【正文】
12 a r c ta n ( ) / ( )h b v a v bn n n n nhax x x x? ? ??? ? ??? ( 9) 其中 n? 是對(duì)θ 的 n 次估計(jì)。 模型的迭代解法模型的迭代解法 如果正確的扭轉(zhuǎn)角被確定出來(lái), 它將滿(mǎn)足關(guān)系: 2ta n ( ) ( ) / ( )ha hb v a v bx x x x? ? ? ? ( 8) 其中, ‘ ./’是由被分解的元素決定的。 軋輥之間的摩擦力軋輥之間的摩擦力 大多數(shù)的軋輥部件都是靠電機(jī)帶動(dòng)一對(duì)軋輥,一般是支撐棍。解決堆疊模型中的偏移和扭曲需要把公式( 6)代入到公式( 5)中,再把公式( 5)代入到公式( 4)中,再和公式( 3)相比較來(lái)解決。 1 3 4,A A A 用來(lái) 表示垂直和水平方向 。 Hacquin, Montmitto 和 Guillerault 進(jìn)行了校驗(yàn)工作,因此這種做法被 認(rèn)為適用于軋輥偏斜的計(jì)算。 表面張力的作用方向平行于 d,因此表面位置 y 和軸向位置 x 有如下關(guān)系, 2 2 5 2c os ( )v a v a a a ay x r A f A t?? ? ? ? 2 2 5 2c os ( )v b v b b b by x r A f A t?? ? ? ? 其中, 5A 示摩擦力 t 引起的表面變形。 圖 3 水平偏移軋輥于相鄰軋輥的扭曲 根據(jù)現(xiàn)有的垂直模型,軋輥?zhàn)冃伟ň植勘砻鎵罕夂洼S向變形,而在交界面上,公式( 2)的兩個(gè)條件中的一個(gè)必須得到滿(mǎn)足。電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)軋輥,在軋輥之間產(chǎn)生剪力。在相互接觸的表面存在著沿接觸線方向分布的接觸力。這種“纏繞”可用兩個(gè)相互垂直平面之間的夾角和接觸線長(zhǎng)度沿軋輥軸向的變化來(lái)表示。如圖 3 所 示,兩個(gè)沒(méi)有變形的軋輥是平行排布的,當(dāng)軋機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),壓力作用在軋輥上,軋輥之間靠分布的摩擦了傳遞扭矩。接觸線長(zhǎng)度取決于被軋件的布置形式,所以矩陣 C 必須在模型解決方法中確定。方法預(yù)測(cè)外形和有限元分析之間的詳細(xì)對(duì)比,得出兩種方法高度一致,但是也得出了卷端影響由兩個(gè)修正因素引起 . 假定在每一個(gè)取樣點(diǎn),表面張力和分離距離 d 都是零,則公式( 2)可以方便的表示為: ( ) 00 ( )Cd I C fI C d Cf? ? ?? ? ? ( ) 00 ( )Cd I C fI C d Cf? ? ?? ? ? 這里, C 是一個(gè)對(duì)角矩陣,在表示接觸面的位置都是 1,其他位置都是 0, Z是單位矩陣。這里的第二個(gè)條件需要模型解決這樣一個(gè)問(wèn)題,假設(shè)部件 a 和 b(假定 a 在 b 的上面 ),則它們之間的距離 d 應(yīng)滿(mǎn)足: ( 2) lowe r upperabd y y?? 00 df?? 00 df?? 在這里, y 表示的兩個(gè)表面位置可由式( 1)計(jì)算得出。一個(gè)典型的這樣的表面位置計(jì)算應(yīng)該做下面的變形 1 2 3 422()x A f f A u A uy r A f x? ? ? ?? ? ? 其中, x 是描述分布式軋輥軸位置的量 y描述軋輥表面與其他部件接觸部分的位置 2f 描述由變量 y 確定的接觸面上的垂直力 1f 描述除由變量 y 確定的表面以外的任何表面的垂直力, 例如軋輥之間的接觸力 u 描述軋輥軸承上的力 v 描述軋輥軸端上點(diǎn)的位置 r 描述軋輥的變形(在軋輥長(zhǎng)度方向上的直徑變化) 1A 描述軋輥軸的大的變形,一般是將梁彎曲的理論加以修正用于計(jì)算大直徑的軋輥軸的變形 2A 描述軋輥表面的局部變形, 一般是用 Boussinesq 理論, 假設(shè)力只作用于一點(diǎn),而表面是無(wú)限大平面 3A 描述由于軋輥軸承受力而引起的變形 4A 給出了軋輥軸端兩點(diǎn)之間的線插補(bǔ)。 軋輥系模型和水平偏移量 所有現(xiàn)有的軋棍系模型都可以用數(shù)字矩陣來(lái)描述,每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)軋輥表面或軋輥之間的接觸面。 Allwood 和 Bryant 論證了怎樣借鑒 Allwood, Bryant 和 Stubbs 解決接觸問(wèn)題的方法, 用簡(jiǎn)單的運(yùn)算法則把 Shohet 和 Townsend 的模 型 轉(zhuǎn) 化 為 矩 陣問(wèn) 題 。更 精確一點(diǎn),板帶對(duì)軋輥的壓力場(chǎng)應(yīng)該是二維的,為此 Berger Pawelski 和 Funke 給出了軋輥表面壓扁率這樣一個(gè)更精確的描述。 Pawelski, Rasp 和 Rieckman 證實(shí)了這種模型適用于六棍軋機(jī),而且他們和 Wang, Pan 證明了連續(xù)不確定變化拱形是怎么形成的,在這里,一對(duì)扎根反對(duì)稱(chēng)拱形軸向竄動(dòng)可以被聯(lián)系起來(lái)。已經(jīng)發(fā)表了的關(guān)于軋制偏斜的分析論述中最早的是 Townsend 和 Shohet,他們的模型已經(jīng)大大擴(kuò)展并得到了廣泛印證。這樣的水平竄動(dòng)是為了更好的保證被軋板帶的平面度,但是沒(méi)有專(zhuān)著論述這種方法,因?yàn)檫@方面的論文都假定所有的軋輥都在一個(gè)平面內(nèi)。一些更先進(jìn)的軋機(jī)允許工作棍或支撐棍在水平面內(nèi)可控制的竄動(dòng),這是靠軸承在與被軋板帶平行的平面內(nèi)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。軋輥的變形使板帶的材質(zhì)不均勻性減小,但是使產(chǎn)品的外形尺寸精度和平面度得不到保證。另外,水平軋制偏移量本身可以成為激勵(lì)信號(hào),盡管它的靈敏度大大的改變了偏移程度。它最終揭示水平工作棍偏移量的影響最大,構(gòu)成了主要激勵(lì)。 附錄 1 冷軋橫向偏移量的控制性能 摘要 一些先進(jìn)的軋機(jī)考慮到工作棍和支撐棍在板帶所在平面內(nèi)的偏移量,允許棍在三個(gè)方向變形。這個(gè)模型用來(lái)探究冷扎橫向偏移量控制系統(tǒng)的靈敏度對(duì)冷扎三個(gè)方向精度的影響。這種影響隨偏移的程度和工作棍的直徑的變化而變化,而激勵(lì)的主要成分的影響尤其顯著。 板帶材冷扎機(jī)的設(shè)計(jì)需要在兩個(gè)物理因素之間協(xié)調(diào)衡量:當(dāng)增大 軋輥直徑時(shí),總軋制力會(huì)增大;當(dāng)減小軋輥直徑時(shí),變形量又會(huì)增大。設(shè)計(jì)軋機(jī)時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)這些因素,并應(yīng)通過(guò)可控制的激勵(lì)對(duì)因材料不均勻性引起的變形進(jìn)行補(bǔ)償。圖 1 示意了這個(gè)過(guò)程。但是事實(shí)上,軋機(jī)的軋輥即使沒(méi)有任何的滾 動(dòng)偏移,也會(huì)因?yàn)槟Σ亮Φ牟黄胶庠谒矫鎯?nèi)變形。他們的方法是把所有偏斜向軸向和水平方向分解,再用數(shù)學(xué)方法描述每一種變形。這些模型都是用簡(jiǎn)單的一維形式,建立在與軋輥和軋輥?zhàn)冃味即怪钡姆较蛏稀? 所有這些模型都遇到了同樣的難題,就是用數(shù)學(xué)模型來(lái)表示不同的激勵(lì)形式引起的軋輥之間的變形。 Hacqu