一种超大尺寸环件控稳轧制抱辊力设计方法

摘要

本发明公开了一种超大尺寸环件控稳轧制抱辊力设计方法，包括如下步骤：S1、基于径轴向轧制刚度条件建立抱辊最大导向力数学模型；S2、结合径轴向轧环机抱辊机构建立抱辊液压缸油压控制数学模型；S3、综合径轴向轧制过程环件扩径行为设计抱辊液压缸油压过程控制曲线。本发明可以为径轴向轧制过程抱辊压力控制提供一种科学有效的设计方法，实现超大尺寸环件径轴向稳定轧制成形。

主权项

一种超大尺寸环件控稳轧制抱辊力设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、基于径轴向轧制刚度条件建立抱辊最大导向力数学模型，抱辊导向力F_g不能超过所允许的最大导向力F_g‑max，即其中，B是环件轴向高度，H是环件径向壁厚，σ_s是材料屈服强度，R_a是环件的平均半径，是最大截面弯矩因子；S2、结合径轴向轧环机抱辊机构建立抱辊液压缸油压控制数学模型，抱辊机构包括抱辊、旋转摆臂结构DGJ和抱辊液压缸EJ，抱辊安装在旋转摆臂结构DGJ的G轴处，可绕G轴旋转，旋转摆臂结构DGJ可绕D轴旋转，抱辊液压缸EJ为抱辊提供抱紧力，其一端与旋转摆臂结构DGJ的J轴相连，另一端可围绕E轴旋转，抱辊液压缸内油压其中，k_g是油压调节系数、取0.1～0.5，L是杆DG的长度，γ是∠DGO₁的补角，O₁是环件的中心，r_h是抱辊液压缸内径，L₁是杆JD的长度，δ是∠DJE的角度；S3、综合径轴向轧制过程环件扩径行为设计抱辊液压缸油压过程控制曲线：S301、径轴向轧制过程中，环件尺寸变化需满足体积不变原则，由环坯尺寸求得环件外半径R和内半径r，进而得到环件平均半径R_a，S302、轧制过程中环件径向壁厚H和环件轴向高度B分别由下式计算：$H=H_0-{\int }_0^t{v}_{r}dt---\left(18\right)$$B=B_0-{\int }_0^t{v}_{a}dt---\left(19\right)$其中，v_r为径向进给速度，v_a为轴向进给速度，t为轧制时间；S303、确定合适的进给速度后，计算得出环件扩径过程中各尺寸的变化，结合抱辊机构各尺寸参数，求出抱辊机构中各角度关系，再结合导向辊角度α求出最大截面弯矩因子将上述结果代入公式(13)，计算得出轧制过程中随环件外径D变化的抱辊液压缸内油压p过程控制曲线，在径轴向轧制生产过程中，结合轧环设备测控数据，根据该过程控制曲线合理控制抱辊液压缸油压，以实现轧制过程稳定控制。