TORSIONAL VIBRATION IN BLOOMING MILL DRIVE SYSTEM

初轧机主传动系统的扭振是造成部件破坏的主要原因.本文指出初轧机的扭振实质上可分为冲击扭振和自激扭振两大类.分析产生各种不同扭振的原因,提出了各种扭振时TAF值的计算方法,并对TAF值可能达到的水平做出预测.指出危险情况和预防原则.     

立式轧环机传动系统的振动分析研究

通过分析立式轧环机传动系统的结构,建立了扭转振动理论计算模型,研究了传动系统在电机传递扭矩作用下的动力学特性,得到了传动轴的固有频率和振型。利用现代控制理论中的状态空间方法并结合MATLAB软件编程,对传动系统进行动力学仿真分析,得到了振动仿真曲线。为避免轧环机在工作过程因旋转共振产生破坏失效提供了理论依据,对立式轧环机传动系统的设计以及测试实验有指导意义。     

Investigation for parametric vibration of rolling mill

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｖｉｂｒａｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙａｒｏｌｌｉｎｇｍｉｌｌｎｏｔｏｎｌｙａｆ ｆｅｃｔｓｔｈｅｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓａｎｄｓｔｅａｄｉｎｅｓｓｏｆｔｈｅｒｕｎｎｉｎｇｍｉｌｌ,ｂｕｔａｌｓｏａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔ     

Serrated flow and stick–slip deformation dynamics in the presence of shear-band interactions for a Zr-based metallic glass

In this paper, shear-band interactions (SBIs) were introduced by a simple method and their effect on the dynamics of shear bands and serrated flow was studied for a Zr-based metallic glass. Statistical analysis on serrations shows that the stick–slip dynamics of interacting shear bands is a complex, scale-free process, in which shear bands are highly correlated. Both the stress drop magnitude and the incubation time for serrations follow a power-law distribution, presenting a sharp contrast to the randomly generated, uncorrelated serrated flow events in the absence of SBIs. Observations on the fracture morphologies provide further evidence and insights into the deformation dynamics dominated by SBIs. A stick–slip model for multiple shear bands with interactions is also proposed and numerically calculated. The results, in good agreement with the experimental results, quantitatively show how multiple shear bands operate and correlate, especially for those with large serrated flow events. Our studies suggest that one serration in the stress–strain curve may correspond to collective stick–slip motions of multiple shear bands for those ductile bulk metallic glasses where a large number of shear bands are observed during deformation.     

高频液力扭转冲击钻井提速工具设计与分析

PDC钻头钻遇中硬及软硬交替地层时极易产生黏滑现象,导致钻柱扭转振荡、钻进过程不稳定,机械钻速急剧下降。为解决上述难题,设计一种高频液力扭转冲击钻井提速工具。该设备主要由扭转冲击元件、承载连接元件及相应附件组成,通过内部流道产生的节流压差驱动扭转冲击元件产生高频往复的冲击扭矩,减弱或消除黏滑振动对钻头使用寿命的影响。地面试验和现场应用结果表明:该工具通过水力循环可稳定输出高频冲击扭矩,在桃2-4-18A井、坨203井、延491井进行了现场应用,与邻井相比机械钻速平均提高30%以上。该设备具有较好的市场应用前景且为深井、超深井钻井提速降本增效提供了技术支撑。     

极薄带钢冷轧过程振动纹成因分析及抑制

本文针对0．18mm极薄规格巧料的振动纹问题,从理论上分析了带钢厚度、轧制速度、辊缝中摩擦系数、带钢张力以及轧制润滑条件对冷轧过程自激垂直振动的影响。通过优化轧制工艺参数和调整乳化液性能指标,成功解决了1420mm冷连轧机900m／min左右高速轧制T5料时第5机架的振动问题,抑制了带钢表面振动纹的产生。     

山地城市地铁制动/轨道结构参数对钢轨波磨的影响

目的 山地城市地铁相较于平原城市地铁具有爬坡大且曲线多的复杂线路特点,其钢轨波磨问题更加严重。探究山地城市地铁制动区间钢轨波磨的形成机理,提出相应钢轨波磨的控制方法。方法 首先,结合现场调研建立了轮对-轨道-制动系统的有限元模型。然后,采用复特征值分析法研究了轮对-轨道-制动系统的摩擦自激振动特性,进而对制动闸片的表面织构及扣件参数进行参数化分析。最后,基于最小二乘法,采用2种拟合方程对扣件参数进行多参数拟合,并采用遗传算法与粒子群算法确定抑制钢轨波磨扣件参数的最优解。结果 发现轮对-轨道-制动系统存在2个不稳定振动频率,分别为653.73 Hz与584.76 Hz,其中653.73 Hz的复特征值实部较大,为46.53。对比不同表面织构,采用正六边形织构表面闸片的轮对-轨道-制动系统复特征值实部最小,为19.46。对比扣件参数优化前后,采用优化后的扣件参数的轮对-轨道-制动系统复特征值实部较小,为0.49。结论 轮轨子系统与制动子系统的摩擦耦合作用导致轮对-轨道-制动系统摩擦自激振动,是诱导山地城市地铁制动区间钢轨波磨产生的重要因素。当采用正六边形表面织构闸片或设置扣件参数中垂向刚度为36.2 MN/m,垂向阻尼为2 800 N.s/m,横向刚度为25 MN/m,横向阻尼为2 000 N.s/m时能有效抑制钢轨波磨的产生。     

冷轧工作辊摩擦不稳定分析及其抑制对策

对冷轧机工作辊由于摩擦力引起的垂直、横向振动作了定性分析，指出了它们的危害，提出了预防措施。     

CSP轧机主传动系统致振因素的分析

对CSP轧机主传动系统异常振动现象进行分析,为了确定引起振动的原因,分析了主传动系统机械间隙的存在对振动产生的影响,以及轧制界面因轧制力矩的变化对振动产生影响。通过MATLAB的Simulink软件对轧制力矩进行仿真发现,轧制力矩的波动对主传动系统振动的产生有直接影响;摩擦系数的波动对主传动系统振动产生的影响,是对主传动系统产生稳态的自激扭转振动;在对变频器控制的电气参数与主传动系统扭振的影响分析得出,由电磁谐波产生的谐波转矩,使主传动系统产生相应的扭振响应。最后在理论上提出了一系列抑制振动的措施。     

菜钢冷轧平整机卷取系统的改造

针对莱钢板带厂冷轧薄板平整机组卷取系统在平整穿带过程中容易打滑而使建张失败的问题,通过采取对卷取机卷筒表面用砂轮机打磨出菱形槽、卷筒表面涂抹皮带油、改进皮带助卷器、增设活动式助卷辊、优化平整建张模式和建张加速度等参数、规范和改进穿带操作方法的措施,使一次建张的成功率由原来的20％提高到目前90％,二次建张成功率达100...     

Dynamic characteristics of a rolling mill drive system with backlash in rolling slippage

According to the rolling slippage of a rolling mill drive train with backlash, the present authors have established a universal non-linear mathematical model for the drive system and used the Krilov–Bogolubov method to solve it, having ascertained the conditions of the self-excited vibration being aroused such as the relationship of rolling normal force and rolling speed, and also presenting the method of calculating the minimal rolling normal force required to arouse the self-excited vibration and the limit rolling speeds in which the self-excited vibration of the main drive train arises. The relationship of rolling normal force, rolling speed and torque amplification factor associated with the self-excited vibration is also derived. The research may provide a valuable way to avoid self-excited vibration and thus prevent the system from instantaneous breakage.     

Modeling of nanoscale friction using molecular dynamics simulation

利用分子动力学方法模拟了刚性金刚石压头在Ni单晶体上的滑动过程, 讨论了压入深度对 摩擦力的影响(压入深度对滑动过程中压头下方的微结构演化(能否发射位错环)有很大影响). 结 合摩擦过程中的塑性行为和能量耗散机制, 解释了产生摩擦力锯齿形曲线的原因, 证实了位错的形 核及湮灭是黏--滑机制的原因之一. 不同滑动速度对摩擦力影响的模拟表明, 压头的滑动速度决定 了压头下方位错环的运动和演化形式: 在高速滑动下, 形成的位错环依次沿着滑移面很快向Ni单晶 基体内扩展; 在低速滑动下, 压头下方产生的位错环互相发生作用, 在材料的亚表面形成较低能量的 大位错环, 由此产生的塑性变形主要集中在材料的亚表面.     

大型液压轧机轧制薄板异常振动及振纹研究

对F3轧机异常振动信号及薄板振纹进行了研究,结果表明F3轧机主传动轴发生扭振,其固有频率为20.5Hz。由薄板振纹反演出轧机工作辊的振动频率为51Hz,此频率与工作辊水平振动的基频相吻合。通过倒频谱分析,得出50Hz附近的边频是由F3工作辊转频调制而成。     

Self-Excited Vibration Drilling Models and Experiments

A nonlinear dynamical model of vibration drilling is presented. It takes in consideration cutting interruption through surface generation equations. The linear stability analysis yields stability charts and the nature of Hopf bifurcation is discussed at critical values of cutting parameters. Dimensionless equations have been employed in order to obtain graphical charts that completely describe the dynamics of a pair of vibration-drilling head - workpiece material. The analysis of “finite amplitude instability” phenomenon is carried out in time domain by computer simulations. A dynamic cutting fixture was used to run vibration drilling experiments. Based upon simulations and general vibration cutting model described here, the dispersion of the results from experimental work was explained. Important conclusions are drawn concerning forthcoming experiments in vibration drilling.     

山地城市地铁牵引与制动工况下钢轨波磨成因对比研究

目的 探究山地城市地铁牵引与制动工况下的钢轨波磨成因。方法 基于摩擦自激振动理论,结合山地城市地铁长大坡道区段现场调研,分别构建上坡牵引和下坡制动工况下车辆−轨道系统的动力学模型,对比研究长大坡道区段牵引与制动工况下车辆−轨道系统的动力学特性。分别构建对应区段的轮对−钢轨−牵引系统和轮对−钢轨−制动系统的有限元模型,并采用复特征值法对比研究山地城市地铁牵引与制动工况下的钢轨波磨成因。采用最小二乘法和粒子群算法提出抑制长大坡道区段钢轨波磨的车辆−轨道参数的最优解。结果 在轮对−钢轨−牵引系统中存在不稳定振动频率369.93 Hz,其复特征值实部为19.36。在轮对−钢轨−制动系统中存在不稳定振动频率443.92 Hz,其复特征值实部为4.970 5。结论 在牵引摩擦副与轮轨摩擦副的共同作用下产生的摩擦自激振动,在制动摩擦副与轮轨摩擦副的共同作用下产生的摩擦自激振动,分别是长大坡道牵引与制动区段钢轨波磨的主要诱因,且牵引区段发生的可能性高于制动区段。在制动工况下设置制动压力为5 kN,在牵引工况下设置牵引运行速度为80 km/h,并结合优化后的扣件参数,能有效抑制长大坡道区段钢轨波磨。     

真空辊形成铝板带材张力的计算与分析

在铝板带纵剪机组中,收卷张力的控制是产品质量的关键技术。以真空辊为研究对象,介绍了真空张力辊工作原理,重点对带材进行了受力分析,得出了收卷带材的张力公式,对带材张力进行讨论分析,该结论适用于控制电机容量的选择与校验。并提出使用建议,在生产过程中要合理确定张力,以保证铝板带材收卷质量的要求。     

铜带坯双面铣设备的改进

针对热轧生产线上的铜带坯双面铣机组存在的设备振动、故障多和被铣削的铜带坯表面质量不理想等问题,进行了受力分析,采用有三个支承辊的平台代替了辊子排支承架对设备进行了改进,获得良好的效果,铣削噪声下降了约10dB,铣刀的寿命提高了94％,成品率提高了10％以上。     

坡口机床进给丝杠副刚度计算

坡口机床进给系统中自激振动是制约加工效率的主要原因,有很大一部分振动来源于进给丝杠副。应用机床动力学理论建立进给系统自激振动力学模型并进行理论分析,计算不同支承方式下丝杠轴向刚度和螺母结构刚度,提出采用两端固定支承和双螺母的结构,可有效提高刚度、抑制振动现象发生。     

小方坯结晶器正弦振动参数的优化

根据四连杆振动机构及正弦振动的特点,主要从振动频率、振幅、负滑脱时间等参数进行研究。介绍了某钢厂小方坯连铸机的工艺状况及铸坯表面质量状况,对铸坯表面质量的影响因素进行了分析,对结晶器振动参数进行理论分析并对参数进行了优化。参数优化后,铸坯表面质量及溢漏率等问题均得到了有效地改善。     

Effects of Al and Ca on microstructure and surface defect of magnesium alloy thin strip

Mg-Al-Zn alloy thin strips were prepared by vertical twin-roll casting.Effects of Al and Ca on the microstructure and the surface defects of the thin strips were investigated.The results show that with the increase of Al content,the quantity of surface cracks of the thin strips increases rapidly and their locations are moved to the center of the thin strips.The alloy melts with more than 0.10%Ca(mass fraction)stick on the roller and a poor surface quality of the thin strips appears.With the increase of Al content,the microstructure of the thin strips evolves from singleα-Mg phase,characterized by the uniform and equiaxed recrystallization grains, to the combination of dendriticα-Mg with Al supersaturatedα-Mg.The minor addition of Ca can obviously refine the grains of Mg-3Al-1Zn thin strip because the formation of Al2Ca and the finest grains are obtained by adding 0.08%Ca.