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离散化变凸度辊形的自适应设计方法

丁国龙 邱兆祥 汤明俊 周向东

丁国龙, 邱兆祥, 汤明俊, 周向东. 离散化变凸度辊形的自适应设计方法[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(4): 608-614. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155
引用本文: 丁国龙, 邱兆祥, 汤明俊, 周向东. 离散化变凸度辊形的自适应设计方法[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(4): 608-614. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155
Ding Guolong, Qiu Zhaoxiang, Tang Mingjun, Zhou Xiangdong. Adaptive Design Method of Discrete Variable Crown Roll Contour[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(4): 608-614. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155
Citation: Ding Guolong, Qiu Zhaoxiang, Tang Mingjun, Zhou Xiangdong. Adaptive Design Method of Discrete Variable Crown Roll Contour[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(4): 608-614. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155

离散化变凸度辊形的自适应设计方法

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155
基金项目: 

湖北省技术创新专项项目 2018AAA020

详细信息
    作者简介:

    丁国龙(1968-), 副教授, 博士研究生, 研究方向为先进制造技术、数控系统二次开发与应用, 32161354@qq.com

  • 中图分类号: TG331

Adaptive Design Method of Discrete Variable Crown Roll Contour

  • 摘要: 变凸度辊形因其优异的凸度控制能力而在板型控制方面应用广泛,但变凸度辊形由于自身的结构特点导致其相对普通辊形而言有着非对称磨损的情况,且大部分的变凸度辊形的设计过程中考虑的主要因素都是辊形的凸度控制能力。针对上述情况,提出了一种离散化变凸度辊形曲线的自适应设计方法,采用遗传算法对辊形数据进行优化。该设计方法以凸度控制能力和轧辊磨损量为辊形评价指标,以该指标建立遗传算法的适应度函数,优化设计辊形曲线。对比CVC(Continuously variable crown)辊形,发现通过遗传算法优化设计后的离散化辊形在保证凸度控制能力的前提下提高了轧辊的抗磨损能力。相较常规设计方法,该设计方法也具有更好的拓展性和灵活度。
  • 图  1  变凸度辊形

    图  2  等效凸度的线性度

    图  3  工作辊磨损模型

    图  4  离散化可变凸度辊形设计方法流程图

    图  5  离散化辊形和三次CVC辊形曲线对比

    图  6  CVC辊形、离散化辊形在不同板材宽度下的凸度调节能力对比

    图  7  CVC辊形与离散化辊形的磨损量对比

    表  1  CVC辊形系数表

    系数基础数值浮动范围
    A0309.622 30
    A10.001 77-0.01A1~0.01A1
    A2-2×10-6-0.01A2~0.01A2
    A30.6667×10-9-0.01A3~0.01A3
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    表  2  辊形设计参数

    参数名及单位数值
    辊身长度L/mm2 550
    轧制长度L/m30
    轧制压力Pa/(kN·mm-1)8.5
    工作辊直径Dw/mm420
    轧辊磨损综合影响系数kw00.174
    单位轧制压力影响系数kw10.194
    带钢宽度范围内不均匀磨损系数kw20.265
    辊径对整体磨损的影响系数kw32.933
    辊径对轧制力的影响系数kw40.342
    多项式系数a057.442
    多项式系数a10.948
    多项式系数a21.446
    凸度调节能力系数k10.800
    轧辊磨损系数k20.200
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    表  3  遗传算法部分参数

    参数名数值
    种群数量800
    编码长度2 000
    交叉概率60%
    变异概率0.01%
    迭代次数23
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  • [1] Xu G, Liu X J, Zhao J R, et al. Analysis of CVC roll contour and determination of roll crown[J]. Journal of University of Science and Technology Beijing, Mineral, Metallurgy, Material, 2007, 14(4):378-380 doi: 10.1016/S1005-8850(07)60075-9
    [2] 刘光明, 邸洪双, 常安, 等.CVC轧机辊形曲线设计及等效凸度探讨[J].东北大学学报, 2008, 29(10):1443-1446 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dbdxxb200810019

    Liu G M, Di H S, Chang A, et al. Discussion on design of CVC roll profile and its equivalent crown[J]. Journal of Northeastern University, 2008, 29(10):1443-1446(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dbdxxb200810019
    [3] 娄燕雄.辊凸度连续可调(CVC)轧机的轧辊辊面曲线[J].中南工业大学学报, 1995, 26(3):357-361 http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199500666468

    Lou Y X. On the roll surface curve of the CVC rolling mill[J]. Journal of Central South University Technology, 1995, 26(3):357-361(in Chinese) http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199500666468
    [4] He A R, Kong F F, Shao J. Novel curved roll contour technology for profile control in hot strip mills[J]. Ironmaking & Steelmaking, 2015, 42(1):55-62. https://www.researchgate.net/publication/269593549_Novel_curved_roll_contour_technology_for_profile_control_in_hot_strip_mills
    [5] 何安瑞, 杨荃, 陈先霖, 等.LVC工作辊在超宽带钢热轧机的应用[J].中国机械工程, 2008, 19(7):864-868 doi: 10.3321/j.issn:1004-132X.2008.07.026

    He A R, Yang Q, Chen X L, et al. Application of LVC work roll in ultra-wide hot strip mills[J]. China Mechanical Engineering, 2008, 19(7):864-868(in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1004-132X.2008.07.026
    [6] 王仁忠, 何安瑞, 杨荃, 等.LVC工作辊辊型的板形控制性能研究[J].钢铁, 2006, 41(5):41-44 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gt200605010

    Wang R Z, He A R, Yang Q, et al. Profile control capability of LVC work roll contour[J]. Iron and Steel, 2006, 41(5):41-44(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gt200605010
    [7] 唐忠, 李文强, 陶冶.一种基于五次CVC和SmartCrown复合辊型的板形控制方法[J].中国机械工程, 2015, 26(21):2885-2890 doi: 10.3969/j.issn.1004-132X.2015.21.008

    Tang Z, Li W Q, Tao Y. A method for composite roll profile control based on Quintic CVC and SmartCrown[J]. China Mechanical Engineering, 2015, 26(21):2885-2890(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1004-132X.2015.21.008
    [8] 孔繁甫, 何安瑞, 邵健, 等.板带轧机工作辊混合变凸度辊形研究[J].机械工程学报, 2012, 48(22):87-92 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxgcxb201222014

    Kong F F, He A R, Shao J, et al. Research on mixed variable crown contour for work roll of strip mill[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2012, 48(22):87-92(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxgcxb201222014
    [9] 尚飞, 李洪波, 张杰, 等.CVC工作辊非对称磨损分析与预报模型建立[J].钢铁, 2016, 51(6):59-64 doi: 10.3969/j.issn.1006-6764.2016.06.019

    Shang F, Li H B, Zhang J, et al. Asymmetric wear and wear prediction model of CVC work roll[J]. Iron and Steel, 2016, 51(6):59-64(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1006-6764.2016.06.019
    [10] 陈连生, 连家创.热带钢轧机轧辊磨损研究[J].钢铁, 2001, 36(1):66-69 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gt200101017

    Chen L S, Lian J C. Study on roll wear on hot strip rolling mill[J]. Iron and Steel, 2001, 36(1):66-69(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gt200101017
    [11] 张杰, 许焕宾, 李洪波, 会一等.热轧带钢平整机工作辊的不均匀磨损及其降低措施[J].中南大学学报, 2011, 42(6): 1611-1616 http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/zngydxxb201106021

    Zhang J, Xu H B, Li H B, et al. Uneven wear of work roll and its reduction measurement on hot strip temper mill[J]. Journal of Central South University, 2011, 42(6): 1611-1616(in Chinese) http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/zngydxxb201106021
    [12] 王云平, 陈渊.基于PMAC和PC的轧辊磨床数控系统的开发[J].组合机床与自动化加工技术, 2008, (4):60-63 doi: 10.3969/j.issn.1001-2265.2008.04.017

    Wang Y P, Chen Y. Study on NC system for roll grinder based on PMAC and PC[J]. Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique, 2008, (4):60-63(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-2265.2008.04.017
    [13] 王焕春, 刘丽兰, 毕俊喜.基于开放式数控平台的轧辊辊型研究[J].机械设计与制造, 2007, (12):109-111 doi: 10.3969/j.issn.1001-3997.2007.12.046

    Wang H C, Liu L L, Bi J X. Research on the roll curve of roll based on open NC[J]. Machinery Design & Manufacture, 2007, (12):109-111(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-3997.2007.12.046
    [14] 闫利文, 俞涛.基于840D的数控轧辊磨床数控系统应用软件开发[J].制造技术与机床, 2007, (1):129-133 doi: 10.3969/j.issn.1005-2402.2007.01.045

    Yan L W, Yu T. Development of application software of 840D-based NC system of roll grinder[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2007, (1):129-133(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1005-2402.2007.01.045
    [15] 葛继科, 邱玉辉, 吴春明, 等.遗传算法研究综述[J].计算机应用研究, 2008, 25(10):2911-2916 doi: 10.3969/j.issn.1001-3695.2008.10.008

    Ge J K, Qiu Y H, Wu C M, et al. Summary of genetic algorithms research[J]. Application Research of Computers, 2008, 25(10):2911-2916(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-3695.2008.10.008
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  • 收稿日期:  2019-04-01
  • 刊出日期:  2020-04-05

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