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专利号: 2019104462591
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本上无切削的金属机械加工;金属冲压
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法,其特征在于:其包括以下步骤:

S1、构造初始二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测模型:

式中,ξw0为轧机入口侧工作辊表面油膜厚度,ξw1为轧机出口侧工作辊表面油膜厚度,ξm0为轧机入口侧中间辊表面油膜厚度,ξm1为轧机出口侧中间辊表面油膜厚度,ξb0为轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度,ξb1为轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度,ξmw1为轧机出口侧工作辊与中间辊的辊间油膜厚度,ξmb0为轧机入口侧中间辊与支撑辊的辊间油膜厚度,ξ1为轧制变形区出口油膜厚度,αmw为工作辊与中间辊的接触咬入角,αmb为中间辊与支撑辊的接触咬入角,θ为压力粘度系数,η0为初始动力粘度,pmw0为工作辊与中间辊的辊间最大接触应力,pmb0为中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力,vr为轧辊线速度,λa为工作辊入口油膜分配系数,λb为工作辊出口油膜分配系数,λc为中间辊入口油膜分配系数,λd为中间辊出口油膜分配系数,λe为支撑辊油膜分配系数;

S2、采用Powell优化算法,分别计算工作辊入口油膜分配系数λa的最优值λay、工作辊出口油膜分配系数λb的最优值λby、中间辊入口油膜分配系数λc的最优值λcy、中间辊出口油膜分配系数λd的最优值λdy和支撑辊油膜分配系数λe的最优值λey;

S3、将步骤S2得到的轧辊表面油膜厚度影响系数的最优值λay、λby、λcy、λdy、λey代入步骤S1构造预测模型中,得到最优的二次冷轧轧辊表面油膜厚度预测模型:S4、采集二次冷轧机组待生产带钢的预设定润滑工艺参数,所述工艺参数包括:轧制变形区出口油膜厚度ξ1、工作辊与中间辊的接触咬入角αmw、中间辊与支撑辊的接触咬入角αmb、工作辊与中间辊的辊间最大接触应力pmw0、中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力pmb0和轧辊线速度vr;

S5、根据步骤S3中的预测模型预测二次冷轧的轧机入口侧工作辊表面油膜厚度ξw0、轧机出口侧工作辊表面油膜厚度ξw1、轧机入口侧中间辊表面油膜厚度ξm0、轧机出口侧中间辊表面油膜厚度ξm1、轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度ξb0以及轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度ξb1;

步骤S2具体包括以下步骤:

S21、采集二次冷轧机组现场已生产的N组带钢的轧辊油膜厚度数据,包括:轧机入口侧工作辊表面油膜厚度实测值ξw0mi、轧机出口侧工作辊表面油膜厚度实测值ξw1mi、轧机入口侧中间辊表面油膜厚度实测值ξm0mi、轧机出口侧中间辊表面油膜厚度实测值ξm1mi、轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度实测值ξb0mi以及轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度实测值ξb1mi;其中,i为带钢组数编号,i=1,2,L,N;

S22、定义轧辊表面油膜厚度影响系数数组X={λa,λb,λc,λd,λe}、给定轧辊表面油膜厚度影响系数数组初始值X0={λa0,λb0,λc0,λd0,λe0}、搜索步长初始值ΔX={Δλa,Δλb,Δλc,Δλd,Δλe}以及收敛精度ε;

S23、按照步骤S1构造的模型计算已生产的N组带钢的轧机入口侧工作辊油膜厚度ξw0i、工作辊出口油膜厚度ξw1i、中间辊入口油膜厚度ξm0i、中间辊出口油膜厚度ξm1i、支撑辊出口油膜厚度ξb0i以及支撑辊出口油膜厚度ξb1i;

S24、计算轧辊表面油膜厚度影响系数优化目标函数G(X);

S25、判断Powell条件是否成立,若成立,则转入步骤S26;若不成立,则更新数组X及其搜索步长ΔX,转入步骤S23;

S26、输出优化目标函数最小值对应的轧辊表面油膜厚度影响系数数组的最优值Xy={λay,λby,λcy,λdy,λey};

轧辊表面油膜厚度影响系数优化目标函数G(X)的计算公式如下:

式中,Gw(X)工作辊表面油膜厚度影响系数优化函数;Gm(X)中间辊表面油膜厚度影响系数优化函数;Gb(X)支撑辊表面油膜厚度影响系数优化函数;α、β、αw、αm、αb加权系数,0<α、β、αw、αm、αb<1; 工作辊入口油膜表面厚度权重系数, 工作辊出口油膜表面厚度权重系数, 中间辊入口油膜表面厚度权重系数, 中间辊出口油膜表面厚度权重系数, 支撑辊入口油膜表面厚度权重系数,

支撑辊出口油膜表面厚度权重系数,

2.根据权利要求1所述的二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法,其特征在于:步骤S23中的计算公式如下:

3.根据权利要求1所述的二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法,其特征在于:

Powell优化算法是指当目标函数为多维变量时,以变量数组初始值为起点沿一定的搜索方向进行搜索,直到找出在当前搜索方向下的目标函数最小值或者在此搜索方向下两次目标函数值之差小于收敛精度时停止。