酸轧机组拉矫机工作辊磨损预测模型研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 26 日 作者简介:李宏大(1990),男,满族,辽宁开原人,中级职称,本科学历,研究方向为冷轧拉矫机相关工艺设备及热轧产品质量。-18-酸轧机组拉矫机工作辊磨损预测模型研究 李宏大 唐山市应急管理局,河北 唐山 063000 摘要:摘要:酸轧机组是冷轧产品的重要生产设备,在金属加工行业中起着至关重要的作用,其中拉矫机作为酸轧机组的核心设备之一,负责对金属卷材进行矫直、拉伸和去应力等工序。然而,长期运行和高强度的工作环境使得拉矫机的工作辊容易遭受磨损,严重影响了生产效率和产品质量。基于此,文章简要阐述了酸轧机组拉矫机的结构特点,并
2、对酸轧机组拉矫机工作辊的磨损特征和磨损机理进行了深入分析,从而提出了建立酸轧机组拉矫机工作辊磨损预测模型的有效措施。关键词:关键词:酸轧机组;拉矫机;工作辊;磨损预测模型 中图分类号:中图分类号:TG3 在传统的拉矫机工作辊的磨损情况检测方法中,通常是基于经验和周期性检查进行确定,该方法无法提前预测磨损情况,不能有效采取相应的维护措施,亟需建立一个准确的酸轧机组拉矫机工作辊磨损预测模型。目前,随着机器学习和数据分析技术的进步,利用历史数据和相关因素来建立预测模型已成为一种可行和有效的方法,实现对拉矫机工作辊的磨损进行全面、准确的分析和预测,以便提前采取维护和更换措施,从而降低生产风险,提高生产
3、效率和产品质量,为金属加工行业的发展和进步做出积极贡献。1 酸轧机组拉矫机的特点 酸轧机组拉矫机是钢铁冶金工业中常用的设备之一,主要用于在酸洗工艺中的钢卷拉矫处理环节,酸洗是指将钢卷浸泡在酸性溶液中,以去除表面的氧化皮、锈蚀和其他不良物质,以净化表面和改善钢材质量,而在酸洗之前,为了使钢卷表面更加平整、去除表面的弯曲和应力失稳,通常需对钢卷进行拉矫处理1。酸轧机组拉矫机主要由拉矫机架、传动装置、辊子和钢卷输送系统等组成,钢卷主要是通过拉矫机工作辊的作用,经过连续的拉矫工序,使钢卷不断地得到拉伸和弯曲,以实现表面的平整和应力的释放;传动装置则负责提供动力和转动力矩,使辊子能够旋转和施加足够的压力
4、,将钢卷进行拉矫。并且,酸轧机组拉矫机还具备高速连续拉矫的能力,可以快速处理大批量的钢卷,提高生产效率和产量,且可根据不同钢材的性质和要求,准确实现拉矫参数调节和系统控制,以达到理想的拉矫效果。此外,酸轧机组拉矫机还可以适应不同类型和规格的钢卷,能够处理不同材质、不同厚度的钢材,应对多种拉矫工艺要求,并通过优化机架结构和辊子布置,确保稳定的运行和较小的设备振动,以保证高质量的拉矫效果。2 酸轧机组拉矫机工作辊的磨损特征分析 2.1 酸轧机组拉矫机工作辊的磨损特征 酸轧机组拉矫机工作辊的表面经过长期的摩擦和压力作用,容易出现表面磨损,如表面光洁度下降,出现磨痕、磨痕和磨粒等现象,影响拉矫质量并提
5、高摩擦系数,使得钢卷产生不均匀的拉矫应力,导致表面质量下降。并且,工作辊背面作为与驱动设备直接接触的部分,承受着相对较大的摩擦力和压力,长时间的摩擦作用会导致工作辊背面的磨损和疲劳,导致辊子的几何尺寸变化、表面平整度下降和背面凸度变化,进而影响钢卷的拉矫效果。由于工作辊与材料之间还存在侧向挤压和侧移摩擦,工作辊的侧面也容易出现磨损,侧向磨损主要表现为辊子侧面金属的消耗和辊子几何形状的改变,进而影响钢卷的拉矫稳定性和平整度。此外,长期的动态载荷和应力作用,以及温度的变化,也会导致工作辊出现疲劳开裂,疲劳开裂主要发生在辊子的高应力集中区域,如辊子表面和背面的切割处,严重影响工作辊的使用寿命和安全性
6、。2.2 酸轧机组拉矫机工作辊磨损机理分析 在酸轧机组拉矫过程中,工作辊表面与钢卷表面中国科技期刊数据库 工业 A-19-之间存在相对滑动和压力作用,而由于摩擦力和压力的作用,表面微观颗粒会破坏工作辊表面的原子结构,形成磨痕和磨粒,且随着时间的推移和工作辊与钢卷的多次接触,磨痕和磨粒会进一步扩大和深化,从而导致表面磨损加剧2。并且,在酸洗工艺中,酸洗液具有强腐蚀性,可溶解钢材表面的氧化皮、锈蚀和其他不良物质,而在拉矫过程中,酸洗液也会与工作辊表面接触,引起化学反应,进而导致工作辊表面金属脱落和磨损。此外,由于工作辊背面与驱动设备之间存在相对滑动和压力作用,工作辊表面会经历循环应力的作用,容易引
7、起疲劳磨损,且疲劳磨损主要发生在辊子的高应力集中区域,如辊子表面的切割处和辊颈等部位。因此,为了延长工作辊的使用寿命,应采取适当的维护和保养措施,如定期涂抹耐磨润滑剂、调整拉矫参数,以及合理安排使用周期,避免过度磨损和损坏。2.3 酸轧机组拉矫机工作辊磨损预测模型的建立意义 对于拉矫机工作辊而言,建立预测模型可提前预警工作辊的磨损问题,帮助相关人员及时采取维护措施,避免由于工作辊磨损引起的生产质量下降、生产停机等问题,使得维护过程更加可控,提高生产效率。同时,预测模型的建立使得维护工作更具科学性、准确性和经济性,通过预测模型,可制定合理的维护计划,如根据预测结果,合理安排工作辊的更换或磨削计划
8、,减少停机时间,并最大程度地降低维护成本。并且,由于工作辊的磨损会对生产效率和产品质量产生负面影响,而通过预测模型,可以及时预警和解决工作辊磨损问题,保证工作辊的正常运转,从而提高生产效率和产品质量,降低次品率,提升酸轧机组的生产能力和竞争力。此外,预测模型的建立依赖于大量的数据采集和分析工作,通过数据的收集和分析,可以更好地了解工作辊磨损的规律和影响因素,为决策提供数据支持,模型的建立也可促使决策过程更加客观、准确和可靠,有助于优化运营管理和生产决策,提升生产效率和市场竞争力,实现可持续发展。3 酸轧机组拉矫机工作辊磨损预测模型建立措施 3.1 模型结构的确定 在建立酸轧机组拉矫机工作辊磨损
9、预测模型前,首先需明确要预测的目标,即工作辊的磨损情况,一般可以工作辊表面的磨损深度、工作辊的剩余寿命,以及其他可以准确描述工作辊磨损程度的指标作为预测目标。同时,收集与工作辊磨损相关的数据,包括工作辊的使用情况、工作参数、工作状态等,以及与工作辊磨损相关的外部因素,如钢卷的材质、规格等,并对收集到的数据进行预处理,包括缺失值处理、数据平滑处理、异常值处理等3。并且,从收集到的数据中提取相关特征,用于建立预测模型,特征包括工作辊使用时间、工作辊的材质、驱动力的大小、工作辊的直径等,并考虑利用该领域前沿技术和专业经验,提取更高级别的特征,以便更好地描述工作辊磨损的规律。此外,还需根据问题的性质和
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