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。     

板带轧机柔性多体系统耦合动力学建模研究

轧制过程中,高速运转的板带轧机系统可视为由机架、液压装置、轴承座和轧辊等多个刚体和可变形体组成的柔性多体机械系统。板带轧机辊系沿垂直、水平方向的刚体运动和轧辊沿轴线方向的柔性体变形运动是影响板带厚度和表面质量的主要因素。特别对于大型板带轧机而言,轧辊的弯曲变形运动与带钢的板形密切相关。本文综合考虑轧机系统沿垂直、水平方向的刚性振动和轧辊沿轴线方向的弯曲变形运动之间的耦合效应,通过运动学分析,实现柔性多体机械系统中刚体和可变形体的位移场描述,建立板带轧机辊系刚柔耦合动力学模型。对轧机辊系进行耦合运动模态分析,进一步探讨轧辊变形运动振动频率和模态振型函数的精确解,并比较不同时刻下,由传统结构动力学求得的轧辊固有模态振型函数与考虑轧机系统刚性振动时的轧辊模态振型函数的区别。深入分析了轧机系统刚性振动对轧辊弯曲变形运动的影响,为提高轧辊运动精度,实现带钢板形动态控制提供理论依据。     

板带轧机工作辊混合变凸度辊形研究

三次连续变凸度(Continuously variable crown, CVC)辊形凸度控制能力与带钢宽度之间的二次函数关系决定其在宽、超宽板带轧机上应用时表现出对窄规格带钢的凸度控制能力不足的缺点。通过对工作辊变凸度辊形及辊缝形成理论的深入研究,提出采用二次多项式曲线来线性化辊缝的方法。采用该方法设计完全线性变凸度辊形曲线与混合变凸度工作辊辊形曲线,使二次辊缝凸度调节能力与带钢宽度在工作辊全长或在设计要求的宽度范围内呈严格线性关系,同时保持与窜辊位置呈线性关系。与CVC辊形相比,混合变凸度辊形的辊径差小、凸度调节能力大,既不削弱对宽带钢的凸度调节能力,又增加对窄带钢的凸度调节能力,从而增强轧机的整体板形控制能力。     

板带轧机辊型在线检测装置的研究

对势轧板带轧机辊型在线检测技术进行了分析,提出了采用光电式传感器构造辊型检测系统,其特点是有较强的抗干扰能力,且结构紧凑,工作可靠,轧辊在线检测与修磨技术可以及时消除各种辊面缺陷,提高产品质量。     

铸轧机辊缝自动控制系统

华铝Ⅲ型改造铸轧机辊缝自动控制系统主要由3部分组成:1)电控系统,2)液压系统,3)执行机构。     

四辊轧机机座垂直振动仿真与分析

针对某新型铝热连轧机生产实践中因垂直振动影响板带质量的问题,在建立四辊轧机六自由度动力学模型基础上,采用数值计算与ANSYS有限元仿真相结合的方法,对其垂直振动的固有频率和响应特性进行分析,探讨结构参数对轧机垂直振动特性的影响和垂直振动对板形、板厚的影响,并从改善轧机生产工况和结构参数两个方面提出了改进轧机工作的建议.     

中厚板轧机垂直振动研究

建立了6自由度的4200轧机垂直振动系统的动力学模型,并用Matlab对其进行了动态分析和仿真,分析了轧制力随时间变化的7种工况下的系统响应,得出了影响轧机垂直方向自激振动的因素,从而为轧制过程中避免产生垂直方向自激振动提供了可靠的理论依据.     

轧机辊系滞后非线性垂直振动系统的振动特性

考虑轧件弹塑性变形的滞后非线性作用,建立一种轧机辊系滞后非线性垂直振动动力学模型.运用奇点稳定性理论分析该滞后非线性系统的稳定性,得到了系统出现各种不同奇点的条件.同时采用渐进法求解系统在主共振情况下的解析近似解,得到了系统的主共振幅频特性方程.最后以实际轧机参数为例,分析轧件的非线性刚度、阻尼等参数对轧机主共振幅频响应的影响,并研究轧机在不同外部扰动下的分岔行为,发现在不同的外部扰动下,轧机表现出周期、倍周期以及混沌等多种动力学行为,这为研究和抑制轧机振动问题提供了理论参考.     

板带轧机刚体柔体耦合振动系统的建模研究

板带连轧机组是由多个工作机座及其辅助设备组成的复杂工作系统,其中每个工作机座都是一个多变量、非线性动态系统,并通过板带与其相邻的工作机座相互作用。板带轧机系统可视为由机架、液压装置、辊系、运动板带等多个刚体和可变形体组成的柔性多体机械系统。轧制过程中,轧机辊系发生振动的同时还与其接触的轧件存在相对运动。因此在动力分析中,轧机辊系与机架间板带的弹性变形和刚性运动相互耦合作用。综合考虑辊系的垂直运动、轧辊的转动以及板带刚性运动和弹性变形,通过动力学分析,实现柔性多体机械系统中刚体和可变形体位移场的描述,进而确定由于系统构件刚性运动与弹性变形同时作用引起的强非线性惯性耦合与刚度耦合作用规律,建立板带连轧机柔性多体系统耦合振动机理模型,分析耦合作用下辊系的动态响应和轧机工作稳定性,为实现轧件厚度动态控制提供理论依据。     

4200轧机垂直振动分析

结合某钢厂轧制过程中的实际振动情况,通过动力学分析并建立了4200轧机在有阻尼状态下垂直振动系统的动力学模型,利用Matlab计算出振动系统的固有频率和相应振型.通过对相应振型的分析,得出了第3阶自振频率容易造成显著的带材厚度波动,第6阶自振频率使带材表面出现明暗相间的横振纹.同时分别从张力波动、摩擦和润滑、轧制速度和轧件的厚度变化的角度分析了轧机振动产生的原因及解决方法,从而在提高带钢的生产质量方面具有一定的指导意义.     

热连轧机垂直振动的建模与仿真

针对某钢厂热连轧机在轧制过程中出现的异常振动现象，采用理论分析和试验模态分析，建立了一种较全面的分析热连轧机垂直振动的动态仿真模型。通过计算机仿真并与实际结合，得出轧机异常振动是由于传感器连接杆和传感器壳体的不合理相对运动耦合的结论。最后对传感器壳体进行结构动力学修改，修改后，消除了异常振动，解决了该热连轧机的自激振动。     

CSP轧机振动的测试与抑制

针对某CSP生产线F3轧机在轧制薄规格集装箱板时出现的严重振动问题，测试了主传动系统扭振、机座轧辊振动、齿轮座减速器振动等参数，通过对测试结果和所有可能的外激励分析后，表明该轧机振动的主要形式是横向振动。主要振因是当工作辊轴承座与牌坊之间间隙过大时，接轴弧形齿的啮合冲击将激起轧辊横向振动。试验表明，消除该间隙后振动得到了很好的抑制。     

基于动态轧制力的冷轧机两自由度垂直振动特性

考虑冷轧机轧辊在垂直方向上振动位移动态变化的影响,建立了一种动态轧制力模型,在此基础上考虑轧机机械结构振动的影响,推导出含有动态轧制力的轧机辊系两自由度非线性垂直振动方程,采用多尺度法求解该系统的主共振及内共振幅频特性方程。对轧机实际参数进行仿真,分析了轧机中非线性刚度、阻尼、外扰力等参数变化时的轧机主共振幅频特性以及内共振幅频特性,并研究了轧机工作辊与支承辊的动态分岔特性,发现随着外扰力的变化,轧机辊系均会出现周期、倍周期、混沌运动等一系列复杂的运动状态,并得到了各轧辊出现不同运动状态的条件,为研究抑制轧机振动问题提供了有效的理论参考。     

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。     

变厚度钢板轧制过程中辊缝设定模型研究

利用离散化方法分析了钢板在压下量连续变化时的变形规律,研究了辊缝的计算模型。计算结果与有限元分析结果较好地吻合,表明该理论分析具有一定的参考性,为变厚度轧制技术的研究提供了理论依据。     

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。     

立辊轧机主传动系统扭振的数值分析

由于轧制工艺的改进,某厂立辊轧机主传动系统需要承受更大的轧制力矩.因此该传动系统的强度如何是问题的关键,文中对轧机的传动系统的动态性能进行了分析,为轧机承受重负荷下的安全运行提供了可靠的依据.     

轧制界面非稳态润滑过程系统动力学模型的建立及其数值模拟

运用轧机辊缝动力学的基本理论结合非稳态润滑理论，建立了基于非稳态工作界面的动力学模型。该模型考虑了界面上金属塑性流动过程、界面上部分流体润滑与干摩擦并存的混合摩擦学过程以及工作辊的运动等多重耦合作用。塑性流动过程分析中考虑了界面摩擦状态的动态变化，界面摩擦特性分析中考虑了工作辊运动的动态耦合，因此工作界面上的轧制力模型、界面摩擦模型、工作辊运动模型构成了界面的薄膜约束多重耦合模型。对某大型公司2800轧机垂直系统的自激振动进行了仿真，定量地分析了一些主要参数对轧机垂直自激振动临界速度的影响。