[发明专利]一种热轧矫直机支承辊系的辊面曲线优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种辊面曲线优化方法，尤其涉及一种支承辊系的辊面曲线优化方法。

背景技术

钢板在轧制、热处理、冷却及运输过程中产生的缺陷，常用矫直机加以矫直纠正。矫直在冷轧、热轧、宽厚板等轧制过程中已成为一道必不可少的工艺。矫直机除能纠正轧件的形位缺陷以外，还有破鳞、抗皱和改善轧件产品机械性能的作用。随着用户对轧件，特别是对冷轧板、热轧板的品质要求越来越高，矫直机本身的机械性能、加工精度、维护成本和使用寿命的要求也越来越高。

目前国内钢种中，高强度板所占比例逐年增加，主要包括高强度工程机械用钢、高强度集装箱板、刀模锯片钢、高强度耐侯钢以及部分管线钢。目前部分钢种强度或厚度已超过设备原设计能力，例如目前的2050mm热轧精整HM06厚板线机组，生产设计的带钢抗拉强度σb≤650Mpa，带钢屈服强度σs≤500Mpa，因此设备极限能力被不断挑战，导致设备故障率直线上升，加上用户对产品板形、表面质量、尺寸精度要求越来越高，给生产带来极大困难。

目前国内使用的由国外某支承辊供应商提供的支承辊外圈为轴承钢100CrMo7，支承辊轴采用渗碳钢18NiCr Mo5，但其在强力矫直机上的使用状态不理想，存在断裂、漏脂、破碎、裂纹和疲劳等现象。经分析，强力矫直机支承辊上母线的等高状态较差，仅按照国外0.3mm标准控制等高度，无法有效确保1000MPa以上级热连轧高强及超高强钢精整产线的稳定生产。要实现1000MPa以上级热连轧高强及超高强钢精整产线的稳定生产，需要提高矫直机支承辊系的承载能力，其面临的技术研究内容较多，难度较大，是整个行业面临迫切需要解决的难题。此外，目前的支承辊系中，支承辊组共轴精度通常只有0.3mm，这将会大大影响产品质量。因此，需要有效提高支承辊组共轴精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧矫直机支承辊系的辊面曲线优化方法，该方法可获得支承辊系的最佳承载效果，从而有效提高支承辊系的承载能力，满足实际需求。

为了实现上述目的，本发明提出了一种热轧矫直机支承辊系的辊面曲线优化方法，所述热轧矫直机支承辊系包括若干个支承辊组，每一个支承辊组均具有若干个支承辊单体；所述方法包括步骤：

(1)按照下列步骤对每一个支承辊单体的辊面曲线分别进行优化：

基于支承辊单体的实际辊面曲线，将支承辊单体辊面曲线修磨为无限接近T₁(x₁)：

T₁(x₁)＝Q₁/E₁a₁X₁(x₁)；

X₁(x₁)＝1/Πln[1/{1－(x₁/a₁)²}] │x₁│＜a₁

X₁(x₁)＝1/Π(1.1932+lna₁/b₁) │x₁│＝a₁

其中，T₁(x₁)表示支承辊单体的辊面优化目标曲线方程，Q₁表示作用于支承辊单体的载荷，其单位为N；E₁表示支承辊单体的弹性模量；a₁表示支承辊单体线接触受力区域的长度的一半，其单位为mm；b₁表示线接触受力区域的宽度的一半，其单位为mm；x₁表示X轴上的任一点，其为变量，单位为mm，该X轴为线接触受力区域的长度方向上的中轴，原点为线接触受力区域的中心点O，│x₁│≤a₁；Π表示圆周率；

(2)将所述若干个支承辊单体沿其轴向方向依次排布，并使该若干个支承辊单体共轴；

(3)将支承辊组的辊面曲线修磨为无限接近T₂(x₂)：

T₂(x₂)＝Q₂/E₂a₂X₂(x₂)；