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.     

带钢表面振动纹的产生及其抑制

从振动纹的物理特征分析入手,阐述了振动纹与轧机振动之间的关系,通过对轧辊与磨床的振动测试和模态分析研究了轧辊辊系、工作辊轴承、主传动接轴和轧辊磨床对振动纹的影响.结果表明,振动纹是由板面振波由于对光的不同反射角度而引起的一种视觉现象;带钢振纹的产生有2种途径,一是轧机(平整机)发生了一定频率的振动,另一个是轧辊表面本身已有了振纹;可通过轧辊直径匹配法、定期监测滚动轴承倍频峰值、对磨床加装阻尼减振器、改变轧制速度和磨削速度、加强设备日常维护等措施对振动纹进行抑制.     

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.     

冷轧带钢表面振纹原因分析

阐述了振纹形态及研究现状,从振纹的特征调查及分析入手,对轧机和磨床的振动进行测试,通过模态分析研究了轧辊辊系、工作辊轴承、主传动接轴和轧辊磨床对振纹的影响。对轧机齿轮分析和测试结果表明,攀钢冷轧带钢生产中的振纹是由齿轮齿面损伤造成的。     

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。     

传动-压下-带钢耦合激励CSP轧机振动分析

针对CSP轧机在轧制高强薄带钢时出现的强烈振动现象,利用在线监测系统对轧机机电液信号进行跟踪测试,获得了轧机垂扭耦合振动信号特征。在此基础上,探讨传动-压下-带钢耦合激励的轧机振动机制,利用ANSYS有限元方法构建传动-压下-带钢耦合激励谐响应仿真模型,求解在多激励下轧机的谐响应特征,得知F3轧机垂振在42 Hz频率处振动响应最大,与现场测试结果基本吻合。研究结果对提高薄规格带钢轧制生产稳定性具有参考价值,同时指出抑制轧机振动的方向。     

平整机支持辊表面振纹形成原因及控制方法研究

针对某1700平整机支持辊表面振纹问题,进行了现场跟踪测试和振动模态分析,发现了平整机振动频率、轧制速度和振纹间距三者之间的对应关系和轧辊表面之间的速差现象,掌握了振纹特征和形成原因,并从速度控制方面提出了解决措施,取得了理想效果。     

MWR仿真程序及在轧钢机主传动系统扭振分析中的应用

本文应用加权残值法(MWR)对轧机主传动系统扭振进行了仿真,并处理了变刚度与变阻尼的情况。通过对轧机主传动系统发生自激振动的分析得出:产生自激振动的主要原因是在轧辊、轧件间形成了混合润滑摩擦。给出了发生自激振动的充要条件及形成不同自激振动类型的状况。     

冷连轧机辊型参数综合优化设计方法及应用

针对国内某1 420极薄带钢冷连轧机组辊耗较大,甚至偶发轧辊剥落和爆辊的问题,研究冷轧辊型曲线设计的一般方法,再结合对象轧机的设备与工艺,建立冷连轧机组轧辊辊型曲线参数优化设计模型,并为对象轧机优化设计出新的支撑辊辊型曲线和中间辊辊型曲线。新辊型曲线能够降低轧辊辊间压力分布不均匀程度,并改善弯辊力的调节效果,将其应用于该1 420冷连轧机组后,减少了辊耗与轧辊爆辊的发生率,改善了产品质量,提高了品牌竞争力,给企业带来了效益。     

冷轧平整过程振动纹在线监测系统

轧机的振动会导致钢及轧辊表面产生振动纹，宝钢在国内率先开发了一套平整过程振动态在线监测系统，系统具有显示。监控控，报警，诊断分析和历史数据查询功能，并已成功地投入冷轧厂现场使用。该系统对现场操作，产品质量分析和设备维护提供强有力的帮助。     

1220六辊冷轧平整机薄板表面振纹的控制

针对某1220六辊冷轧平整机带钢和支撑辊表面振纹问题,结合1220六辊冷轧平整机振动特点,实施了连续跟踪测试,详细分析了支撑辊换辊周期内各阶段振动频谱,并运用ANSYS对平整机动态特性进行了数值模拟。在此基础上研究发现了不论在平整机处于何种轧制阶段均出现了600Hz的第八阶固有振动为主的异常振动,该振动与工作辊对支撑辊的相对运动相互作用导致支撑辊表面振纹。最后,结合振纹间距与振动源的关系,分析了引起平整机第八阶固有频率振动的原因,提出了振纹控制措施,并取得了较好的控制效果。     

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。     

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。     

双机架冷连轧机辊系振动的研究

综合信号测试与有限元仿真,对济钢冷轧厂双机架冷轧机组（CCM）2^#机架发生的振动现象进行分析。认为此类振动为共振,可能由支撑辊磨辊不良产生表面缺陷,在旋转过程中产生简谐激振力引发轧机发生垂振。     

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。     

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.     

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%.     

冷轧平整机振纹实测研究

针对某1700冷轧平整机支持辊表面振纹问题进行了连续跟踪测试.在对平整机固有特性研究的基础上,通过对支持辊各个使用时期内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:在支持辊使用初期,平整机系统的振动以自激振动为主,振动频率为150Hz,在稳定轧制阶段工作辊对支持辊的相对运动形成支持辊表面振纹;在支持辊使用中后期,由振纹引起的强迫振动进一步加速了振纹的形成,系统的振动为强迫振动和自激振动共存.在对振纹形成过程认识的基础上提出了振纹抑制措施,即在轧件入口侧增加抑振辊或改变轧制速度.     

SG18辊轧机刚度仿真

针对SG18辊轧机的刚度问题,建立了三维多体接触的机架-轴承座有限元仿真模型与辊系有限元仿真模型,其中轧机-轴承座模型计算结果用于确定辊系模型的弹性边界条件,得到了SG18辊轧机的综合刚度水平及辊系等典型部件在总体刚度中的比重。分析了轧制力大小、板宽以及中间辊结构等因素对轧机刚度的影响,发现轧制力大小与中间辊约束结构对轧机刚度的影响甚微。