[发明专利]一种基于离散寻优的管材矫直机工作辊倾斜角调整方法

说明书

本发明提供了一种基于离散寻优的管材矫直机工作辊倾斜角调整方法，包括：步骤1、建立工作辊与钢管模型；步骤2、对工作辊和钢管划分网格；步骤3、设定初始角度；步骤4、根据工作辊辊型曲线函数计算工作辊的各个节点坐标，以及钢管的各个节点坐标；步骤5、计算工作辊占辊长80％的中部辊型段的圆周节点与钢管各节点的距离；步骤6、当最小距离T_min＞δ，则设定0.1°为一个步长，逐步调整工作辊倾斜角α，得到最终的工作辊倾斜角。本发明提供的倾斜角调整方法，通过仿真计算指导不同规格钢管矫直时倾斜角的调整，解决因钢管规格不同及工作辊磨损等因素导致的工作辊与钢管接触不充分，无法矫直的现象。

技术领域

本发明涉及管材轧制技术领域，特别涉及一种基于离散寻优的管材矫直机工作辊倾斜角调整方法。

背景技术

管材作为轧制行业的重要产品之一，其生产质量直接反应了一个国家的经济发展水平。在面对逐渐提高的要求品质和轧制工艺日益完善的技术背景之下，国内外企业纷纷注意到矫直机的发展和革新。其中，德国西马克和日本三菱公司在矫直机控制水平方面是国际的优秀代表，英国的布朗克斯(Bronx)、意大利的达涅利(Danieli)公司、捷克的Zdas公司向我国输出了斜辊矫直机，但实际使用效果均不理想，随着矫直辊的磨损，很多钢管生产企业完全放弃了控制模型的使用。在现有技术中，考虑到矫直辊磨损情况的存在和针对不同规格的钢管，导致工作辊与钢管接触不充分，无法矫直的现象。

因此为了解决现有技术中的问题，需要基于离散寻优的管材矫直机工作辊倾斜角调整方法，克服现有技术中工作辊与钢管接触不充分，无法矫直的现象。

发明内容

为了解决现有技术中矫直机矫直不同规格钢管及工作辊长期使用磨损导致工作辊与钢管接触不充分的问题，提供一种指导矫直机工作辊与钢管倾斜角调整的方法。

具体地本发明的一种基于离散寻优的管材矫直机工作辊倾斜角调整方法，所述调整方法包括如下方法步骤：

步骤1、建立工作辊与钢管模型，设定工作辊轴向为Z轴，工作辊中心截面的横向为X轴，工作辊中心截面的纵向为Y轴；

步骤2、对工作辊和钢管划分网格，沿工作辊圆周方向划分n等份，产生n个节点；沿工作辊辊轴方向划分m等份，产生m+1个节点，工作辊辊型曲线投影到辊轴方向的单元格长度为其中，L为工作辊辊身长度；

钢管圆周方向划分与所述工作辊圆周方向相同的n等分，产生n个节点，以工作辊倾斜角调整范围的中间值为基准，通过计算钢管单元格沿钢管轴向长度，其中，L₂为钢管单元格沿钢管轴向长度，α_mid为工作辊倾斜角调整范围α的中间值；

步骤3、将工作辊倾斜角调整范围α的最大值α_max设定为初始角度；

步骤4、根据工作辊辊型曲线函数计算工作辊的各个节点坐标，以及钢管的各个节点坐标；

步骤5、计算工作辊占辊长80％的中部辊型段的圆周节点(x_1i，y_1j，z_1k)与钢管各节点(x_2i，y_2j，z_2k)的距离取其最小值T_min，当T_min≤δ，则此时的倾斜角确定为最终的工作辊倾斜角，其中δ为最小允许间隙，其中，1i＝1，2，...n，1j＝1，2，...n，1k＝1，2，...n，2i＝1，2，...n，2j＝1，2，...n，2k＝1，2，...n；