轧制变形区油膜厚度的实验研究

就轧制变形区油膜厚度的不同测试方法进行了对比研究,提出了简便、衫的加热退火法。方法研究了轧制油粘度,轧制速度与压下率对轧制变形区油膜厚度的影响。     

铝板冷轧润滑模型及应用

提出一种建立于流体动力学及塑性变形原理基础上的铝板冷轧润滑模型。可用于预测分析轧制变形区内油膜厚度、前滑、轧制压力及摩擦力分布等。该模型首先求解板材入口速度，然后得到油膜厚度，进行了高粘度矿物油铝板轧制试验，实测了不同压下率下入口油膜厚度，结果表明：实测值与计算值相当吻合，该模型为进一步研究板材冷轧及其润滑过程，优化生产工艺提供了依据。     

An efficient thermal analysis for the prediction of minimum film thickness in inlet zone at high speed lubricated cold strip rolling

The main objective of this work is to develop a formula for the prediction of thermal minimum film thickness at the roll/strip contact in terms of operating parameters particularly at the elevated roll speeds. The film thickness at the exit of inlet zone and at the entry of contact zone is common. Therefore, in order to compute minimum film thickness accurately at the contact, an efficient thermohydrodynamic analysis of fully flooded inlet zone has been carried out. The effects of rolling speed, reduction ratio, material parameter and slip on minimum film thicknesses (isothermal and thermal) and maximum film temperature rise (in the inlet zone only) are rigorously investigated. The performance parameters in the lubricated domain have been evaluated for rolling speeds (up to 20.0 m/s), reduction ratios (0.05–0.20), and slip values varying up to 20%. Significant reduction in minimum film thickness (thermal) has been observed with the increase in the rolling speed and slip. Based on this study, empirical relations are developed for the prediction of minimum film thicknesses (isothermal and thermal) at the contact. A relation for evaluation of maximum film temperature rise in the inlet zone has been also developed. Authors believe that the empirical relations presented herein may be useful for designers and practicing engineers.     

Unsteady lubrication modeling of inlet zone in metal rolling processes

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｅｔａｌｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｕｓｕａｌｌｙｒｕｎｓｉｎｔｈｅｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅ.Ｗｈｅｎｔｈｅｍｉｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｕｎｄｅｒｇｏｉｎｇａｓｅｌｆ ｅｘｃｉｔｅｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｋｎｏｗｎａｓｃｈａｔｔｅｒ     

铝板带冷轧水基乳化液润滑膜形成特点研究

探讨了不同浓度的水基乳化液形成润滑膜的特点。低速轧制时,随着轧制速度的提高,润滑膜厚度增大。当轧制速度超过临界值时,随着轧制速度的提高,润滑膜厚度降低。考虑速度对乳化液黏度的影响,用4阶多项解函数拟合乳化液黏度随轧制速度变化曲线,对Reynold方程进行修正,使非牛顿流体水基乳化液润滑膜厚度的计算更准确。     

载荷时变对齿轮齿条弹流润滑的影响

目的通过对传动过程中压力和膜厚的计算,提高齿轮齿条机构润滑性能,降低齿轮齿条传动过程中的磨损。方法简化齿轮齿条传动过程载荷图谱,运用简化的实际载荷曲线,建立齿轮齿条啮合过程的弹流润滑计算模型,对齿轮齿条啮合过程中的瞬态弹流润滑问题进行研究。考虑啮合过程中单、双齿啮合时不同的载荷,计算一个啮合周期沿啮合线上的中心压力、中心膜厚、最大压力、最小膜厚以及啮入点、节点、啮出点压力和膜厚,还有双齿啮合区转换为单齿啮合区、单齿啮合区转换为双齿啮合区前后瞬时的压力和膜厚。压力求解采用多重网格法,弹性变形采用多重网格积分法,得到了齿轮齿条传动机构的瞬态弹流润滑完全数值解。结果载荷突然升高引起中心压力突然升高,中心膜厚最大值出现在双齿啮合区与单齿啮合的临界点。啮合线上最小膜厚和最大压力出现了波动。计算得出啮入瞬时膜厚最薄,润滑状况较差。结论沿啮合线各瞬时压力与膜厚不断变化,载荷突变引起的压力突变应通过提高轮齿强度等方式防止表面疲劳破坏的产生。整个啮合过程中,啮入点为危险点。     

铝箔冷轧工艺润滑状态与润滑效果研究

铝箔冷轧工艺润滑中,采用综合考虑变形区膜厚比、摩擦因数、轧后表面质量与轧制油添加剂影响性相结合的方法,综合评价润滑状态。结果表明:入口处的油膜厚度明显小于综合表面粗糙度,获得的轧后铝箔表面质量较好,轧后铝箔表面粗糙度都比仅加入基础油时的有所降低,添加剂已经发挥作用,润滑状态以边界润滑为主。     

基于油膜力的油膜厚度补偿模型的研究与应用

为了满足轧制中带钢厚度精度的控制要求,必须对由轧制速度变化引起的带钢厚度波动进行油膜补偿.提出了一种基于油膜力的油膜厚度补偿方法,并进行推证,得到适合现场应用的数学模型.以此数学模型为基础,开发了一套完整的数据采集、数据处理和现场应用方法,并将该模型成功应用于热连轧生产中.实际应用表明,对热连轧机组采用该油膜厚度补偿算...     

SURFACE ROUGHNESS EFFECTS IN ALUMINIUM ROLLING

ＳＵＲＦＡＣＥＲＯＵＧＨＮＥＳＳＥＦＦＥＣＴＳＩＮＡＬＵＭＩＮＩＵＭＲＯＬＬＩＮＧ￥ＴａｎＪｉａｎｐｉｎｇ；ＺｈｏｎｇＪｕｅ；ＹａｎｇＰｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｅｎｔｒａｌＳｏｕ...     

基于流函数法的铝合金板材异步轧制应变计算数学模型

作为一种剧烈塑性变形技术，异步轧制是提高铝合金板材变形均匀性的重要方式。但由于异步轧制中存在多变量、强耦合、非线性等特点，其厚度方向变形机制难以精准解析。为深入研究异步轧制厚度方向变形情况，建立了一种板材异步轧制沿厚度方向应变计算模型。根据轧制过程的运动学特点，变形区被分为刚性-塑性-刚性区。在此基础上对变形区边界条件进行了修正，并采用流函数法建立近真实的运动学容许速度场。根据最小能原理和线性化积分手段建立了轧制功率消耗模型，解决了计算过程中的多参量非线性耦合问题，实现了变形区边界模型的快速计算。结合速度分量与应变速率分量，最终建立了异步轧制轧后应变计算模型。为了验证理论模型的准确性进行了数值模拟与异步轧制试验。与试验结果进行对比，计算结果最大误差为13.44%，最小误差为1.33%，整体计算耗时缩减到1 s以下。模型的建立可为异步轧制板材质量调控与预测提供重要理论参考。     

油水两相流润滑轧机油膜轴承的摩擦行为分析

目的研究含水润滑油对轧机油膜轴承的摩擦学性能的影响。方法选取轧机油膜轴承为研究对象,利用油水两相流体数学模型和弹流润滑方程研究轧机油膜轴承在等温条件下的润滑特性,分析油水两相流体润滑膜的压力、膜厚分别随含水率、滑滚比、轴颈间隙、主轴转速和轧制力的变化关系。结果水介入润滑油之后,随着含水率的增加,油水两相流体的黏度先增加,在含水率为30%左右时达到最大值(0.08 Pa·s),之后又迅速减小,直至接近于纯水的黏度(0.001 Pa·s)。当含水率为30%时,无量纲膜厚达到最大值(0.82),当含水率为90%时,无量纲膜厚达到最小值(0.68)。结论随着含水率的增加,油水两相流体由油包水流型转化为水包油流型,压力变化不大,膜厚先增加后减小,作为润滑剂,油包水流型比水包油流型具有更好的润滑性能,且在流型转变点处的润滑性能最优。随着滑滚比和轧机油膜轴承主轴转速的增加,压力减小,承载能力减弱,膜厚增加,润滑性能增强。随着轴颈间隙和外部轧制力的增加,压力增加,承载能力增强,膜厚减小,润滑性能减弱。     

金属薄膜结合性能的评价方法研究

针对Al2O3基体上磁控溅射沉积的Au／NiCr／Ta多层金属薄膜，用压痕法、滚动接触疲劳法、摩擦力和声发射两种模式同时监测的划痕法，对比研究了金属薄膜与基体的结合性能。结果表明：压痕试验从压痕形貌上很难判断薄膜与基体是否发生剥离，压入过程中也没有诱发裂纹的产生，更无法分辨薄膜层间的分离；由于金属薄膜的塑性变形，滚动接触疲劳法很难应用于金属薄膜结合性能的表征：划痕法可应用于多层金属薄膜的特异划擦行为研究，其中摩擦力模式能反映压头进入不同金属膜层时的变化，层间声发射信号的灵敏度不如摩擦力信号，对应试验条件，摩擦力曲线存在若干以拐点为特征的载荷，摩擦力曲线上出现的拐点及拐点特征载荷值可以在一定程度上反映多层膜的层数和层厚，并可刻划出该膜／基体系承受压入载荷而不发生剥落的能力。     

基于SVM的轧机油膜厚度补偿模型的建立

研究单机架热轧中厚板轧机的油膜厚度补偿问题,利用SVM方法建立了轧机油膜厚度补偿模型,并对回归预测结果进行分析,同时与成熟的基于Reynolds方程的轧机相对油膜厚度补偿方法进行比较,结果表明:采用基于SVM的轧机油膜厚度补偿模型可以对轧机油膜厚度进行良好的补偿,补偿精度较好.     

低黏度燃料介质中部分膜点接触弹流润滑分析

目的某型发动机转子系统直接采用JP-10燃料对传动部件进行润滑,但燃料润滑的可靠性是限制其应用的瓶颈技术之一,因此拟研究传动部件在JP-10介质中的润滑状态。方法建立点接触部分膜弹流模型,模型以弹流润滑理论与弹性固体接触理论为基础,应用有限差分法进行完全数值求解。通过比较在JP-10、航空润滑油4050和4109介质中,油膜厚度、油膜压力及粗糙接触压力的分布,分析了JP-10的润滑性能。结果 JP-10形成的油膜厚度与压力均小于另外两种润滑油,JP-10介质中的粗糙接触压力远大于另外两种润滑油中的粗糙接触压力。结论 JP-10的润滑性能比常用的航空润滑油弱,其润滑可靠性较低,需要采取先进表面加工技术对传动部件间的接触表面进行防护,同时在合理范围内提高流体卷吸速度,提高表面加工质量,有利于流体润滑膜的形成。     

PERFORMANCE OF LUBRICATING OIL FILMIN ALUMINIUM FOIL ROLLING

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｌｕｂｒｉｃａｎｔｉｎｍｅｔａｌｒｏｌｉｎｇｃａｎｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｃｏｎｔａｃｔａｒｃｉｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉ...     

环境温度变化对水润滑动静压轴承的热弹流影响

目的研究不同季节或地域以及外部降温对水润滑动静压轴承热弹流的影响。方法选取小孔式水润滑动静压滑动轴承为研究对象,采用考虑了热效应的Reynolds方程对水润滑动静压滑动轴承进行热弹流润滑分析,研究了不同温度边界条件下三种轴瓦材料的水润滑动静压滑动轴承润滑膜的温度变化及其压力膜厚的变化。结果当轴瓦、轴颈的温度相同且异于润滑剂初始温度(313 K)时,轴瓦、轴颈温度越低,润滑膜的温度越低,在入口区和出口区出现明显的温度变化,轴瓦、轴颈温度越低,润滑膜的膜厚越大,第二压力峰越明显。轴承外部降温,使轴瓦温度(297.35、281.7 K)保持低于润滑膜以及轴颈的初始温度(313K),轴瓦温度越低,润滑膜的温度越低,入口区以及出口区的温度也发生变化,润滑膜的膜厚增大,第二压力峰增大。对比轴瓦、轴颈温度同时降低和轴瓦温度降低这两种工况,润滑剂温度的变化趋势与压力膜厚的变化趋势相同,但变化幅度不同。结论由于轴承所处季节或地域不同,轴瓦、轴颈的温度异于润滑剂初始温度,外部环境温度越低,润滑膜的膜厚越大,有利于润滑。通过外部降温的形式使轴瓦保持低温状态,同样可以使润滑膜的膜厚增大,有利于润滑。     

DEVELOPMENT AND APPLICATION OF WATER-IN-OIL EMULSIONS FOR ZINC HOT ROLLING

ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＷＡＴＥＲ－ＩＮ－ＯＩＬ　ＥＭＵＬＳＩＯＮＳＦＯＲＺＩＮＣＨＯＴＲＯＬＬＩＮＧＪｉａｎｇ；ＪｉａｎｃｈｕｎＭａｏ；Ｄａｈｅｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｃｈｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎ...     

考虑轧件弹性变形时冷轧薄板轧制压力分布的精确求解

完成了考虑轧件弹性变形时冷轧薄板单位轧制压力和接触弧长的精确求解,并进一步考虑了粘着区对单位轧制压力的影响.通过与现场实测数据的比较,证明了本解法能更准确的预报冷轧薄板的轧制力.     

基于BP神经网络的轧机油膜厚度补偿的测试与建模

针对单机架热轧中厚板轧机天铁2500mm中厚板生产线的油膜补偿问题进行了研究,用基于BP神经网络的方法建立了轧机油膜厚度补偿模型,并与已成熟应用的基于Reynolds方程的轧机相对油膜厚度补偿方法进行比较分析.结果表明,BP神经网络模型比基于Reynolds方程的轧机相对油膜厚度补偿方法具有预测精度高、样本学习时间快、收敛速度快的优点,BP神经网络模型可以对轧机油膜厚度进行良好的补偿.     

AN INVESTIGATION ON THE DEFORMATION AND CRACK FORMATION OF METALS IN CROSS FORGING AND CROSS ROLLING

在200—300毫米輥径的横軋机上于不同溫度、速度、变形程度、变形区长度与直径之比以及外端等条件下,用金相法和硬度法对各鋼种的圓棒的变形分布和中心破裂进行了研究。在冲床上用端面画有同心圓的鋁棒和鉛棒进行了常溫的旋轉橫鍛試驗,以了解横鍛横軋时金属的变形分布。試驗結果表明: 1.一次横鍛时,表面层的变形最大,越靠中心变形愈小。当压縮率不大时,中心处可能只发生弹性变形。 2.旋轉橫鍛时,表面层和中心区的塑性变形較大,过渡区的变形最小。当变形率很小时,塑性变形亦可能不致于深入到中心区。 3.横軋时金属的变形規律与旋轉橫鍛时相似,但在压縮很小时,断面中心只发生弹性变形。 4.横軋时,軋制溫度、軋制速度增高,压縮率及变形长度与直径比越大,外端越小,中心破裂愈易产生。