基于交流传动的轧机机电耦合系统振动特性分析

建立恰当的轧机系统模型,对其动态特性进行正确完备的描述是进行轧机系统设计、控制、状态监测和故障诊断的关键。随着交流调速技术的发展,交流电机已广泛用于轧机传动系统中。通过考虑驱动电机的影响,建立异步电机一轧机主传动系统的机电耦合模型,并利用该模型对轧机系统由串联补偿电容、摩擦、间隙和负载扰动等因素引起的机电耦合动态过程进行数值研究？研究结果表明,建立的机电耦合模型可以方便地分析轧机系统机电耦合动力学规律,为进一步控制轧机振动特性奠定基础。     

高速板带轧机振动机理分析与控制策略研究进展

高速轧制过程的轧机振动现象会严重影响产品质量,降低企业生产效率。本文在总结国内外研究成果的基础上,对轧机系统常见的振动故障进行原因分析,介绍不同振动形式下轧机系统动力学模型及控制方法,并重点阐述耦合效应对振动机理分析与控制方法研究的重要意义。最后,通过分析目前研究中存在的问题和难点,提出未来研究的重点与方向。     

中厚板轧机垂直振动研究

建立了6自由度的4200轧机垂直振动系统的动力学模型,并用Matlab对其进行了动态分析和仿真,分析了轧制力随时间变化的7种工况下的系统响应,得出了影响轧机垂直方向自激振动的因素,从而为轧制过程中避免产生垂直方向自激振动提供了可靠的理论依据.     

轧机耦合振动机理研究

轧机振动一直是困扰板带轧制发展的重要问题,已有的研究无法解释几种轧机振动内部的影响关系。轧机的异常振动包含轧机垂直振动、工作辊水平振动和主传动系统扭振,这三种振动形式复杂且交叉影响,增加振动模型的建立的复杂程度,不利于理论分析。通过分析轧制力对轧机水平刚度的影响,建立轧机系统垂直振动、工作辊水平振动和主传动系统扭振间相互影响的函数关系,建立轧机系统动力学模型,揭示轧机耦合振动机理;分析振动特性,分析轧机系统各参数对振动特性的影响,对照生产测试数据验证耦合影响的存在,分析实际生产中振动现象产生的原因;结合1580热轧机组的参数进行仿真分析,分析热轧薄带钢时频繁发生异常振动的原因,并提出合理的改进优化建议。     

轧机主传动系统机电振动特性分析及控制措施研究

建立恰当的轧机系统模型,对其动态特性进行正确完备的描述是进行轧机系统设计、控制、状态监测和故障诊断的关键.考虑间隙、摩擦等非线性因素的影响,建立了轧机主传动系统的机械模型,并进一步将控制系统、机械系统和轧制工艺条件等作为一个大系统来考虑,建立了复杂系统的机电耦合模型.用数值方法分析了电流调节器参数、轧制工艺条件、谐波扰动和间隙等因素对轧机系统振动特性的影响,并提出了相应的机电振动控制措施.研究结果表明,建立的机电耦合模型可以方便地分析轧机系统机电耦合动力学规律,为进一步控制轧机振动特性奠定基础.     

冷连轧机组耦合振动模型及影响因素分析

针对板带轧制过程轧机出现的垂直振动问题,分析轧机液压与机械系统耦合作用,建立4自由度轧机机-液耦合振动模型.研究前后张应力、压下制度和摩擦因数对轧机振动过程中轧制力的影响,构建轧机振动轧制力增量模型.基于振动系统正负阻尼对轧机振动的稳定性影响,提出用于表征轧机振动发生概率的振动系数指标与轧机稳定判别模型.同时选取现场典型规格产品为例,分析出轧制速度、压下制度、平均张力、乳化液流量、乳化液浓度和乳化液温度等关键工艺参数对振动系数的影响规律,并编制轧机振动系数计算软件,将其应用到某厂五机架冷连轧机组,验证了本文提出的振动判别模型的有效性.     

冷连轧机轧制力的影响因素

通过将轧制变形区划分为微单元,对变形区内轧制力影响因素的变化规律进行研究。根据微单元塑性变形方程式,建立单位轧制压力的计算模型。针对变形抗力、摩擦因数等非线性因素,建立基于神经网络校正系数和工作参考点方法的数学模型,分析其在变形区内的变化规律。针对轧辊压扁和轧制力计算的耦合现象,采用计算机迭代计算的模型完成轧制力的解耦计算。工业轧机实际数据验证了采用微单元方式计算轧制力预报精度高,可用于生产实践。     

热板带连轧机轴向力测试与分析

热板带连轧机轴向力测试与分析本钢连轧厂王敏一、问题的提出我厂１７００七机架精轧机组工作辊使用的轴承型号为Ｎｏ．１０７７９９２四列圆锥滚柱轴承,如图１为工作辊轴承的装配图。自１９８７年以来,随着产量的逐步提高,尤其是板厚自动控制系统的投入,使单机架的轧...     

高速轧机耦合振动问题研究进展及评述

高速连轧机普遍存在振动问题,微晶超高强度钢轧制时尤为明显。轧制板带越薄、速度越高,振动问题越严重。轧机振动不仅严重影响带钢精度和表面质量,而且危害设备安全运行。轧机振动问题研究受到学术界和产业界的广泛关注。本文综述了近年来轧机振动问题的研究历程,归纳了轧机主要的振动形式,重点阐述了高速连轧机的各种耦合振动机理、以及相关的研究方法及研究成果,分析了目前研究中存在的问题及难点,提出了关于轧机振动控制的进一步研究方向。     

基于动态轧制力的轧机垂扭耦合系统非线性振动机理研究

针对轧机垂扭耦合系统非线性振动机理研究还不完善的问题,考虑轧辊与轧件间动态轧制力因素影响,建立了垂直振动系统和主传动系统的动态轧制力模型。在此基础上,考虑轧辊摩擦力的动态分量,建立了基于动态轧制力的轧机二自由度垂扭耦合振动系统模型。利用相平面法和Poincare映射方法分析了垂直振动系统发生主共振的情况下,垂直振动系统的线性阻尼、外扰力和主传动系统的线性阻尼变化对轧机垂扭耦合振动的影响。研究结果表明当参数变化时系统呈现周期运动、准周期运动和混沌运动等多种运动状态,可通过调整参数值避免系统产生混沌现象,提高系统的稳定性。分析结果为工程中解决轧机垂扭耦合系统的振动问题提供了一种参考。     

板带冷轧机颤振抑制策略研究

以冷轧机系统的垂直振动为研究对象,提出冷轧机颤振的评价指标,结合近年来国内外冷轧机垂直振动问题的研究成果,对冷轧机颤振的抑制策略进行分析探讨。     

四辊冷带轧机再生颤振稳定性的统一理论

研究了四辊冷带轧机三倍频和五倍频颤振的产生机理，分析了由于负阻尼效应所导致的轧机再生颤振现象，提出了再生颤振稳定性分析的统一模型，并对其进行了理论探讨。在此基础上，通过轧机颤振的现场测试数据论证了再生颤振理论模型的正确性及其工业价值，并用数值仿真方法给出了再生颤振统一模型的稳定性图。     

冷连轧机颤振的一种振因研究

颤振是冷连轧生产中常见的现象,对这种现象的研究一直是工程界所关心的课题。研究了某钢厂冷连轧机的颤振问题,它的颤振特点是生产中该机组中的第五号机座出现低速颤振现象,即工作速度仅为设计速度的百分之四十分左右,严重制约了生产率。从扭振分析入手,对其传动系统上扭振三角波信号进行了充分的讨论,提出该轧机机座上的颤振原因是由上下支撑辊的相对辊径差所引起的速差所致。还给出了以速差为主变量的颤振自激因子计算公式,并以该轧机的轧制工艺为例进行了计算,证明了该轧机的颤振起因,这个结果为轧机的避振方法提供了理论指导。     

单机架可逆冷轧机数学模型的设计与实践

介绍单机架可逆冷轧机自动化控制数学模型,包括轧制规程、轧制力模型、变形抗力等具体模型以及自适应系统的建立。提出一种新式的按轧制力分配规程的快速收敛算法,并且利用Bryant理论具体实现了轧制力等模型。     

基于动态轧制力的冷轧机两自由度垂直振动特性

考虑冷轧机轧辊在垂直方向上振动位移动态变化的影响,建立了一种动态轧制力模型,在此基础上考虑轧机机械结构振动的影响,推导出含有动态轧制力的轧机辊系两自由度非线性垂直振动方程,采用多尺度法求解该系统的主共振及内共振幅频特性方程。对轧机实际参数进行仿真,分析了轧机中非线性刚度、阻尼、外扰力等参数变化时的轧机主共振幅频特性以及内共振幅频特性,并研究了轧机工作辊与支承辊的动态分岔特性,发现随着外扰力的变化,轧机辊系均会出现周期、倍周期、混沌运动等一系列复杂的运动状态,并得到了各轧辊出现不同运动状态的条件,为研究抑制轧机振动问题提供了有效的理论参考。     

CSP轧机振动的振源研究

针对某厂CSP热连轧机F2和F3机架出现严重的振动问题,为掌握轧机的振动规律并确定振源,首先对振动严重的F2和F3机架进行了现场测试,发现轧机具有4种振动形式。在分析了轧机固有特性以及轧机机械传动系统中潜在致振频率的基础上,确定了这4种振动形式的振动规律和振源,它们分别是轧制界面自激振动引起的固有频率振动、驱动端引起的强迫振动、齿轮座啮合引起的强迫振动、辊面振纹引起的振纹振动。研究发现,F2和F3振动时所表现出的频率虽有不同,但两架轧机的振动内在规律和振源却是相同的,而且在振动形式上表现出较为复杂的耦合振动。     

精密冷轧环机工艺动力学模型

采用交流伺服电机和机械驱动进给系统的冷轧环机,其进给伺服控制系统的设计需要一个新的工艺动力学模型。给出了交流永磁同步伺服电机的数学模型,建立了机械传动机构的等效动力学模型,分析了环件冷辗扩的运动学和变形力学条件,得到了整个进给系统的工艺动力学模型。模型表达了伺服电动机电流、转矩、转速与轧制载荷、芯辊进给速度和位置,以及环件几何尺寸之间的动态关系,各变量之间存在非线性和耦合。模型已用于冷轧环工艺控制器的设计。     

金属切削加工的颤振及避振分析

针对规避切削颤振问题,应用相对切削速度概念,提出了速度型动态切削力表达式以及车削或镗削的振动力学模型。通过对速度型动态切削力分析,解释了切削颤振产生的机理,给出了颤振发生的必要和充分条件。同时指出,在较大的切削速度范围内,存在一个或两个相对稳定的切削速度区域。如果公称切削速度处于该稳定区域,即使背吃刀量较大,系统也不易发生颤振。这种相对稳定的切削速度区域是可以预估的,文中给出了预估公式及预估方法,并由实验分析验证。依据能量原理提出的极限背吃刀量指标是预防颤振发生的有效预估指标,极限背吃刀量的表达式也解释了变速切削技术抑制颤振的原理。     

带钢平整机轧制压力的计算模型

平整较厚带材时，变形区水平应力沿板厚不均匀分布对平整轧制压力的计算有着重要影响。在考虑带材入口和出口弹性变形区影响的冷轧轧制压力计算模型的基础上，通过修改弹性变形区入口和出口应力边界条件，提出平整轧制压力计算模型，并对弹性区入口和出口表面水平应力进行了计算。用该模型计算的平整轧制压力与原有计算模型和实测值进行对比，证明模型提高了精度。