專(zhuān)利名稱：寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬板材矯直的板形控制領(lǐng)域，尤其涉及一種寬厚金屬板材多輥矯直的輥縫形狀控制方法。
背景技術(shù)：
寬厚金屬板材的矯直，一般米用多棍矯直機(jī)。以鋼材質(zhì)的寬厚板為例，可米用5輥、7輥、9輥、11輥等矯直模式。無(wú)論以何種方式完成矯直，究其根本都是通過(guò)寬厚板在矯直機(jī)輥縫中的反復(fù)彎曲達(dá)到矯直目的，即矯直后金屬板材平直。由此可知，矯直機(jī)是通過(guò)消除寬厚板內(nèi)部殘余應(yīng)力而達(dá)到改善板形的目的，而不是通過(guò)明顯的尺寸變化來(lái)改善板形。目前，世界上鋼板矯直機(jī)設(shè)計(jì)均采用多輥模式，如圖I所示，即通過(guò)金屬板材I在 上下兩排矯直輥2組成的輥縫中實(shí)現(xiàn)反復(fù)彎曲以達(dá)到矯直鋼板的目的。在鋼板矯直的實(shí)際板形控制中，彎輥、擺動(dòng)、傾斜、單輥位置調(diào)整等都是有效的板形控制手段，板形控制手段是根據(jù)要求，改變鋼板不同位置、不同階段的彎曲程度，從而調(diào)整輥縫和矯直后鋼板的延伸。針對(duì)寬厚板矯直過(guò)程而言，鋼板變形導(dǎo)致矯直機(jī)產(chǎn)生撓度，改變了矯直輥縫，相當(dāng)于在矯直過(guò)程中對(duì)鋼板施加了負(fù)彎，嚴(yán)重影響鋼板的矯直效果，尤其是在矯直力產(chǎn)生波動(dòng)的情況下。在現(xiàn)有技術(shù)中一般采用固定正彎輥量補(bǔ)償矯直機(jī)變形，其中補(bǔ)償量的確定是通過(guò)相當(dāng)復(fù)雜的有限元方法預(yù)先計(jì)算的，計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，而且矯直過(guò)程中的實(shí)際輥縫變化沒(méi)有進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法，使冷矯直機(jī)的輥縫控制不受來(lái)料狀態(tài)變化的影響，從而保證矯直后的板形指標(biāo)，有效提高了矯直效果。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法，包括以下步驟 步驟一、確定矯直機(jī)的橫梁撓度模型，先測(cè)量取得矯直機(jī)的橫梁參數(shù)，然后根據(jù)材料力
學(xué)中梁撓度的計(jì)算方法，得到如公式I的橫梁撓度模型，
I = ^/{/f~ fm.~ fpw2 ~ fp)(I)
式中，/為橫梁撓度；
Kf為補(bǔ)償系數(shù)，由經(jīng)驗(yàn)取得；
Sf為支反力F所廣生的接度；
fFwl為靠近矯直機(jī)中心的液壓缸彎棍力Ki產(chǎn)生的撓度；
Λμ為遠(yuǎn)離矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力Pw2產(chǎn)生的撓度；
Λ為矯直力P所產(chǎn)生的撓度；步驟二、收集被矯直金屬板材的參數(shù)，根據(jù)被矯直金屬板材的參數(shù)利用機(jī)器自帶的在線模型計(jì)算出矯直力設(shè)定值/、支反力設(shè)定值纊、靠近矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力設(shè)定值
Ai1和遠(yuǎn)離矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力設(shè)定值A(chǔ)t2，并根據(jù)公式I計(jì)算得到初始上橫梁撓度 和初始下橫梁撓度，在彎輥模型中增加相應(yīng)的補(bǔ)償量進(jìn)行補(bǔ)償；
步驟三、由油壓傳感器獲得油壓計(jì)算得到矯直力實(shí)測(cè)值支反力實(shí)測(cè)值P、靠近矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力實(shí)測(cè)值S1和遠(yuǎn)離矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力實(shí)測(cè)值K2;
步驟四、計(jì)算得到設(shè)定值與實(shí)測(cè)值的差值，將差值代入公式1，并分別結(jié)合上、下橫梁的參數(shù)計(jì)算得到上橫梁撓度修正值44和下橫梁撓度修正值Δ/τ ,在彎輥模型中增加相應(yīng)的修正量進(jìn)行補(bǔ)償。所述步驟一中，補(bǔ)償系數(shù)的取值范圍為I. 15^1. 5。該補(bǔ)償方法還包括設(shè)定輥縫補(bǔ)償模型，設(shè)定輥縫補(bǔ)償模型為g = KL· +*τ/τ·，g為輥縫撓度補(bǔ)償值，Λ為上橫梁撓度，Zr為下橫梁撓度，K' At為調(diào)整系數(shù)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)取
得；上下彎輥為對(duì)稱彎輥，則有上下彎輥補(bǔ)償量分別為。所述的調(diào)整系數(shù).ty ky的取值范圍為Cl. 3。本發(fā)明中寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法首先對(duì)矯直機(jī)變形模型以及工藝模型計(jì)算得到的矯直力，確定鋼板矯直時(shí)有載輥縫的變化情況，并在彎輥模型中增加相應(yīng)的補(bǔ)償量；然后根據(jù)實(shí)際矯直力的波動(dòng)，再一次結(jié)合矯直機(jī)變形模型，在矯直機(jī)控制系統(tǒng)中增加相應(yīng)的修正控制，確定了矯直機(jī)有載輥縫的變化，使矯直機(jī)的輥縫控制不受來(lái)料狀態(tài)變化的影響，從而保證矯直后的板形指標(biāo)，有效提高了矯直效果。


圖I為金屬板材矯直機(jī)矯直方式不意 圖2為金屬板材矯直機(jī)結(jié)構(gòu)意圖； 圖3為矯直機(jī)的上、下橫梁受力示意 圖4為矯直機(jī)的上橫梁簡(jiǎn)化示意 圖5為矯直機(jī)的下橫梁簡(jiǎn)化示意圖。圖中1金屬板材、2矯直棍、3機(jī)架、4棍系、5斜楔裝置、6壓力框架、7上橫梁、8下橫梁。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
實(shí)施例I
金屬板材在矯直機(jī)上承受矯直力后，矯直機(jī)勢(shì)必產(chǎn)生變形，這種變形稱之為矯直機(jī)撓度。如圖2所示，在不考慮機(jī)架3時(shí)，矯直機(jī)結(jié)構(gòu)可分為上下兩部分，其承受矯直力的部件包括由工作輥和支承輥組成的輥系4、斜楔裝置5、壓力框架6、上橫梁7和下橫梁8?？紤]到各部分具體功能要求和結(jié)構(gòu)形式，在這個(gè)系統(tǒng)中上橫梁7和下橫梁8是承受矯直力的最終部件，由于其剛度遠(yuǎn)大于其它部件，故輥縫撓度主要成分為上橫梁7和下橫梁8的撓度。一種寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法，包括以下步驟
步驟一、確定矯直機(jī)的橫梁撓度模型，先測(cè)量取得矯直機(jī)的橫梁參數(shù)，然后根據(jù)材料力學(xué)中梁撓度的計(jì)算方法，得到如公式I的橫梁撓度模型，
權(quán)利要求
1.一種寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法，其特征是，包括以下步驟 步驟一、確定矯直機(jī)的橫梁撓度模型，先測(cè)量取得矯直機(jī)的橫梁參數(shù)，然后根據(jù)材料力學(xué)中梁撓度的計(jì)算方法，得到如公式I的橫梁撓度模型， / =ZfwI ~ fpw2 ~ fp)(I) 式中，/為橫梁撓度；為補(bǔ)償系數(shù)，I/由經(jīng)驗(yàn)取得； JV為支反力i 所產(chǎn)生的撓度； Ui為靠近矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力Fwl產(chǎn)生的撓度； /&2為遠(yuǎn)離矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力Pw3產(chǎn)生的撓度； Λ為矯直力所產(chǎn)生的撓度； 步驟二、收集被矯直金屬板材的參數(shù)，根據(jù)被矯直金屬板材的參數(shù)利用機(jī)器自帶的在線模型計(jì)算出矯直力設(shè)定值/、支反力設(shè)定值^、靠近矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力設(shè)定值 和遠(yuǎn)離矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力設(shè)定值，并根據(jù)公式I計(jì)算得到初始上橫梁撓度 和初始下橫梁撓度/;，在彎輥模型中增加相應(yīng)的補(bǔ)償量進(jìn)行補(bǔ)償； 步驟三、由油壓傳感器獲得油壓計(jì)算得到矯直力實(shí)測(cè)值/、支反力實(shí)測(cè)值P、靠近矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力實(shí)測(cè)值S1和遠(yuǎn)離矯直機(jī)中心的液壓缸彎輥力實(shí)測(cè)值K2; 步驟四、計(jì)算得到設(shè)定值與實(shí)測(cè)值的差值，將差值代入公式1，并分別結(jié)合上、下橫梁的參數(shù)計(jì)算得到上橫梁撓度修正值44和下橫梁撓度修正值4/τ ,在彎輥模型中增加相應(yīng)的修正量進(jìn)行補(bǔ)償。
2.如權(quán)利要求I所述的寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法，其特征是所述步驟一中，補(bǔ)償系數(shù)的取值范圍為I. 15^1. 5。
3.如權(quán)利要求I或2所述的寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法，其特征是該補(bǔ)償方法還包括設(shè)定輥縫補(bǔ)償模型，設(shè)定輥縫補(bǔ)償模型為Z = KSi +*T/r , g為輥縫撓度補(bǔ)償值，Λ為上橫梁撓度，/t為下橫梁撓度，K、At為調(diào)整系數(shù)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)取得；上下彎輥為對(duì)稱彎輥，則有上下彎輥補(bǔ)償量分別為5^2。
4.如權(quán)利要求3所述的寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法，其特征是所述的調(diào)整系數(shù)的取值范圍為Cl. 3。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬板材矯直的板形控制領(lǐng)域，尤其涉及一種寬厚金屬板材多輥矯直的輥縫形狀控制方法。一種寬厚金屬板材矯直機(jī)彎輥補(bǔ)償方法，先確定矯直機(jī)的橫梁撓度模型，然后收集被矯直金屬板材的參數(shù)，計(jì)算得到初始上橫梁撓度和初始下橫梁撓度，在彎輥模型中增加相應(yīng)的補(bǔ)償量進(jìn)行補(bǔ)償；在通過(guò)油壓傳感器獲得油壓計(jì)算得到各個(gè)參數(shù)實(shí)測(cè)值，計(jì)算參數(shù)差值并分別結(jié)合上、下橫梁的參數(shù)計(jì)算得到上橫梁撓度修正值和下橫梁撓度修正值，在彎輥模型中增加相應(yīng)的修正量進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明中在矯直機(jī)控制系統(tǒng)中增加相應(yīng)的修正控制，確定了矯直機(jī)有載輥縫的變化，使矯直機(jī)的輥縫控制不受來(lái)料狀態(tài)變化的影響，從而保證矯直后的板形指標(biāo)，有效提高了矯直效果。
文檔編號(hào)B21D1/02GK102784814SQ20111012992
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者劉飛, 李山青, 王英杰, 王英睿 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司