叶片辊轧机传动系统动力学特性仿真与分析

叶片辊轧机传动系统动力学特性是决定叶片加工质量的关键性能之一。基于虚拟样机技术,采用Pro/E建立辊轧机传动系统三维模型,再将其导入RecurDyn中进行动力学仿真,模型中设置各齿轮、齿轮与齿条间为赫兹接触模型,并以轧辊与叶片间的非线性辊轧力作为模型激励载荷,对传动系统的动态特性进行仿真分析。结果表明:传动系统中,轧辊齿轮-齿条、轧辊齿轮-齿轮以及油缸齿轮-齿条之间的接触力曲线均呈现周期性波动;旋转油缸运动过程中,瞬时速度变化周期与大齿轮及侧齿轮的啮合周期相关;上下轧辊齿轮转速平稳,但在轧辊旋转方向改变瞬间,速度存在冲击现象;运动过程中,上、下轧辊角速度变化趋势与旋转油缸角速度变化趋势基本相同。研究结果为优化叶片辊轧机传动系统结构提供了理论依据。     

液压缸驱动下叶片辊轧机传动系统动力学特性北大核心CSCD

为了分析液压缸非线性动力学特性对叶片辊轧机传动系统振动的影响,建立了液压缸与叶片辊轧机传动系统耦合振动模型,考虑载荷作用下齿条基体产生弹性变形,推导出上轧辊二级齿轮-齿条时变啮合刚度,采用Runge-Kutta法求得了系统动力学特性,研究了无杆腔的初始有效长度、齿轮-齿条啮合刚度等参数对辊轧机传动系统的动力学特性的影响。分析表明,无杆腔的初始有效长度的增加,使系统逐步由周期运动进入倍周期运动,最终转为混沌运动;此外,齿轮-齿条啮合刚度引起上轧辊一级齿轮以及上轧辊二级齿轮-齿条的振动位移在初始时刻产生一定的波动,而对下轧辊一级齿轮的运动状态影响较小。     

随机啮合参数下辊轧机传动系统动力学特性分析

建立了斜齿6自由度齿轮弯-扭-轴耦合的辊轧机传动系统模型,使用变步长4阶Runge-Kutta数值积分法,对含有时变啮合刚度激励、传动误差激励以及齿侧间隙激励的传动系统动力学模型进行数值分析,得到辊轧机传动系统的动态响应过程。研究结果表明:时变啮合刚度激励、传动误差激励以及齿侧间隙激励的随机性引起齿轮传动系统不同程度的位移振动,并且振动位移均值及均方差随着随机间隙的离散程度增加而增大;由于从动齿侧处于传动系统末端,承受负载大,因此,从动齿侧的振动位移均值及均方差大于主动齿轮的振动位移均值及均方差。该研究为辊轧机传动系统的工程设计提供了参考。     

ZR22B52″型二十辊森吉米尔轧机辊系分析技术研究

以ZR22B52″二十辊森吉米尔轧机为研究对象，建立了辊系空间位置模型，并对辊缝变化与辊径、压下调整、侧偏心调整之间的关系进行了计算分析，开发出具有轧线调整参数及轧辊配置计算等功能的分析系统。应用结果表明，辊系空间位置计算结果与现场实际拟合度良好，相应工况条件下计算误差为1~13 μm，实现了精确、快速的辊系配置参数离线分析，为该轧机辊系分析提供了参考和量化依据。     

500 mm六辊轧机主传动系统特性分析

中国重型机械研究院股份公司为国内某特钢厂设计成套了500 mm六辊可逆冷轧机组,该型号机组是国内自主设计的首套500 mm六辊可逆冷轧机组。针对该机组主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,从而检验轧机主传动系统的固有特性,为机组的优化设计提供可靠参考。     

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。     

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。     

2800四辊轧机主传动系统动态特性研究

本文对某厂2800四辊轧机主传动系统的动态特性进行理论研究。文中将轧机主传动系统简化为五质量直串式力学模型,建立弹性力矩微分方程组,使用原坐标分析法及其计算机程序(VSFM和TRMS—1),计算出系统固有频率和弹性力矩振型及其瞬态响应。由计算结果和部分实验数据,指出该轧机主传动系统结构动力学方面的问题,为进一步探讨万向接轴断裂原因和改进途径,提供了理论依据。     

轧机主传动系统扭振的有限元法研究

建立了轧机主传动系统的扭振有限元法模型,计算和分析了主传动系统的固有动态特性及冲击响应,经有限元法和集中质量法的计算结果比较,验证了有限元法研究轧机主传动系统扭振的合理性。     

随机载荷下风机齿轮动态可靠性评估

以2 MW水平轴变速风力发电机齿轮传动系统为研究对象,对已产生裂纹的风机齿轮进行可靠性评估。以随机风速作为风机齿轮箱外部载荷,通过齿轮的转矩、切向载荷,计算齿轮齿根所受应力,并采用Weibull分布进行拟合;根据断裂概率与齿轮所受最大应力之间的关系和Griffith理论,建立断裂概率与裂纹之间的模型;基于Paris公式建立裂纹与载荷加载次数模型;最后,将上述2种模型结合,利用可靠度与失效率之间的关系,建立考虑随机载荷条件下,风机齿轮的动态可靠性模型。以风机齿轮箱中太阳轮为例,结果表明：相对于初始可靠度大于0.99的太阳轮,所验证的太阳轮初始可靠度在低至0.5的情况下,经过高载荷的作用,其可靠度会急剧下降,直至失效。在确定的材料下,所提模型可以较好地反映不同应力水平下裂纹扩展以及裂纹对可靠度的影响,可较好地应用于工程实践中。