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“1+4”热连轧线轧机动力学特性研究

李宝童  
【摘要】: 近年来,随着轧制速度的提高,液压伺服技术的应用,板厚和板型自动控制理论的发展及用户普遍对轧制产品尺寸公差和表面粗糙度要求的提高,国内外开始把眼光投到与生产质量直接相关的轧机振动的研究上来。本文研究工作主要包括以下几个方面: 首先,建立了“1+4”热连轧机组主传动系统的扭振动力学模型,获得了系统的固有频率和主振型及其对转动惯量和扭转刚度的灵敏度。计算和比较了系统在各阶模态下的能量分布,确定了系统的关键模态。根据系统的实际输入得出了各轴段扭矩放大系数(TAF)的仿真结果,同时考虑了非线性环节(间隙)的作用,以判定扭振发生时主传动系统的最大动力载荷。研究发现轧机主传动系统扭振固有频率分布合理,基本满足最佳动力设计准则。 接着,建立了“1+4”热连轧机组机座系统的垂振动力学模型,获得了系统的固有频率和主振型及其对质量和刚度的灵敏度,并确定了系统的关键模态。模拟了上、下辊系受到恒定轧制力和轴承座受到正弦激振力时的系统响应,此外还利用拟三维有限元模型研究了系统的固有特性。计算发现轧机机座系统的集中质量模型与有限元模型具有很好的一致性。 最后,利用现代动态测试与分析手段,对热连轧机组的粗轧、连轧F1、F4机架进行了现场振动测试与分析工作。得到了“1+4”热连轧机组在实际运行工况下的真实振动状态,部分验证了轧机振动的动力学模型。根据实测轧机的振动状态以及轧制生产的板带材料表面质量分析,目前“1+4”热连轧机组处于稳定运行状态。


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