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.     

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。…     

轧机扭振优化软件包的开发

在冶金工业生产中，经常出现由于轧机扭振造成的设备事故、产品质量问题。本文采用计算机仿真技术，建立轧机的动力学模型和数学模型，对系统进行扭振研究，研制了仿真软件包。     

轧机扭振控制策略与实施(中)

３３ ６轴系扭振力学模型传动轴系扭振模型是根据轧机轴系具体布置决定的。通常粗轧机为前后布置的双电动机驱动方式 ,即上、下轧辊各由一台电动机驱动 ;精轧机为单电机驱动方式 ,即电动机通过一个齿轮座同时驱动两个轧辊。在编制计算程序时必须考虑轧件的质量。图１１是一台精轧机轴系的布置和扭振力学模型。其传动轴系由电动机、联轴器、主齿轮箱、联接轴、齿轮座、万向接轴、轧辊和轧件组成。图１２是一台粗轧机轴系布置与扭振模型。其图１２粗轧机传动轴系布置与扭振模型（ａ）粗轧机布置结构示意图 ;（ｂ）简化轴系图 ;（ｃ）上辊轴系…     

交流变频调速轧钢电动机轴系扭振现象

轧机采用交流变频驱动后,扭振问题非常突出。为避免发生机械事故,本文对包钢和鞍钢交流变频驱动1150初轧机进行了扭振测试。并根据实测结果,通过计算和分析研究了各种扭振现象。     

轧机传动系统在急剧振动时扭矩值的测量和分析

对不同类型轧机传动系统的扭振进行了在线测量,并对测量数据采用快速富氏分析法进行频谱分析。介绍了扭矩测量的先进方法及其原理;列出了几套轧机的扭振特性;分析了引起扭振的因素及防止方法。这对认识轧制过程的扭振现象,正确操作和避免事故,具有指导意义     

1150初轧机主传动轴系扭振测试的分析研究

初轧机实际生产中,其主传动扭振普遍存在。结合初轧机的一次综合测试,对所产生的扭振进行了定量的分析研究。把1150初轧机多质量系统简化为两质量系统,利用两质量系统的扭振计算公式进行计算与分析,并作了一些修正。结果表明,其计算结果与实测值完全符合。同时着重对初轧机的动荷系数的计算公式进行了论述,提出了降低动荷系数的措施。因此,今后设计和校核机械强度时,必须认真考虑扭振。     

1700连轧机组主传动系统扭振分析

由于鞍钢半连轧厂改造的需要,对1700连轧机组主传动系统固有频率进行了电算分析,对轧制过程中主传动系统进行了扭振分析,为设备改造提供了有益的数据。     

冷带轧机自激振动的研究

冷带轧机生产中时常会发生振动,发生最频繁的是一种扭转振动和两种垂直振动,使带材表面出现条纹,产生大量废品,甚至造成断带、停工以及使设备损坏,尤其在高速冷连轧机生产中的垂振直接妨碍了冷带轧制速度的提高。 作者对冷带轧机低频扭振和频率分布在150～250Hz的垂直振动进行了深入研究,对其为自激振动的本质进行了理论分析。证明在混合润滑阶段的一定区域内,摩擦系数随轧机速度增加而降低造成的负阻尼作用是引起轧机自激扭振的主要原因,建立了轧机自激扭振基本模型,并探讨了不同工作情况下,     

连轧机振动控制重要进展综述

阐述连轧机振动控制的新思路和对策。提出了轧机存在垂扭耦合振动、液机耦合振动、弯扭耦合振动和机电耦合振动现象。确定了轧机振动性质为机电液界多态耦合振动,找到了抑制轧机振动的通用技术,发明了“轧机耦合振动解耦抑振器”并在某连轧机组上成功应用,取得了良好的抑振效果。     

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。      

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。     

现代连轧机耦合振动抑制重要进展

阐述五十多年以来连轧机振动问题提出、研究内容、研究进展和研究展望。通过现场测试发现连轧机存在垂扭耦合振动、液机耦合振动、弯扭耦合振动和机电耦合振动现象;然后通过理论研究、仿真分析也证明了连轧机耦合振动的存在及特征规律;最终确定了连轧机振动性质为机电液界多态耦合振动。据此开发了抑制连轧机耦合振动的通用技术,发明了"连轧机耦合振动解耦抑振器"并在某连轧机组上成功应用,取得了良好的抑振效果。     

Spatial vibration characteristics of six-high cold strip rolling mills

The vibration characteristic technical indexes of six-high cold strip rolling mills are not given, and thus the chatter vibrations cannot be predicted and prevented. The strip rolling mills can be divided into the non-statically determinate and statically determinate mills according to the statically determinate theory of mechanism. This statically determinate characteristic of the mill does not be distinguished in the traditional mill vibration analysis. In this paper, for these two distinct mill configurations, a complete spatial vibration characteristic analysis involving six degree of horizontal, vertical, axial, torsional, cross and swinging vibration will be presented based on the modified multi-body Riccati transfer matrix method. The results demonstrate that the vibration characteristics of the statically determinate mills are much better that that of nonstatically determinate ones, which significantly indicates the perniciousness of the offset distance and uncontrolled side clearance, and clarifies the necessity of upgrading of the traditional mills.     

CSP热连轧机振动性质的确定

针对某钢厂CSP热连轧机出现的振动问题,综合运用现场实测和计算机仿真的方法对轧机振动的性质进行了系统的分析,并得到了如下初步结论:工作辊水平方向的振动是由主传动系统的扭转振动引起的强迫振动。     

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。     

Spatial Vibration and Its Numerical Analytical Method of Four-high Rolling Mills

The rolls in contemporary four-high mills cannot be maintained parallel during the rolling process. There- fore, four-high rolling mill vibrations take place in six degree of freedom （DOF） leading to spatial behaviors invol- ving vertical, horizontal, axial, torsional, cross and swinging vibration modes resulting in complex relative motions between the rolls. Two numerical methods, modified Riccati-transfer matrix method （Riccati-TMM） and finite ele- ment method （FEM）, are presented to analyze a spatial vibration characteristic of two four-high rolling mills with different stability. The natural frequency and mode shape of four-high rolling mills are obtained, and the clearance has a great effect on natural frequency and mode shape. In addition, field testing experiment is also conducted to measure natural frequency by power spectrum analysis of rolling mill vibration. Experimental results basically agree with those calculated by Riccati-TMM and FEM, which means that the Riccati-TMM and the FEM can be used for analysis of spatial vibration of four-high rolling mill. Meanwhile, the spatial vibration shows more compound vibra- tion behaviors and the negative effect of horizontal, vertical, cross and swinging vibration modes are effectively con- trolled after redesign of rolling mill. These advantages have a great significance for the rolling mill to be operated with a much higher rolling speed and improved yield of products.     

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%.     

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。