鋼軌萬能軋制孔型及軋制參數(shù)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、鐵路技術(shù)朝著安全、高速、重載和自動(dòng)化牽引方向發(fā)展，要求鋼軌具有高精度、高平直度、高強(qiáng)度和高表面質(zhì)量。鋼軌是復(fù)雜斷面型鋼，萬能軋制變形過程既有強(qiáng)迫寬展又有自由流動(dòng)，孔型設(shè)計(jì)的合理性和軋制參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性是影響萬能線鋼軌軋制精度的最關(guān)鍵因素。
　　 傳統(tǒng)孔型設(shè)計(jì)步驟：依靠經(jīng)驗(yàn)初步設(shè)計(jì)→試軋進(jìn)行修正→滿足軋制精度要求后定型?？仔烷_發(fā)周期長、成本高且軋制精度也受到孔型設(shè)計(jì)精度限制。研究鋼軌萬能軋制過程金屬流動(dòng)規(guī)律，優(yōu)化孔型設(shè)計(jì)對提高鋼軌

2、軋制精度具有決定性的作用。鋼軌萬能軋制線是一個(gè)多變量強(qiáng)耦合控制系統(tǒng)，由于沒有軋制參數(shù)優(yōu)化模型和經(jīng)驗(yàn)公式作指導(dǎo)，現(xiàn)只能依靠操作工的經(jīng)驗(yàn)設(shè)置軋制表參數(shù)，根據(jù)試軋結(jié)果憑感覺修改軋制表，結(jié)果造成軋制精度偏低、廢品率偏高。在孔型固定的條件下，求出各軋制參數(shù)的設(shè)定范圍、給出各軋制參數(shù)的建議值對提高鋼軌的軋制精度具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文以國有某大型鋼鐵企業(yè)軌梁廠鋼軌萬能軋制生產(chǎn)線為研究背景，通過對某規(guī)格鋼軌萬能軋制過程金屬流動(dòng)復(fù)合分析、

3、連軋關(guān)系對軋制過程金屬流動(dòng)影響分析，較全面掌握鋼軌軋制過程金屬流動(dòng)規(guī)律，為孔型優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)；針對高速鋼軌萬能軋制線多變量強(qiáng)耦合的特征，以鋼軌斷面軋制精度為目標(biāo)，將優(yōu)勢區(qū)間控制算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，在不影響軋制生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)上，構(gòu)建軋制參數(shù)優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)了軋制參數(shù)的優(yōu)化。
　　 本文主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)根據(jù)軋制原理及相關(guān)理論，以應(yīng)力平衡方程、密席斯(Von Mise)屈服準(zhǔn)則、普朗特-勞斯(

4、Prandtl-Reuss)增量理論、同性硬化準(zhǔn)則為基礎(chǔ)，利用Marc軟件對鋼軌萬能軋制仿真分析，獲得鋼軌萬能軋制過程金屬流動(dòng)規(guī)律。
　　 (2)利用對萬能軋機(jī)和軋邊機(jī)的連軋過程仿真分析，研究速度匹配對軋制過程金屬流動(dòng)的影響；利用對軋邊機(jī)力矩進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，得到較優(yōu)的張力控制，實(shí)現(xiàn)更合理的軋制負(fù)荷分配。
　　 (3)利用1和2研究成果對軋制孔型進(jìn)行優(yōu)化。
　　 (4)在不影響鋼軌軋制生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)上，依靠西門子S

5、7-400PLC對外的TCP/IP通信接口，實(shí)現(xiàn)了軋制過程數(shù)據(jù)的在線采集與監(jiān)控。
　　 (5)提出將生產(chǎn)現(xiàn)場采集的大量軋制過程數(shù)據(jù)與鋼軌斷面尺寸檢測數(shù)據(jù)建立對應(yīng)關(guān)系，數(shù)據(jù)預(yù)處理后利用優(yōu)勢區(qū)間控制算法求出特定生產(chǎn)條件下U1E1、U2E2機(jī)架輥縫及軋制力的優(yōu)勢區(qū)間，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求出特定生產(chǎn)條件下UF機(jī)架輥縫及軋制力的設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)了軋制參數(shù)優(yōu)化。
　　 實(shí)踐表明：(1)把軋制過程金屬流動(dòng)規(guī)律及連軋關(guān)系分析結(jié)果運(yùn)用到孔型設(shè)計(jì)和優(yōu)