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