热连轧机横向-垂向耦合振动研究

为了研究某热连轧机组的振动特性,根据轧制界面粘滑摩擦特性和轧辊轴承座-牌坊接触非线性,建立轧辊-轴承座有无间隙时的轧辊横-垂向模态耦合振动模型.分析表明,当系统刚度和外激励频率处于某区段时轧辊横向和垂向振动幅值均出现大幅波动的现象,轧制生产中应避开此范围;机座有间隙时,轧辊出现跳振,轧辊横向响应曲线有明显的削顶现象,辊系动力学性能变差.     

CSP轧机扭振中“伪拍振”的研究

某厂CSP轧机出现了严重的扭振.扭振具有拍振的特征.为摸清轧机振动规律进而解决轧机振动问题.对栽CSP轧机拍振进行了研究.测试分析和理论研究发现这是一种"伪拍振"现象,"伪拍振"的形成是由于工作辊辊面局部区域有振纹存在.振纹区域与轧件接触时,轧机以振纹频率做强迫振动;没有振纹的辊面区域与轧件接触时,因负阻尼作用,系统表现为固有频率下的自激振动.两种振动形式交替出现,且振动强度大小不同,使扭振表现出"拍振"的形态.上述发现对轧机的振动机理及其抑制措施的研究有重要价值.试验证明,据此提出的使用高速钢轧辊等抑制振动措施有很好的效果.     

四辊轧机横向振动固有频率的研究

本文按非对称六自由度动力学模型研究了四辊轧机横向振动固有频率的计算方法。文中将轧辊作为变断面的弹性体,用能量法解决了轧机横向振动模型中各质量和刚度的计算问题,给出了四辊轧机横向振动固有频率的计算公式。实验表明,由本文方法得出的基阶频率的理论值与实测值极为相近。     

一个轧机参数振动模型

分析研究了带材横向振动导致轧机振动失稳的条件和机理。建立了轧制过程中带材横向振动动力学方程 ,分析带材横向参数振动稳定性、稳定区域和非稳定区域 ,得出开卷和卷取张力波动频率为带材横向振动固有频率二倍或一倍时 ,带材失稳 ,导致轧机振动加剧或失稳。对某平整机驱动电机主回路电流特性进行了分析和现场测试 ,证实了驱动电机主回路电流存在谐波分量 ,实测表明轧机在运行中存在由参数振动引起轧机失稳现象     

基于信号时-频特征的轧机振动分析

为了找到某轧机振源,通过集流环采用电阻应变法对接轴扭振,采用加速度计对轧辊振动进行了测试.通过咬钢和抛钢曲线,采用时域复指数法,识别了轧机机座的固有模态参数及带钢对机座固有特性的影响.然后,采用5点直线滑动平均法和小波滤噪法对实测波形进行平滑及去噪处理,并通过实测信号的时-频分析,揭示了轧机振动的非平稳特征及接轴不平衡冲击力对轧机振动的影响.     

热连轧机机电液耦合振动控制

全世界薄板坯连铸连轧机在轧制薄规格带钢时都出现不同程度的严重振动现象,导致带钢和轧辊生成明显振痕,从而影响企业的产品质量、外部形象和经济效益。利用自制综合遥测系统对轧机振动参数、力能参数、电参数和工艺参数等进行全面的现场综合测试,经过对测试信号的时域分析和频域分析获得振动的特征及规律;通过理论研究和仿真研究,发现轧机确实存在扭垂耦合振动、机电耦合振动和液机耦合振动现象,确定轧机振动的性质为机电液多态耦合振动。据此对电气传动控制系统和AGC系统进行参数修改和优化,将设计的二阶扭振抑制器应用在主传动控制系统中和对AGC参数进行优化,辊系振动明显降低,有效地抑制了轧机机电液耦合振动现象,取得了显著的经济效益和社会效益。     

铝板带材轧机振动测试分析

针对某铝板热轧机严重振动问题，测试了轧辊垂直振动、主传动系统扭振和液压压下系统压力与主电机电枢电流等参数，分析了其振动特点。采用拟三维有限元模型分析了同系统的固有特性。测试与分析表明，铝板热轧机振动的主要形式是强迫振动，主要振因来源于工作辊轴承和支承辊轴承特征振动。     

板带四辊轧机的三维振动特性

针对轧机振动传统的一维或二维的解析模式,给出1 580 mm四辊轧机振动的三维(空间)振动解析模式及其振动特性-固有频率和振型。在四辊轧机振动解析中被忽略的“不得已”间隙,必须在辊系结构予以考虑。利用修正三维多物体传递矩阵法辅之有限元法对轧机轧辊进行包含3个位移3个转角6个自由度的三维振动数值解析。数值模拟结果显示,四辊轧机考虑阻尼作用后的固有频率(复频率虚部)与现场测试频率基本吻合;“不得已”间隙导致轧机系统出现危险低频率,且振型为含有水平、交叉及摇摆等包含多个单一振型的复合振型。     

CSP热连轧机振动问题

某CSP精轧机组F3轧机在轧制薄规格集装箱板时发生了强烈的振动,为确定其性质并寻求抑制措施,首先对其主传动系统和机座系统的固有特性进行了计算,然后对F3轧机的主传动系统转矩、接轴弯矩、工作辊的振动等进行了现场测试,最后建立了F3轧机振动的速度图谱。结果发现,F3有轻微扭振,其主要振动形式为辊系水平(轧制方向)和垂直振动,且水平方向上的能量远大于垂直方向上的,二者主要频率均为51 Hz,它们是由接手轴弧形齿啮合冲击激发辊系水平方向上第三阶共振和轧机机座垂振系统第一阶共振引起的。据此,提出了及时更换接轴弧形齿及在工作辊轴承座和衬板间添加铜垫片以消除轴承座和牌坊间间隙的简易措施,从而起到抑制辊系水平方向上振动的作用,该措施已在某钢厂应用。     

冷轧连退线带钢平整机测试与自激振动诊断

为研究某冷轧连退线钢板振痕问题,进行了样件打磨测量与频率计算,依据计算结果选定平整机系统进行运行状况的综合测试。通过对平整机各部位测试信号的对比分析,找到了振源及轧制过程的优势频率,确定了辊系各轧辊的起振顺序。建立了八自由度平整机动力学模型,计算所得系统第二阶模态与轧制过程中的优势频率及振动形态相同。将第二阶固有频率带入板带轧机自激振动判别式,结果表明系统的振动是由该频率引起的自激振动。     

CSP轧机振动的振源研究

针对某厂CSP热连轧机F2和F3机架出现严重的振动问题,为掌握轧机的振动规律并确定振源,首先对振动严重的F2和F3机架进行了现场测试,发现轧机具有4种振动形式。在分析了轧机固有特性以及轧机机械传动系统中潜在致振频率的基础上,确定了这4种振动形式的振动规律和振源,它们分别是轧制界面自激振动引起的固有频率振动、驱动端引起的强迫振动、齿轮座啮合引起的强迫振动、辊面振纹引起的振纹振动。研究发现,F2和F3振动时所表现出的频率虽有不同,但两架轧机的振动内在规律和振源却是相同的,而且在振动形式上表现出较为复杂的耦合振动。     

高速列车横向悬挂系统振动结构研究

研究了高速列车横向悬挂系统的振动结构。为了抑制列车横向振动,提高平稳性,分析了列车横向悬挂系统振动结构的主要矛盾和相互关系。采用Simulink仿真软件建立了17个自由度的列车横向悬挂系统车体模型,以加速度功率谱密度函数为依据,建立了关系函数,对横移、侧滚、摇头振动和前、后端转向架横向合成振动指标相互关系进行了分析。结果表明,列车在高速情况下,在最令人敏感的低频段,摇头振动是引起列车横向振动的主要因素;随着速度的提高,主要影响因素从摇头振动向横移和侧滚振动发生着量的变化。     

滚动轴承早期缺陷振动的简化模型

建立了滚动轴承早期缺陷振动的线性简化模型,依据该模型分析了滚动轴承早期缺陷引起振动的特性。理论分析和实际测量表明:滚动轴承早期缺陷激励出轴承的固有振动,产生了脉冲冲击波;非周期早期缺陷振动为正常振动信号叠加一个或几个离散脉冲冲击波,产生垃圾音,周期早期缺陷振动为正常振动信号叠加一串串周期脉冲冲击波,产生内圈伤音、外圈伤音或滚动体伤音;脉冲冲击波是滚动轴承早期缺陷引起的异常声的主要原因。     

CSP轧机界面摩擦特性及轧机振动试验研究

分析了热轧过程稳定轧制过程和振动状态下的轧制界面摩擦特性,对影响界面摩擦特性的因素进行了研究。然后通过相关试验,研究轧制界面对轧机振动的影响。结果表明,采用乳化液对轧机振动的抑制无明显效果,粗磨轧辊恶化了轧机的振动,而采用高速钢轧辊对轧机振动的抑制有利;受CSP工艺要求的限制,采取降速措施抑制轧机振动是不可取的。     

热连轧机工作辊水平-垂直非线性振动特性及抑制

基于振动情况下轧制界面水平-垂直方向摩擦力模型和动态轧制力模型,考虑轧机的结构和工作辊轴承座与牌坊立柱间的摩擦力等因素的影响,建立了热连轧机工作辊水平-垂直系统的非线性振动模型。运用平均法求解得到幅频特性方程,分析外扰力和非线性参数等因素对系统幅频特性的影响,为抑制轧机工作辊水平-垂直振动提供理论指导。通过分析李雅普诺夫指数和位移分岔图,发现系统随外扰力幅值变化表现出周期、倍周期和混沌等不同运动状态。最后,通过分析工作辊轴承座与牌坊立柱间有无衬板间隙这两种情况下的幅频特性及衬板间隙对系统振动的影响规律,提出一种抑制工作辊水平振动和垂直振动的方法,仿真和实验结果均表明该方法有效。     

受轧件水平振动影响的板带轧机非线性振动特性

基于Roberts摩擦因数公式和Hill轧制力公式,建立能够表征不同摩擦状态下的动态轧制力模型;在此基础上进一步考虑轧机结构的振动和轧件振动之间的相互影响,提出轧件-轧辊耦合振动模型。根据广义耗散的Lagrange原理,分别沿轧制方向和垂直于轧制方向建立动力学平衡方程;采用多尺度法求解出考虑系统内共振的幅频特性方程,并仿真分析不同外部激励和非线性参数作用下的轧机振动规律。研究结果表明：滑动摩擦状态下耦合系统对内部非线性参数变化和外部扰动变化的敏感程度远远高于静摩擦状态下的情况;适当选取耦合三次项非线性参数,可以将系统不稳定振动的出现控制在一个较小的频率区间,削弱轧件-轧辊耦合振动对板带轧机振动的影响。     

高速轧机若干振动问题——复杂机电系统耦合动力学研究

试验发现高速轧机中的多种振动现象都与轧制过程中多种的交互作用关系,研究轧机振动中的界面耦合机理与机电耦合机理。建立了轧制界面动力学模型,分析了轧制界面负阻尼特性和垂直自激振动,建立了轧机非线性水平振动模型,分析水平自激振动产生条件,建立轧机机电耦合动力学方程,阐明了强,弱电过程对轧机振动的影响。