速减速阶段筒转速方程，该筒转速减速阶段的筒转速方程为三次多项式函数，式中a₂、b₂、c₂、d₂分别为三次多项式函数的四个系数；

ω₄为筒转速整圆阶段筒转速方程，保持恒转速ω_min；

步骤三，确定筒转速驱动下的上主辊的转速Ω₂和下主辊的转速Ω₁；

假设在筒形件立式双驱轧制过程中，所述上主辊和下主辊与筒形件内外表面之间不产生打滑，则由该上主辊和下主辊与筒形件内外表面接触处的线速度相等得到：

ωD＝2ω₁R₁ (20)

ωd＝2ω₂R₂ (21)

由(20)、(21)式可知，

式(20)、(21)、(22)、(23)中，ω₁为下主辊转速，ω₂为上主辊转速，D为筒形件实时外径，d筒形件实时内径，R₁为下主辊半径，R₂为上主辊半径，ω表示筒形件轧制全过程的筒转速；

至此，通过预先设计的筒转速反向求解确定了上主辊转速和下主辊转速的变化曲线，完成了大型筒形件立式双驱轧制过程中双主辊转速的匹配。