CVC冷轧机工作辊垂直-水平耦合振动分析

轧机系统异常振动是影响轧件质量的主要因素。不同属性的振动共同促使了轧机系统的整体振动,辊系的垂直振动和工作辊的水平振动是较为主要的振动。根据某钢厂CVC轧机实际参数建立了轧机垂直-水平振动的动力学耦合模型并进行了求解,得到了变参数下轧机振动响应情况,通过提取钢厂轧机在线振动监测系统数据分析验证了仿真的正确性。结果显示,轧制工作辊处存在耦合振动情况,轧机系统振动特性与各种轧制工艺参数有关,对工艺参数进行适当调整可以有效地减小轧机振动。     

轧机垂直振动的研究现状与展望

通过对国内外各种类型轧机在高速轧制薄板带时存在的垂直振动问题进行了分析与总结,分析了轧机产生垂直振动的机理和引起轧机振动的主要因素,并提出了有效控制轧机垂直振动的措施.     

CSP热连轧机垂直振动建模分析

针对邯钢连铸连轧厂CSP热连轧生产线因轧机垂直振动影响带钢质量的问题,建立F3轧机垂直振动模型,将轧机简化为质点质量与弹簧刚度,根据能量守恒原则计算出轧机简化模型中的质量和刚度。并以MATLAB 7.0软件辅助运算,对其垂直振动的固有频率和响应特性进行分析,得出轧机在第3阶和第6阶固有频率的振动信号的输入下容易引发自激振动,第2阶和第4阶固有频率的信号的输入使轧机刚度降低,第5阶固有频率的振动则使板材出现明暗相间的振纹,由此提出了提高轧机刚度和避开固有频率等措施来提高板材质量。     

四辊轧机垂直振动特性研究及测试分析

为研究四辊轧机系统的垂直振动特性,考虑到四辊轧机具有较复杂的振动过程,建立了四辊轧机非对称6自由度垂直振动模型,利用机械振动学牛顿第二定律理论,构建四辊轧机的垂直振动系统动力学方程。采用Matlab软件对四辊轧机6自由度系统垂直振动模型的固有特性进行理论计算,对系统各阶固有频率及其相应的主振型进行分析,得到了第5阶固有频率是引起四辊轧机强烈自激振动的主要频率。通过现场垂直振动测试平台的验证,表明了该系统垂直振动模型具有较高精度的优点。以上研究结果为研究四辊轧机的现代动态设计、动力学分析以及抑振减振等问题提供了一定的理论基础。     

冷带轧机振动及干摩擦阻尼减振的仿真研究

考虑轧机振动过程中辊缝的非线性，本文建立了以轧制理论公式为基础，计算简便、快速的动态轧制力计算模型，结合轧机垂直振动简化力学模型，对高速冷带轧机振动及干摩擦阻尼减振等进行了数值仿真研究。     

冷轧机轧制过程中的轧辊振动研究

以冷轧机轧辊垂直振动为研究对象,在分析冷轧机振动机理的前提下,建立轧机垂直振动简化模型,运用数值仿真方法,分析了轧制压下量、摩擦系数及辊缝阻尼的轧制工艺参数对轧机垂直振动的影响。分析结果表明:减小轧机压下量有利于提高轧机振动临界速度;增加辊缝摩擦系数有利于减小轧辊的振动位移;增加辊缝阻尼能够有效降低振动幅值。在此基础上提出了抑制冷轧机垂直振动方法为:优化各道次压下量,以使轧制临界速度由1340 m·min-1提升到1520 m·min-1;适当降低乳化液浓度,以使辊缝摩擦系数增大,此调节过程应考虑窜流现象;增设液压衬板减震器或多孔阻尼减震器,以增加辊缝阻尼。     

冷轧机轧制过程中轧辊垂振的研究

以冷轧机系统的垂振为研究对象,结合近年来冷轧机垂振问题的研究成果,得出冷轧机垂直振动的振源在辊缝.冷轧机在高速轧制时,辊缝润滑状态发生变化导致辊缝阻尼改变,从而引起轧机的垂直振动.建立了冷轧机简化模型,并对冷轧机轧制过程进行仿真,分析了辊缝阻尼与轧机垂直振动之间的关系,得出辊缝阻尼变小导致轧机的垂直振动.通过增大辊缝间的摩擦系数和增设阻尼设备的方法维持合适的辊缝阻尼,可消除轧辊的垂直振动,保证轧机平稳运转.     

考虑润滑粗糙界面的叶片辊轧机辊系非线性振动特性北大核心CSCD

针对粗糙形貌导致界面行为发生变化进而影响叶片辊轧机辊系动力学特性的问题,建立了综合考虑支撑轴承以及楔板的表面形貌影响的叶片辊轧机辊系的垂直振动模型,计算了不同粗糙形貌的楔板与轧辊的接触载荷以及支撑轴承的非线性接触刚度。采用数值积分法求解了叶片辊轧机辊系垂直振动的动力学方程,分析了界面粗糙形貌对轧机辊系动力学响应特性的影响。研究结果表明:叶片辊轧机辊系振动位移幅值随着分形维数的增大逐渐减小,振动频率幅值也随之减小,且系统出现次谐波振动,表现出多频率振动现象。研究结果为实现辊轧机系统垂直振动控制提供了理论依据。     

多自由度冷连轧机耦合颤振机理与特性研究

在分析冷连轧机辊系振动时垂直与水平两个方向轧制力的相互影响与轧机实际机械结构的基础上,建立了动态轧制力影响下的多自由度冷连轧机辊系垂直-水平耦合非线性振动模型。利用参数所占轧制力变化的比重,对动态轧制力变化部分中的各项敏感参数进行选取,得到了轧机多自由度耦合系统的动力学方程,应用谐波平衡法对其进行求解。依据轧机实际参数,仿真得到了系统在不同外激励变化下的轧机多自由度耦合系统幅频特性曲线,研究了耦合系统在一定参数下水平方向的周期倍化分岔及混沌的演化途径,且耦合系统垂直方向也呈现出了丰富的分岔与混沌现象。最后利用分岔图、相图、最大Lyapunov指数和Poincare截面对其动力学行为进行了分析与验证。     

液压缸非线性特性影响下的含动态间隙轧机辊系振动特性及控制北大核心CSCD

为抑制四辊板带轧机垂直方向的振动,首先,考虑动态间隙影响下的分段非线性弹性力,建立分段非线性弹性力与动态轧制力共同作用下的轧机辊系动力学模型,使用平均法求解出该系统的幅频特性方程。然后,以轧机实际参数仿真液压油弹性模量变化时辊系的时域特性和频率特性,得到了对辊系振动行为的影响规律。比较辊系在不同液压系统参数变化下幅频特性响应的变化规律,通过分岔特性分析液压缸参数变化对系统振动行为的影响,得到了系统周期稳定运行时的参数区间。最后,设计状态反馈控制器实现对动态间隙轧机辊系的振动控制,并通过幅频特性和分岔特性可知,控制器能够有效减弱动态间隙对轧机辊系稳定性的影响,并抑制辊系的混沌行为,为抑制轧机辊系振动提供了理论参考。     

HC六辊冷轧机垂扭耦合振动分析

轧机系统异常耦合振动是影响轧件质量的重要因素。通过对某钢厂2180型六辊冷轧机的现场测试及分析发现工作辊的异常振动会传递到主传动系统中,造成齿轮箱等部件的故障,万向接轴并未有效隔断振动的传递。根据实际参数建立了包含主传动系统扭转振动和工作辊垂直振动的轧机耦合振动数学模型,并求解了模型的响应特性。同时,通过仿真分析发现了轧机垂扭耦合振动的真实性。定量分析发现系统发生耦合振动时工作辊扭转角及振动位移变化相对较大,扭转振动对垂直振动的影响较为明显。此方法为抑制轧机系统振动、减少设备故障提供了理论依据。     

轧制润滑摩擦对轧机振动的影响

分析了辊缝润滑与轧机主传动系统和垂直系统自激振动的影响关系。得出增加摩擦对轧机的主传动系统和垂直系统都具有减振或消振效果的结论。     

冷连轧机辊系参激刚度颤振特性研究

考虑轧辊表面振纹对辊系间的刚度变化的影响以及动态轧制力对振动系统的影响,依据轧机垂直振动的产生机理,建立了冷连轧机单自由度非线性颤振动力学模型。应用多尺度法求解得到了系统发生1/2亚谐共振时的幅频特性响应方程,仿真分析得到了不同参数变化对振动系统幅值以及振动区域的影响,并运用奇异性理论讨论了系统在非自治情况下的分岔特性,得到在3种不同情形下系统的转迁集与分岔拓扑结构图,给出了系统失稳的参数区域,从而可以避免轧机剧烈振动的发生,这为抑制和减少冷连轧机系统的振动提供了技术支撑与理论参考。     

形态小波在轧机扭矩信号中的应用

轧机振动是一个复杂的耦合问题。当轧机牌坊发生垂直颤振时,采集轧机传动侧扭矩信号,在其频域图中并不能得到故障频率。利用本文中的形态小波降噪特征提取方法进行分析,降低了高频、低频以及噪声的影响,提取出了故障频率。有力地证明了轧机确实存在耦合振动现象。     

基于稀疏自编码器与自组织映射网络的轧机颤振预警方法

颤振是轧机生产过程中常见的问题之一，严重影响轧机的生产效率。为实现轧机颤振状态的实时监测，预防轧机发生颤振，提出了一种轧机颤振预警方法。该方法利用稀疏自编码器对轧机的振动数据进行降维融合，并且通过自组织映射网络构建能够准确地反应轧机振动趋势的特征指标；同时，以轧机正常运行状态的数据为基准，通过3σ准则设定合理有效的阈值。实验结果表明：所构造的轧机振动趋势特征指标以及设定的报警阈值能够及时发现轧机振动趋势的变化，并在振动达到峰值之前进行报警。最后，将提出的SAE-SOM模型与AE-SOM模型进行比较，结果表明，SAE-SOM模型更加稳定且能够更早发现振动状态的异常变化。     

轧机振动研究的新进展

根据国内外轧机振动研究的发展，本文简要介绍轧机振动研究的重要性和振动研究的新方法新进展。     

冷带轧机振动状态下的轧制理论模型

为准确地模拟和预测高速冷连轧机频繁产生的颤振，在充分考虑工作辊的弹性变形后，给出了更为精确的轧机振动状态下轧制压力计算模型。     

分段对称非线性刚度作用下的轧机辊系分岔与混沌行为分析

考虑轧机辊系间分段对称非线性刚度以及轧机受到的外部周期性激励的影响,建立了具有分段对称非线性刚度的轧机辊系振动模型。应用最小二乘法将分段对称非线性刚度项拟合成一条连续曲线,给出了振动系统的动力学方程,并运用多尺度法求解轧机振动系统的幅频方程,在此基础上运用奇异性理论得到余维为3的轧机振动系统分岔响应方程,讨论了3种不同开折参数情形下系统的稳态响应转迁集,研究了振动系统在非自治情形下的分岔特性及出现不同分岔形态的条件。通过数值仿真,研究了轧机振动系统的安全盆被侵蚀的过程与通向混沌过程的趋势及临界值,给出了轧机振动系统的安全盆分岔行为和混沌行为特征。研究结果为轧机振动系统中广泛存在的动力学行为分析与控制提供了一定的理论参考。     

1700带钢冷连轧机主传动系统扭振研究

武钢１７００冷连轧机主传动系统的弧形齿接轴，在轧机运转过程中产生剧烈的振动。为了诊断其振动原因，从轧机主传动系统扭振动态特性进行了研究，结合现场测试和频谱分析，得出相应的结论，为解决接轴的振动问题提供理论依据。     

F4轧机工作辊垂扭耦合振动仿真与分析

轧机工作辊处耦合振动是影响带钢质量的重要因素。根据某钢厂F4轧机实际参数建立了轧机工作辊垂扭耦合振动数学模型并进行了求解,得到了轧机工作辊处垂振和扭振的相互影响关系。同时,建立了该轧机系统三维模型,利用有限元分析软件ANSYS实现了关键部件的柔性化,最终建立了基于ADAMS的轧机系统刚柔耦合虚拟样机。利用ADAMS振动分析等模块,仿真分析了不同激励下轧机工作辊的动态响应情况。通过现场实测信号的分析验证了轧机工作辊垂扭耦合振动存在的真实性及模型建立的可靠性。分析结果表明,轧机工作辊处存在垂扭耦合振动且垂振对扭振的影响较为明显。