单辊驱动冷轧平整机振纹实测及振动机理分析

对某单辊驱动四辊冷轧平整机振动测试结果及其工作辊接触界面的摩擦学、阻尼特性,工作辊的稳定性,自激和受迫振动机理进行了分析。通过对振动信号的分析与比较,得到了平整机的振动特征以及振动与振纹之间的相互影响关系。在支撑辊使用初期,平整机振动的主要成分是自激振动,且自激振动的根源在于工作辊接触界面的负阻尼特性,而负阻尼产生源于轧制界面异步轧制搓轧区改变了摩擦力方向及辊间接触界面打滑现象的存在。在支撑辊使用中后期,由振纹引起的强迫振动加速了振纹的形成,系统的振动为强迫振动和自激振动共存。研究结果为解决实际生产中平整机振动带来的冷轧带钢质量问题提供了理论依据。     

CSP轧机振纹振动致振机理研究

对轧机振动性质、致振机理进行了研究,通过对连轧机组中发生振动的F2、F3轧机进行的现场测试和分析发现,轧机振动以水平方向为主,轧辊和轧件上的振纹频率和振动频率相同,并且将最终振纹折算到轧制界面上后其长度与接触弧长相等.这说明振纹与接触弧有直接的联系.提出了CSP轧机的辊面振纹扩展致振机理,即轧机振纹是工作辊初始振纹在轧制过程中逐渐在辊面扩展形成,轧辊表面振纹引起并加剧了轧机的非正常振动.该理论对同类轧机振动抑制具有重要理论和应用价值.     

1580热连轧机F2机架与传动系统固有振动特性研究

国内某厂1580热连轧机在轧制1.8mm薄规格带钢时,F2主传动系统发生剧烈振动现象,导致弧形齿接轴集油环连杆断裂;为了分析轧机振动特性,建立F2轧机主传动系统和轧机机架等零部件有限元模型,以节点耦合的方式模拟轧机内部各零部件之间的连接关系,进行有限元模态分析;计算结果与测试所得典型振动信号的优势频率对比分析可知,计算结果与测试结果较为相符,且下接轴自激振动阶段表现出明显的拍振特征,工作辊和机架等测点也具有扭矩自激振动阶段优势频率和拍振特征,为进一步分析轧机振动特性及原因提供有效参考。     

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。     

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。     

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。     

基于辊缝动态摩擦方程的铝板冷轧机垂振机理分析

针对高速铝板轧制过程中频繁出现的冷轧机垂直振动现象,结合轧制工艺润滑原理和机械振动理论,建立基于辊缝动态摩擦方程的轧机垂直振动模型.该模型由辊缝几何形状模型,轧辊-轧件工作界面的动态摩擦模型,变形区内的正向轧制应力、摩擦应力分布模型,以及单机架铝板冷轧机二自由度垂向系统结构模型组成.同时,为研究轧辊-轧件工作界面动态摩擦机制影响下的冷轧机垂振机理及系统稳定性,采用某厂单机架铝轧机设备及工艺参数,搭建Matlab/Simulink平台,分别模拟仿真轧制压力和正向轧制应力曲线,验证该模型的有效性;并讨论分析了变形区混合摩擦状态,轧辊-轧件表面粗糙度、轧件入口厚度与系统稳定性的关系.      

轧制润滑对1420冷连轧机机组自激振动的影响

针对1420冷连轧机组第5架轧机轧制过程中发生的自激振动问题,从理论上分析了轧制润滑与轧机自激振动之间的关系.通过优化轧制润滑工艺参数,抑制了该机组第5架轧机的自激振动,使轧机稳定轧制的临界轧制速度从原来的650 m/min提高到900 m/min以上,解决了困扰该机组生产的一大难题.     

带钢冷轧机振动问题的研究进展及评述

概要回顾了带钢冷轧机振动研究的历程,归纳了轧机上出现的各种振动形式,如轧辊的垂直振动、水平振动、轴向串动,带钢的横向和纵向振动,主传动系统的扭转振动和轴向振动等,重点论述了轧机自激振动现象,讨论了影响轧机自激振动发生的因素、相关的研究方法及研究成果,总结了轧机振动控制措施,分析了目前研究中存在的问题与不足,提出了进一步研究的重点和方向.     

带钢冷连轧机自激振动诊断

带钢冷连轧机高速轧制薄带钢时发生轧机振动，通过动态综合测试、振源分析和工艺润滑试验等手段，找到了引起轧机振动的主要原因，判明了振动属于发散型自激振动。     

粗轧机主传动扭振分析

分析了粗轧机主传动扭振模型及动态特性计算方法.在分析过程中考虑到轧辊与主传动动力侧之间的周向间隙对扭振响应幅度的影响,根据咬钢过程中间隙的启闭规律,基于龙格-库塔方法实现了扭振响应的数值仿真.对宝钢2050轧机R2主传动各工况进行了数值仿真,结果表明:当咬钢瞬间板坯速度大于轧辊圆周线速度水平分量时,轧辊与系统动力侧之间的接轴间隙打开,相对于间隙常闭工况,上下分支主轴的扭矩放大系数都有所增大,增幅达4%～20%.     

热轧过程中摩擦系数非对称性对轧机振动及稳定性的影响

建立了摩擦系数非对称性的轧制过程模型，并与某热轧机传动系统的垂直?水平?扭转结构模型相结合，建立了结构?过程相耦合的动力学模型。利用稳定性准则确定了摩擦系数非对称作用下轧机系统的稳定域，分析了摩擦系数的非对称性对轧机系统振动特性和稳定性的影响规律。通过仿真分析表明，摩擦系数的非对称性对系统的稳定性有显著的影响，随着非对称程度的不同，系统会出现稳定域、水平失稳域和水平扭转失稳域，不同程度的非对称性会造成不同的振动形态。通过对某热轧厂现场测试，得到了轧机系统的振动信号，验证了仿真分析的正确性，同时指出轧制集装箱板和普板（Q235）时的变形抗力不同引起稳定域的差异，从而使得在摩擦系数的非对称程度一样时，轧制集装箱板时落在了水平失稳域，系统出现了明显的水平振动；轧制普板（Q235）时落在了稳定域，系统没有明显的振动。      

1580热连轧机F2精轧机振动综合测试与分析

 针对迁钢1580热连轧生产线F2轧机在轧制薄规格产品时频繁出现的异常振动现象,组织了对其扭振、垂振及水平振动的综合测试。分析表明:轧机扭振和垂振是受迫振动,激励来自工作辊水平振动,工作辊轴承座衬板与机架衬板间间隙过大是造成轧机振动的直接原因,提出了减小工作辊轴承座与机架间间隙的振动抑制方案。现场对工作辊轴承座分别加装0.3和0.7mm两种规格的衬板垫片进行了试验,测试信号显示异常振动明显减弱甚至消失,效果令人满意。     

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。     

工艺参数对热轧机振动固有特性影响分析

 某钢厂热连轧生产线F2机架在轧制薄规格产品时发生了强烈的振动现象。为了更好地识别轧机振动的类型,抑制轧机振动,需对轧机系统的固有特性进行全面分析。考虑水平、扭转和垂直系统的振动,并考虑带钢和轧机系统的耦合作用建立热轧机11自由度振动模型,分析轧机系统在无带钢下的固有特性,并分析各阶模态对惯性参数和弹性参数的灵敏度。同时分析带钢和轧机耦合作用下前后张力、入口厚度、出口厚度、摩擦因数、变形抗力等工艺参数对轧机系统固有特性的影响。研究结果表明,带钢和轧机相耦合成一种变结构系统,系统固有特性随着工艺参数的变化而变化,工艺参数主要通过改变第4阶模态和第10阶模态来影响系统固有特性。不同的工艺参数对轧机系统固有特性的影响程度不同,入口厚度影响最为显著,可以通过改变工艺参数来改善系统固有频率。可以为轧机振动类型的识别和振动的抑制提供指导。     

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.