[发明专利]VC轧辊套筒内辊型曲线设计方法

说明书

技术领域

本发明属于VC轧机生产工艺技术领域，特别涉及一种适合于VC轧辊以塌陷位移抑制为目标的VC轧辊套筒内辊型曲线设计方法。

背景技术

如附图1所示，VC轧辊由旋转接头1、芯轴2、套筒3、油腔4以及孔道5等五个部分组成。在轧制过程中，通过控制VC轧辊油腔内部液压油的压力可以调整套筒的外廓形状。当油压连续变化时，就会得到连续的辊面凸度变化。选择不同的油压，就可获得不同的辊凸度，以补偿轧辊的挠度，实现板形控制。与此同时，正是由于油腔4的存在，所以在轧制过程中，当受到辊间压力作用时，套筒除了产生一个整体挠度之外（类普通实心轧辊），还将在受力区域产生一个塌陷位移6（如附图1中的虚线部分所示）。塌陷位移6与VC辊油压凸度相叠加，使得VC辊实际辊型按照轧制压力的大小分别如附图2、附图3、附图4、附图5所示形状分布。当实际辊型达到附图4、附图5所示状态时，将会给轧机出口带材带来较为严重的双边浪板形缺陷。以往VC辊轧机主要是用于小轧制压力的铝带、铜带等有色金属的轧制，塌陷位移对板形控制的影响几乎可以忽略。近年来，随着板带工业的快速发展，VC辊轧机因其板形控制手段灵活且响应速度快，已经逐步从小轧制压力的有色金属轧制向轧制压力相对较大的黑色金属轧制发展，塌陷位移对板形控制的影响已经不可忽视，并成为VC辊轧机进一步推广应用的“瓶颈”。这样，如何在不影响VC辊轧机板形控制能力的前提下解决塌陷位移的负面影响问题就成为现场攻关的重点。为此，本发明专利在大量的现场调研与理论研究的基础上，充分结合VC轧机的设备与工艺特点，提出了一套VC辊内辊型优化设计技术，通过对VC轧辊套筒内凸式辊型的设计，使得轧机在大轧制压力轧制时，VC辊套筒内壁与芯轴表面出现局部接触，从而将套筒的塌陷位移控制在允许的范围内、抑制双边浪等板形缺陷的发生，提高VC轧机的板形控制范围，进一步拓宽VC轧机的应用领域。

参考文献：[1]白振华.平整轧制工艺模型[M].北京：中国冶金出版社，2010：117~156；[2]白振华,连家创.VC轧机板形控制关键技术的开发与研究[J].中国机械工程，2003,14(15):1287~1289；[3]白振华,连家创,杨杰.可变凸度轧辊(VC辊)在不同油压下的凸度分布曲线[J].机械工程学报，2002,38（6）:156~158；[4]白振华,杨杰.VC轧机板形控制及辊型优化技术的研究[J].重型机械，2004,（2）:29~33)。

发明内容

本发明的目的是提供一种VC轧辊套筒内辊型曲线设计方法，本发明的方法通过对VC辊套筒内辊型曲线的优化设计来控制VC辊轧机在大轧制压力下筒壁的塌陷量，从而抑制双边浪等板形缺陷的发生，提高成品带材的板形精度。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种适合于VC轧辊的套筒内辊型曲线设计方法，包括以下可由计算机执行的步骤（计算框图见附图6）：

（a）收集VC轧机的设备特征参数，主要包括：工作辊与支撑辊直径D_w,D_b、工作辊与支撑辊原始辊型分布值ΔD_wi,ΔD_bi、工作辊与支撑辊辊身长度L₁,L₂、工作辊内外弯辊缸距l₂₁,l₂₂、压下螺丝中心矩l₁、VC辊套筒最大内直径D_t、VC辊套筒外半径r₁、VC辊油腔宽度L_t、VC辊油腔半宽l、VC辊芯轴直径D_xz、VC辊套筒的弹性模量E_t、VC辊芯轴的弹性模量E_xz、VC辊套筒的泊松比μ_t、VC辊芯轴的泊松比μ_xz；