基于无线传感器扭矩检测的轧机扭振前馈控制

 针对轧机轧辊反复正反转咬钢抛钢受到突然强有力的冲击时扭振现象极为严重的情况,研究采用扭矩无线传感器实时采回负载干扰值,解决了现有的扭振抑制方法中采用扭振预估器计算扭振时容易出现偏差的问题;利用前馈能在扰动发生时提前做出干扰补偿的原理,在大型轧机交交变频调速系统定子转矩电流与转速双闭环的基础上,在转矩控制器的输入端加入负载扭矩扰动补偿,提前控制定子电流转矩分量而达到控制扭振的目的,并用Simulink对上述过程进行仿真。结果表明：基于无线传感的扭振前馈抑制方式对扭振的控制效果非常明显,几乎可以彻底消除扭振,更贴近实际。     

利用外扰模型前馈控制抑制轧机扭振的应用

建立了轧机的数学模型,分析了轧机扭振的原因,指出轧制电流是决定轧机是否扭振的关键因素.针对安阳钢铁公司中厚板轧机存在扭振现象,通过对扭振的测量、分析,表明在咬钢时会发生扭振.提出了模型前馈控制抑制轧机扭振,模型前馈控制通过建立理想的电机模型,将电流给定观测出并补偿到系统中去,达到抑制轧机扭振的目的;研究表明轧件咬入时的冲击是造成扭振的主要原因,模型前馈控制是抑制轧机扭振的有效方法,在工程中容易实现,而且不受轧机振动频率的影响,可抑制各个频段的振动.     

CSP轧机振动和振纹的试验研究

为了找出珠钢CSP热连轧机组在轧制薄规格集装箱板时出现振动的规律和机理,对该机组中间3架轧机的主传动系统扭振、机座系统垂振、抑振措施进行了现场测试,并对带钢(轧辊)振纹和工艺参数、轧机振动之间的关系,振纹形成必要条件等进行了研究.结果表明:F2轧辊振纹频率为14 Hz,是由齿轮座齿轮啮合冲击激起主传动扭振造成的;F3轧辊振纹频率为54 Hz,是由接手弧形齿啮合冲击引发辊系水平振动造成的;F4轧辊振纹频率为78 Hz,是由机座水平系统共振造成的;对F4来说为避免振纹形成,在一定轧速下需谨慎选择工作辊直径.对比试验发现,关闭乳化液和采用高速钢轧辊对振动的抑制有较好效果.     

1580热连轧机组轧机主传动系统建模及振动分析

国内某钢厂1580热连轧机组第二架轧机(简称F2轧机)在轧制特别规格产品时极易发生振动,针对易发生振动的F2轧机主传动系统建立动力学模型,并计算出主传动系统的固有频率和主振型,通过对现场测试的振动信号进行分析,轧辊水平振动信号和主传动接轴的扭振信号具有明显的共性,轧辊水平振动是激励源,导致轧机主传动系统发生扭振共振,进而引起主轧机的强烈振动。消除或减弱轧辊的水平振动是解决轧机振动问题的关键。     

可逆板坯初轧机抛钢减速点自动控制的探讨

可逆板坯初轧机生产过程是轧辊由静止到开始加速转动、咬钢、恒轧、减速、抛钢至停转,再反向转动,重复上述过程.经数道次的重复,把钢锭轧成所要求规格的板坯.整个轧制周期中,间隙时间儿乎占有一半.所以减少间隙时间是缩短轧制周期、提高产量的关键.在轧制中轧辊逆转、压下、轧件回送(咬入)等过程所产生的间隙时间均应力争缩短.但对于具有压下速度高、轧辊单独传动、翻钢次数不多、翻钢机灵活适用的板坯初轧机,轧件回送(咬入)时     

鞍钢1700中薄板坯连铸连轧(ASP)R1轧机综合测试与分析

为进一步优化鞍钢 170 0中薄板坯连铸连轧 ( ASP)轧制工艺 ,提高其生产能力 ,改善产品质量 ,对 R1粗轧机进行了各种工况下轧制扭矩、扭振、振动及其他力、电参数综合测试。结果表明 :R1轧机主传动系统在板坯咬钢和含钢升速时会产生扭振 ,最大扭矩达到 1981k N· m,扭矩放大系数 TAF小于 2 .0 0 ,扭振频率 16.5～ 17.5 Hz,最大轧制力 2 2 80 0 k N,与 R1轧机机电设计能力相比尚有潜力。本次测试为实现优质、低消耗、低成本生产和设备安全、经济运行提供可靠的依据     

考虑打滑和双间隙影响的厚板轧机主传动系统扭振

 建立了主传动系统含双间隙的4自由度非线性扭振模型,并针对轧机在打滑过程中发生的扭转振动进行数值模拟,得到了主传动系统扭振的动力学响应。通过对位移响应结果分析,发现在系统发生扭转振动时,间隙处出现了重复碰撞,各振子的相对位移较大。最后给出了含有双间隙时系统各轴段的扭矩放大系数,并讨论了系统中间隙的大小、位置对各轴段扭矩放大系数的影响,比较了单间隙和双间隙时系统扭矩放大系数。对此类含间隙,特别是含多处间隙系统的研究具有一定的参考价值。     

轧机扭振控制策略与实施(下)

4　抑制扭振的控制策略轧机主传动系统包括机械传动系统和电气传动控制系统,因此轧机主传动系统的动态特性和稳定性是由这两个系统相互作用所决定的。在轧机主传动控制系统中,加入陷波滤波器和负荷观测器,可以有效地抑制扭振的发生,减轻扭振的危害性,这是当前经常采用的抗扭振措施,在理论和实际应用上都证明这些技术措施是十分有效的。4 1　陷波滤波器[3]在轧机主传动控制系统中,设置一个(或几个)陷波滤波器,使陷波滤波器的滤皮频率等于轧机轴系扭振一阶固有频率,这样就使轧机主传动机电系统在扭振固有频率点上的增益为零,可有效消除扭振。…     

热连轧机再生振动特性研究

对热轧轧制力公式做麦克劳林级数展开,建立轧辊表面振纹再生振动的非线性动力学模型。以实际某轧机技术参数为例,应用数值仿真的方法对比了轧辊表面振纹形成前后轧机振动的状态,仿真表明轧辊表面振纹严重影响了带钢表面质量。同时,通过比较不同振纹深度对轧机振动的影响,得到了振纹深度与振纹激励、辊系振动强度的关系曲线和系统位移响应的分岔图。最后,针对轧辊表面振纹的形成和再生振动,提出两条抑制振纹的措施,现场试验和理论分析证明该方法具有良好的效果。     

1150初轧机轴系扭振实测分析

国内几台1150初轧机的万向连接轴都先后出现过崩裂破坏事故,引起了生产、科研、设计部门以及电机制造厂的普遍重视。我组根据多次在初轧机上用电阻应变仪及光线示波器对轧制力及传动扭矩的实测研究,发现初轧机轴系的扭转振动非常明显,而上述破坏事故与咬钢时的冲击扭振有关。本文是在包钢1150初轧机上进行实测后的部份专题总结。主要内容是把振动理论与初轧机的生产实践结合起来,论述初轧机咬钢及甩钢过程的扭矩放大系数,从而得出几点有益的启示。     

万向轴倾角对热连轧机振动的影响研究

四辊轧机在轧制过程中,辊系受力非常复杂,研究辊系的振动除考虑其它因素外还应考虑万向接轴附加弯矩的影响。建立工作辊耦合动力学模型,证明辊系振动存在水平和垂直方向的耦合关系,并进行数值仿真,得出万向轴倾角的存在使部分扭振转换成万向接轴弯振,进而影响辊系的动力学特性;仿真表明,万向轴倾角在一定角度下位移响应会出现分岔等现象。     

轧机减速机齿轮时变啮合刚度对动力学特性影响

近年来随着轧机装备水平的不断提高,轧机振动问题显得更加突出和多样化。本文对某热连轧机扭振进行测试,并根据实际参数建立考虑减速机齿轮啮合刚度和时变性的主传动系统动力学模型,利用MATLAB/simulink分析模块进行了仿真研究,得出时变齿轮啮合刚度对轧机主传动系统扭振特性有一定的影响与实测接近。为研究轧机振动提供理论基础。     

2160 mm热连轧机组F2精轧机振动机理及测试

针对2160 mm热连轧机组第2架精轧机（F2）在轧制薄规格产品时频繁发生振动的问题,对该轧机开展了综合测试。介绍了振动现象,分析了振动类型。考虑轧制界面动特性,建立了新的轧制界面摩擦力模型,表征了界面的正负阻尼作用。在此基础上,考虑上下辊系不同运动状态构建了轧机扭转和水平方向的耦合振动模型。基于上述模型,模拟了轧机的自激振动,仿真结果表明,轧机振动形式为上下工作辊扭转和水平方向均反向运动,振动频率为扭转一阶固有频率,与现场测试现象相符合。最后分析了轧制工艺参数对轧机自激振动的影响,并提出了相应的可行抑振方案。     

轧机主传动系统扭振建模及分析

该数学模型考虑了减速器齿轮的啮合刚度对系统的影响,并通过计算得到系统的用保守系统拉格朗日方程建立了某铝带热轧机主传动系统的扭转振动数学模型固有频率和主振型及其对转动惯量和扭转刚度的灵敏度;用模态叠加法计算了系统在冲击载荷作用下的动力学响应,得出了各轴段扭矩放大系数的仿真结果,以判定扭振发生时主传动系统的最大动力载荷。计算发现该轧机主传动系统扭振固有频率分布并不十分理想,有必要进一步优化。分析结果对扭振问题的识别和解决具有指导作用。     

间隙条件下辊轧机两级传动系统动态特性分析

 为了分析含间隙等非线性因素对叶片辊轧机传动系统的动态特性影响,建立了考虑轧辊轴承座水平间隙、齿侧间隙、综合啮合误差以及时变啮合刚度等因素的叶片辊轧机两级传动系统的非线性动力学模型。采用Runge-Kutta法对非线性微分方程组进行求解。研究了不同激励频率以及不同轧辊轴承座水平间隙对辊轧机传动系统的动态特性影响。分析表明,激励频率以及间隙的增加使系统由周期运动进入了混沌运动,且振动幅值增大,对上下轧辊齿轮传动系统影响大一些,对上轧辊二级齿轮-齿条传动系统的影响小一些。     

热连轧机水平振动及其与轧制参数影响关系

 研究了热连轧机轧辊水平振动机制、水平振动与轧制过程参数间的影响关系。考虑间隙、轧辊偏移距和非线性阻尼等影响因素,建立了板带轧机工作辊水平振动非线性动力学模型,同时建立了轧机水平振动与轧制过程参数的关系模型。对某厂热连轧机F2机座进行水平振动测试试验,工作辊水平振动剧烈,中后期振幅达到4.5 g,甩尾时超过5 g,振动优势频率为40和118 Hz;同时对振动过程进行仿真,研究了轧件厚度、轧制速度和张应力参数对水平振动的影响。结果表明：仿真分析水平振动加速度幅值达到4.8 g,对比仿真和实测的振动曲线,可知仿真与实测结果相符;轧件的厚度越薄,对轧辊振动影响越大;轧制速度变化对水平振动影响较大;相比其他因素,张力对轧机水平振动的影响较小。     

1220六辊冷轧平整机薄板表面振纹的控制

针对某1220六辊冷轧平整机带钢和支撑辊表面振纹问题,结合1220六辊冷轧平整机振动特点,实施了连续跟踪测试,详细分析了支撑辊换辊周期内各阶段振动频谱,并运用ANSYS对平整机动态特性进行了数值模拟。在此基础上研究发现了不论在平整机处于何种轧制阶段均出现了600Hz的第八阶固有振动为主的异常振动,该振动与工作辊对支撑辊的相对运动相互作用导致支撑辊表面振纹。最后,结合振纹间距与振动源的关系,分析了引起平整机第八阶固有频率振动的原因,提出了振纹控制措施,并取得了较好的控制效果。     

基于动态轧制力的波纹辊轧机非线性振动

 金属层状复合板波纹辊轧制成形技术是一项变革性技术。为研究动态轧制力对波纹辊轧机振动特性和分岔行为的影响,考虑了波纹辊轧机动态轧制力、波纹界面间的非线性刚度和非线性阻尼,建立了基于动态轧制力的波纹辊轧机非线性振动数学模型。运用多尺度法求解了波纹辊轧机辊系在动态轧制力激励下的非线性振动幅频特性方程。分析了动态轧制力幅值、非线性刚度系数和非线性阻尼系数等参数对非线性振动的影响。通过最大Lyapunov指数、分岔混沌图、Poincaré截面和相轨迹等方法分析了轧制力的动态变化对系统稳定性的影响,设计了分岔反馈控制器对轧制力动态变化诱发的分岔行为进行控制,并且通过数值仿真验证了控制器设计的正确性和可行性。