0-4 Aw + 2.761 χ 10-3 /< + 3.588 χ 10-8.824 χ 10-4\4 + 5.481 χ 10_5 ;
[0032] α5 =2.000x10-5 -1.847xl(T4Aw +6.128x10-/^ -7.233x104% +1.392χ10-4< -7.887χ10-5< ;
[0033] 式中，1\為工作棍表面磨損深度，單位μ m。
[0034] 進(jìn)一步的，所述步驟（3)中界面潤(rùn)滑分析的具體方法為：使用4階龍格庫(kù)塔法求解 平均雷諾方程、卡爾曼微分方程以及膜厚方程組成的方程組，計(jì)算粗糙接觸表面間的界面 油膜壓力Pb，實(shí)際油膜厚度ht以及界面總壓力P，界面間最小油膜厚度h 實(shí)際油膜厚度 ht的最小值，方程組為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. ー種電火花毛化工作輥生產(chǎn)帶鋼的粗糙度預(yù)測(cè)和控制方法，其特征在于，所述方法 包括預(yù)測(cè)階段和控制階段，所述預(yù)測(cè)階段在計(jì)算界面間最小油膜厚度hi和電火花毛化工作 輥表面磨損深度hw及磨損表面粗糙度RaMll的基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)帶鋼表面粗糙度的預(yù)測(cè)，當(dāng)所 述預(yù)測(cè)階段預(yù)測(cè)值不在帶鋼表面粗糙度目標(biāo)區(qū)間時(shí)，進(jìn)入所述控制階段。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)測(cè)階段包括以下步驟： (1) 使用粗糙度檢測(cè)設(shè)備對(duì)上機(jī)前的電火花毛化工作輥表面進(jìn)行測(cè)量，記錄電火花毛 化工作輥表面初始粗糙度Ratlroll; (2) 讀入軋制計(jì)劃中帶鋼參數(shù)以及軋制エ藝參數(shù)的設(shè)定值； (3) 通過(guò)步驟（2)讀入的數(shù)據(jù)，進(jìn)行界面潤(rùn)滑分析得到界面間最小油膜厚度h和界面 接觸壓カPaW及界面總壓カP; (4) 通過(guò)步驟（2)讀入的數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析得到帶鋼和工作輥接觸表面相對(duì)位移Ix; (5) 通過(guò)步驟（3)潤(rùn)滑分析得到的界面接觸壓カpa和步驟（4)運(yùn)動(dòng)分析得到的接觸 表面相對(duì)位移し以及步驟（1)測(cè)量得到的電火花毛化工作輥表面初始粗糙度Ratojll，對(duì)電 火花毛化工作輥表面進(jìn)行磨損分析得到電火花毛化工作輥表面磨損深度hw和表面粗糙度 R. (6) 通過(guò)步驟（3)潤(rùn)滑分析得到的界面最小油膜厚度心以及通過(guò)步驟（5)磨損分析得 到的電火花毛化工作輥表面磨損深度hw和表面粗糙度RaMll，對(duì)帶鋼表面粗糙度RastMl進(jìn)行 預(yù)測(cè)，它們之間的關(guān)系為：
式中，ん為工作輥表面磨損深度，単位ym。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在子：所述步驟（3)中界面潤(rùn)滑分析的具體方 法為：使用4階龍格庫(kù)塔法求解平均雷諾方程、卡爾曼微分方程以及膜厚方程組成的方程 組，計(jì)算粗糙接觸表面間的界面油膜壓カpb，實(shí)際油膜厚度ht以及界面總壓カp，界面間最 小油膜厚度h為實(shí)際油膜厚度ht的最小值，方程組為：
X為距離軋制出口距離，單位mm; R為工作棍半徑，單位mm; Y1為帶鋼入口厚度，單位mm; 為帶鋼出口厚度，單位！?;va為粗糙峰擠壓變形速度，單位ym/s; え基體應(yīng)變速率，單位sT1; 〇s為帶鋼屈服強(qiáng)度，単位MPa; U，U1^為帶鋼和工作棍接觸表面速度，單位mm/s; 小x為壓カ流量因子，無(wú)量綱； 小3為剪切流量因子，無(wú)量綱；hn為名義油膜厚度，單位ym; S為粗糙峰到表面中心線距離，単位ym;n。為大氣壓下潤(rùn)滑油粘度，単位pa.s; Ytl為粘壓系數(shù)，無(wú)量綱；y為摩擦系數(shù)，無(wú)量綱； P為界面總壓力，単位MPa; K為平面應(yīng)變抗力，單位MPa; RdStrai為帶鋼表面粗糙度，單位Iim Raroll為電火花毛化工作輥磨損表面粗糙度，単位Um; Pb為界面油膜壓力，単位MPa; 接觸面積比A通過(guò)油膜厚度的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，表達(dá)式為： ^ = (16-5Z+ 35Z3-21Zs+5Z7)/32 式中，A為接觸面積比，無(wú)量綱； 變量之= /V/3/?,,，無(wú)量綱； hn為名義油膜厚度，單位ym; Rq為接觸表面粗糙度，單位ym; 界面總壓カP由界面油膜壓カPb與界面接觸壓カP3兩部分組成，在計(jì)算得到界面總壓 力P、界面油膜壓カPaW及接觸面積比A后，界面接觸壓カpa由下式計(jì)算：
式中，A為接觸面積比，無(wú)量綱； Pb為界面油膜壓力，単位MPa; Pa*界面接觸壓力，單位MPa; P為界面總壓力，單位MPa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在子：所述步驟（4)中運(yùn)動(dòng)分析的具體方法為： 工作輥帶鋼接觸某時(shí)刻t吋，距離軋制出口距離X和此點(diǎn)處相對(duì)位移Ix的計(jì)算方法為：
X為距離軋制出口距離，單位mm; R為工作棍半徑，單位mm;w為工作棍轉(zhuǎn)速，單位rad/s; Ix為相對(duì)位移，單位mm; 為帶鋼出口厚度，單位！?; U2為帶鋼出口速度，單位mm/s。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在子：所述步驟（5)中磨損分析的具體方法為： 采用軋制界面接觸壓カPa和相對(duì)位移Ix計(jì)算工作輥表面磨損深度hw，表達(dá)式為： hw= a XP3Xlx 式中，ん為工作輥表面磨損深度，単位ym; Ix為相對(duì)位移，單位mm; Pa乳制界面接觸壓カ，單位MPa; a為工作輥表面磨損綜合磨損系數(shù)，単位KT9Pa^1; 通過(guò)電火花毛化工作輥表面磨損深度hw和電火花毛化工作輥表面磨損表面粗糙度Rmll的關(guān)系對(duì)電火花毛化工作輥表面磨損表面粗糙度R^^進(jìn)行計(jì)算，兩者之間的關(guān)系為：
式中，RaMii為電火花毛化工作棍磨損表面粗糙度，單位Iim ; 心為工作輥表面磨損深度，単位ym; Rat^11為電火花毛化工作輥表面初始粗糙度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在子：所述輥表面磨損綜合磨損系數(shù)a的確定 方法為，由采用輥形儀測(cè)量的工作輥磨損深度h_作為目標(biāo)，將a視為待優(yōu)化變量進(jìn)行優(yōu) 化，使計(jì)算工作輥表面磨損深度與目標(biāo)值的誤差最小，故設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)為：
式中，N為進(jìn)行測(cè)量的磨損工作輥數(shù)量； h_為測(cè)量的工作輥磨損深度； ん為工作輥表面磨損深度，単位ym。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制階段包括以下步驟： ① 優(yōu)先調(diào)節(jié)壓下率，當(dāng)壓下率處于設(shè)備調(diào)節(jié)極限位置時(shí)，再調(diào)整軋制速度； ② 調(diào)整壓下率時(shí)，當(dāng)粗糙度預(yù)測(cè)值大于粗糙度目標(biāo)區(qū)間上邊界時(shí)，降低壓下率；當(dāng)粗糙 度預(yù)測(cè)值小于粗糙度目標(biāo)區(qū)間下邊界時(shí)，増大壓下率，壓下率調(diào)整量為初始?jí)合侣实?% ; ③ 調(diào)整軋制速度時(shí)，當(dāng)粗糙度預(yù)測(cè)值大于粗糙度目標(biāo)區(qū)間上邊界時(shí)，増大軋制速度；當(dāng) 粗糙度預(yù)測(cè)值小于粗糙度目標(biāo)區(qū)間下邊界時(shí)，増大軋制速度，乳制速度調(diào)整量為初始速度 的5% ; ④ 調(diào)整壓下率和軋制速度時(shí)，若某次調(diào)整前粗糙度預(yù)測(cè)值大于（或小子）粗糙度目標(biāo) 區(qū)間上（下）邊界，而調(diào)整后粗糙度預(yù)測(cè)值小于（或大于）粗糙度目標(biāo)區(qū)間下（上）邊界， 則撤銷本次調(diào)整，調(diào)整量降低為本次調(diào)整量的50% ; ⑤ 如果壓下率與軋制速度處于極限位置時(shí)，仍不能滿足帶鋼表面粗糙度要求則將此巻 帶鋼列為異常情況。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電火花毛化工作輥生產(chǎn)帶鋼的粗糙度預(yù)測(cè)和控制方法，在通過(guò)本發(fā)明提供的方法得到界面間最小油膜厚度和電火花毛化工作輥表面磨損深度以及磨損表面粗糙度的基礎(chǔ)上，利用本方法提供的界面最小油膜厚度、工作輥磨損深度與帶鋼表面粗糙度的關(guān)系，可以預(yù)測(cè)電火花毛化工作輥生產(chǎn)冷軋帶鋼的表面粗糙度；比較帶鋼表面粗糙度目標(biāo)區(qū)間與粗糙度預(yù)測(cè)值，如果粗糙度預(yù)測(cè)值不在帶鋼表面粗糙度目標(biāo)區(qū)間則調(diào)整軋制速度與壓下率。與有限元法分析和通過(guò)跟蹤測(cè)量帶鋼表面粗糙度得到的經(jīng)驗(yàn)公式相比，本方法不但具有計(jì)算速度快、適用范圍廣的特點(diǎn)，還因?yàn)楸痉椒紤]了冷軋過(guò)程界面間油膜分布對(duì)工作輥表面磨損以及粗糙度復(fù)印過(guò)程的影響，而具有更高的預(yù)測(cè)精度。
【IPC分類】B21B37-48, B21B38-00, B21B37-46
【公開(kāi)號(hào)】CN104624669
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510069718
【發(fā)明人】徐冬, 張 杰, 李洪波, 曹建國(guó)
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日