轧钢机轧辊直径的优化设计.pdf_大学文库

D01:10.13374/i.issn1001053x.1981.04.007 北京钢铁学院学报 1981年第4期轧钢机轧辊直径的优化设计治金机械教研室康责信邹家群摘要利用非线性规划的方法，提出了轧钢机轧辊直径的设计计算的新方法。对轧钢机电子计算机幅助设计，提供了基本结构参数的模型及回归公式。一、轧辊直径优化设计的意义众所周知，轧辊直径是轧钢机力能参数及结构参数设计中最基本的参数。工作辊直径的大小，直接影响轧制压力(P)、力矩(M)、功率(N)的大小，关系到轧件的尺寸、咬入条件及成品质量。一台轧钢机的设计，首先也必须确定工作辊直径及辊身长度。以往设计轧辊是根据现有生产轧机为参考，采用类比法初步确定，然后进行强度及刚度的核验。这种设计方法是比较粗髓的。因为影响轧辊直径的因素太多，用普通计算方法难以将之综合在一起加以判断分析。而这一任务可以通过非线性规划的方法，利用电子计算机求解来解决刂I2。轧辊直径优化设计的基本思路是，设计出的轧辊必须满足： 1.使用此辊消耗的轧制能量最小，即考虑到轧制产品成本要低， 2.辊系的纵向及横向的变形最小，即能满足轧件成品尺寸公差，达到保证产品的尺寸精度， 3.满足产品最小厚度的轧制条件及轧件的咬入条件，。i 4.满足轧辊的弯曲强度扭转强度及接触强度， 5.符合轧机总体设计对各零部件配置的要求等。优化方法是机械设计确定最佳基本参数的有效方法。本文所用的优化方法为惩罚函数法(SUMT法))。：，二、轧辊直径优化计算的数学模型 ,:根据轧辊设计要求提出的指标建立目标函数，在满足结构、工艺、载荷及重量限制等约束条件下，选取设计变量，使目标函数取得最优值。。1.设计变量的确定对轧辊直径的优化设定四个独立设计变量，构成一个四维空间R·。 71

北京钢铁学院学报年第期轧钢机轧辊直径的优化设计冶金机械教研室康贵擂邹家祥摘要利用非线性规划的方法，提出了轧钢机轧辊直径的设计计算的新方法。对轧钢机电子计算机辅助设计，提供了墓本结构参数的模型及回归公式。一、车棍直径优化设计的意义众所周知，轧辊直径是轧钢机力能参数及结构参数设计中最基本的参数。工作辊直径的大小，直接影响轧制压力、力矩、功率的大小，关系到轧件的尺寸、咬入条件及成品质量。一台轧钢机的设计，首先也必须确定工作辊直径及辊身长度。以往设计轧辊是根据现有生产轧机为参考，采用类比法初步确定，然后进行强度及刚度的核验。这种设计方法是比较粗糙的。因为影响轧辊直径的因素太多，用普通计算方法难以将之综合在一起加以判断分析。而这一任务可以通过非线性规划的方法，利用电子计算机求解来解决川 ‘ 。轧辊直径优化设计的基本思路是，设计出的轧辊必须满足使用此轧辊消耗的轧制能量最小，即考虑到轧制产品成本要低，辊系的纵向及横向的变形最小，即能满足轧件成品尺寸公差，达到保证产品的尺寸精度，满足产品最小厚度的轧制条件及轧件的咬入条件，，二满足轧辊的弯曲强度扭转强度及接触强度，符合轧机总体设计对各零部件配置的要求等。优化方法是机械设计确定最佳基本参数的有效方法。本文所用的优化方法为惩罚函效法法，。二、轧辊直径优化计算的数学模型一根据轧辊设计要求提出的指标建立目标函数，在满足结构、工艺、载荷及重最限制等约束条件下，选取设计变量，使目标函数取得最优值。、设计变，的确定对轧辊直径的优化设定四个独立设计变量，构成月个四维空间 ‘ 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1981．04．007

，护气、，，，一、一气、，、， “ 吕， ‘ 珍自‘二了一 ‘ 在设计计算中这些参数都矗卑化的， ‘ 在脚函数达到最小时扩同时可得到各设计变量的最佳值即计算结果。上式中－工作辊直径，。一一支承辊直径，－前、后张应力系数。目标函傲的确定目标函数是评价设计方案好坏的标准函数。根据不同问题和要求提出不同的设计方案评价标准。一般来讲，它是设计变量的函数。轧辊直径优化设计分别取了三种不同的目标函数以适应不同的轧制情况。同时扩也便子进行有关影响因素的分析。目标函数一轧制能量消耗要求最小，以保证使用此轧辊可降低产品的成本。其形式为。，千瓦式中，－轧辊驱动力矩吨一米 ‘ －轧辊转数转分目标函数舟辊系总变形要求最小，这是从保证钢板可以得到较好的质量出发的。其形式为盆，，。毫米式中，，－支承辊的总变形。－工作辊与支承辊之间的接触变形。目标函数三综合各方面的因素，使轧制能量消耗与辊系变形都考虑达到相对最小。可以认为它是上述两种目标函数的综合。其形式可表示为双曰式中，－加权因子。使用这种目标函数需将功率及变形等参量统一转化成无量纲的目标函数经过加权再相加。根据及二的约束条件取其上、下限的临界值。使 ‘ ‘ 三日 ‘ 。式中 ‘ －两个以上目标函数中的一个。 ‘ ，日 ‘ －该目标函数约束条件的上、下界值。对上迷两个临界范围都分别用正弦函数曲线建立函数关系，使它们都限定在。范围内取值即三 ‘ 三，并使其上下界值分别与正弦函数上下界相对应图 ‘ 二二 ‘ 毛一要‘

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