本發(fā)明涉及矯直機(jī)矯直輥，尤其涉及一種板材矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、矯直輥是矯直設(shè)備的重要部件，在矯直金屬板材過程中，矯直輥與板材以及與支承輥之間的相互擠壓摩擦?xí)?dǎo)致矯直輥的磨損。矯直輥的磨損主要是受矯直輥材質(zhì)、尺寸、矯直力與輥間壓力等因素影響，從磨損機(jī)理上來看，矯直輥的磨損主要分為磨粒磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損和黏著磨損等。

2、對(duì)于上述矯直輥磨損的問題，目前主要的解決方式有維修和替換，對(duì)于替換矯直輥的方式而言存在成本高和經(jīng)濟(jì)性差的問題；對(duì)于維修的方式而言，需要根據(jù)矯直輥的轉(zhuǎn)動(dòng)情況判斷矯直狀況，但由于矯直輥的轉(zhuǎn)速過高，對(duì)于維修的作業(yè)人員而言存在不可避免的安全隱患，其次難以在短時(shí)間完成維修作業(yè)，影響作業(yè)效率，且一旦矯直輥替換或維修不及時(shí)，會(huì)給矯直的材料造成不可逆的損害。且在上述的維修過程中，大多通過肉眼觀察或通過所矯直材料的精度判斷矯直輥的磨損程度，而通過上述方法發(fā)現(xiàn)矯直輥磨損時(shí)，通常磨損程度過大，維修成本高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力或難以維修，只能更換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的部分或全部技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，能夠?qū)ΤC直輥的磨損情況能夠提前預(yù)測(cè)，提高矯直輥的使用壽命和矯直質(zhì)量，提高對(duì)矯直材料的矯直精準(zhǔn)度，降低更換成本，提高維修效率。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，包括：

4、獲取矯直輥的參數(shù)，建立矯直輥的磨損模型；

5、求解所述磨損模型，得到矯直輥磨損的預(yù)估磨損量；

6、根據(jù)所述預(yù)估磨損量構(gòu)建模擬退火算法模型；

7、求解所述模擬退火算法模型，得到矯直輥磨損的個(gè)體適應(yīng)度值；

8、將所述個(gè)體適應(yīng)度值作為預(yù)測(cè)值對(duì)矯直輥的磨損程度進(jìn)行預(yù)測(cè)。

9、進(jìn)一步地，在上述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法中，所獲取矯直輥的參數(shù)為同一矯直機(jī)中若干組矯直輥的參數(shù)，在獲取參數(shù)時(shí)將每個(gè)矯直輥沿徑向均勻切成若干小片，計(jì)算各片的磨損量，包括矯直輥的工況參數(shù)，實(shí)測(cè)狀況下矯直輥的磨損不均勻參數(shù)及所建立矯直輥磨損模型的系數(shù)。

10、進(jìn)一步地，在上述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法中，所述磨損模型表示為：

11、

12、其中：wij表示矯直第i塊矯直材料時(shí)矯直輥第j片的預(yù)估磨損量；k1表示模型系數(shù)；pn表示第n根矯直輥矯直過程中受到的矯直力；b表示所矯直材料的寬度；lc表示所矯直材料與矯直輥的接觸弧長；k2表示負(fù)荷影響系數(shù)；lz表示矯直輥的矯直公里數(shù)；π表示圓周率；dw表示矯直輥直徑；δ(x)表示描述矯直輥橫向磨損不均勻程度的函數(shù)。

13、進(jìn)一步地，在上述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法中，第n根矯直輥矯直過程中受到的矯直力pn通過下述公式計(jì)算獲得：

14、

15、其中：l表示矯直機(jī)的矯直輥輥距；mn-1、mn和mn+1分別表示矯直輥第n-1、第n和第n+1處的彎矩比；mt表示矯直輥彈性極限彎矩。

16、進(jìn)一步地，在上述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法中，所矯直材料與矯直輥的接觸弧長lc通過下述公式計(jì)算獲得：

17、

18、其中：δh表示矯直輥矯直過程中矯直材料的壓下量；rw表示矯直輥半徑。

19、進(jìn)一步地，在上述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法中，描述矯直輥橫向磨損不均勻程度的函數(shù)δ(x)表示為：

20、

21、其中：x表示矯直輥的矯直區(qū)；x1-x7分別表示矯直磨損區(qū)，其中x1表示位于矯直輥基準(zhǔn)邊一側(cè)，基準(zhǔn)邊至矯直輥輥身上磨損區(qū)域邊緣位置的距離；x2表示基準(zhǔn)邊至磨損區(qū)域上第一個(gè)波谷的距離；x3表示基準(zhǔn)邊至磨損區(qū)域上第一個(gè)最高點(diǎn)或波峰的距離；x4表示表示基準(zhǔn)邊至磨損區(qū)域上第二個(gè)最高點(diǎn)或波峰的距離；x5表示基準(zhǔn)邊至磨損區(qū)域上第二個(gè)波谷的距離；x6表示位于矯直輥操作側(cè)，也即遠(yuǎn)離矯直輥傳動(dòng)側(cè)，基準(zhǔn)邊至矯直輥輥身上磨損區(qū)域邊緣位置的距離；x7表示矯直輥輥身長度；q1和q2表示矯直機(jī)矯直輥傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)的邊部磨損比率；l1、l2、l3和l4表示矯直輥軸向磨損的分段，其中l(wèi)1表示位于矯直輥傳動(dòng)側(cè)磨損區(qū)域邊緣至磨損區(qū)域第一波谷的距離，l2表示矯直輥磨損區(qū)域第一波谷至第一最高點(diǎn)或波峰的距離，l3表示矯直輥磨損區(qū)域第一最高點(diǎn)或波峰至第二波谷的距離，l4表示位于矯直輥操作側(cè)磨損區(qū)域邊緣至磨損區(qū)域第二波谷的距離。。

22、進(jìn)一步地，在上述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法中，矯直磨損區(qū)x1-x7通過下述公式計(jì)算獲得：

23、

24、其中：lw表示矯直輥輥身長度。

25、進(jìn)一步地，在上述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法中，所述模擬退火算法模型表示為：

26、

27、其中：fit表示個(gè)體適應(yīng)度值；ωi表示第i根矯直輥適應(yīng)度值的加權(quán)值；m表示某一矯直機(jī)的矯直輥數(shù)量總和；cmax表示的最大估計(jì)值；wij表示矯直第i塊矯直材料時(shí)矯直輥第j片的預(yù)估磨損量；wij_m表示矯直第i塊矯直材料時(shí)矯直輥第j片的實(shí)測(cè)磨損量；n表示一個(gè)換輥周期內(nèi)矯直材料的數(shù)量。

28、第二方面，本發(fā)明還提供了一種矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括：

29、磨損模型建立模塊，所述磨損模型建立模塊用于獲取矯直輥的參數(shù)，建立矯直輥的磨損模型；

30、預(yù)估磨損量求解模塊，所述預(yù)估磨損量求解模塊用于求解所述磨損模型，得到矯直輥磨損的預(yù)估磨損量；

31、模擬退火算法模型建立模塊，所述模擬退火算法模型建立模塊用于根據(jù)所述預(yù)估磨損量構(gòu)建模擬退火算法模型；

32、個(gè)體適應(yīng)度值求解模塊，所述個(gè)體適應(yīng)度值求解模塊用于求解所述模擬退火算法模型，得到矯直輥磨損的個(gè)體適應(yīng)度值；

33、預(yù)測(cè)模塊，所述預(yù)測(cè)模塊用于將所述個(gè)體適應(yīng)度值作為預(yù)測(cè)值對(duì)矯直輥的磨損程度進(jìn)行預(yù)測(cè)。

34、本發(fā)明技術(shù)方案的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

35、本發(fā)明的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，通過獲取能夠影響矯直輥磨損的主要參數(shù)建立矯直輥的磨損模型，并通過求解所獲得模型的方式構(gòu)建用于預(yù)測(cè)矯直輥磨損程度的模擬退火算法模型，根據(jù)模擬退火算法模型的求解可以實(shí)現(xiàn)對(duì)矯直輥的磨損程度的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，從而能夠?qū)ΤC直輥的磨損情況能夠提前預(yù)測(cè)，提高矯直輥的使用壽命和矯直質(zhì)量，提高對(duì)矯直材料的矯直精準(zhǔn)度，降低更換成本，提高維修效率。

技術(shù)特征：

1.一種矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所獲取矯直輥的參數(shù)為同一矯直機(jī)中若干組矯直輥的參數(shù)，在獲取參數(shù)時(shí)將每個(gè)矯直輥沿徑向均勻切成若干小片，計(jì)算各片的磨損量，包括矯直輥的工況參數(shù)，實(shí)測(cè)狀況下矯直輥的磨損不均勻參數(shù)及所建立矯直輥磨損模型的系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述磨損模型表示為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，第n根矯直輥矯直過程中受到的矯直力pn通過下述公式計(jì)算獲得：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所矯直材料與矯直輥的接觸弧長lc通過下述公式計(jì)算獲得：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，描述矯直輥橫向磨損不均勻程度的函數(shù)δ(x)表示為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，矯直磨損區(qū)x1-x7通過下述公式計(jì)算獲得：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述模擬退火算法模型表示為：

9.一種矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種矯直機(jī)矯直輥磨損預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，屬于矯直機(jī)矯直輥技術(shù)領(lǐng)域。包括獲取矯直輥的參數(shù)，建立矯直輥的磨損模型；求解所述磨損模型，得到矯直輥磨損的預(yù)估磨損量；根據(jù)所述預(yù)估磨損量構(gòu)建模擬退火算法模型；求解所述模擬退火算法模型，得到矯直輥磨損的個(gè)體適應(yīng)度值；將所述個(gè)體適應(yīng)度值作為預(yù)測(cè)值對(duì)矯直輥的磨損程度進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過獲取能夠影響矯直輥磨損的主要參數(shù)建立矯直輥的磨損模型，并通過求解所獲得模型的方式構(gòu)建用于預(yù)測(cè)矯直輥磨損程度的模擬退火算法模型，根據(jù)模擬退火算法模型的求解可以實(shí)現(xiàn)對(duì)矯直輥的磨損程度的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，從而能夠?qū)ΤC直輥的磨損情況能夠提前預(yù)測(cè)，提高矯直輥的使用壽命和矯直質(zhì)量，降低成本。

技術(shù)研發(fā)人員：秦捷,王鑫,陳晉峰,朱殿瑞,周越,包鴻超,王琛,周長巍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：太原重工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9