考慮間隙與帶鋼振動的軋機主傳動系統(tǒng)非線性扭振研究.pdf

1、軋機振動問題是困擾鋼鐵行業(yè)多年并給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響與危害的技術(shù)難題，其現(xiàn)象異常復(fù)雜。主傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(扭振)是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，也是軋機振動的主要形式之一。在軋機主傳動系統(tǒng)扭振分析中，由于設(shè)計、安裝和磨損等原因造成的間隙對扭振影響是不可忽視的。另外，帶鋼振動在板帶軋機軋制過程中不可避免，帶鋼對主傳動系統(tǒng)扭振的影響也鮮有人重視。本文主要針對考慮各部位間隙的軋機主傳動系統(tǒng)扭振，帶鋼振動以及帶鋼對主傳動系統(tǒng)扭振的影響進行分析和研究。主

2、要研究工作如下：
　　采用集中質(zhì)量法建立軋機主傳動系統(tǒng)5自由度離散型扭振模型，基于實測數(shù)據(jù)確定模型參數(shù)及外力載荷形式，并對扭振系統(tǒng)進行固有特性分析。再根據(jù)系統(tǒng)中間隙存在的實際位置及電動機拖動特性，將已建立的扭振模型優(yōu)化為4自由含間隙的非線性扭振動力學(xué)模型。
　　基于含間隙扭振系統(tǒng)動力學(xué)模型，分別在打滑和咬鋼沖擊狀態(tài)下考慮間隙對扭振系統(tǒng)的影響。采用龍格-庫塔方法進行數(shù)值計算，得到間隙影響的扭振系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)數(shù)值結(jié)果。比較分析不同

3、間隙簡化形式對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)及各軸段扭矩放大系數(shù)(TAF)的影響，以及不同間隙位置和尺寸對扭振系統(tǒng)各軸段TAF的影響。
　　根據(jù)軋輥與帶鋼的運動機理，建立軋輥與帶鋼耦合的非線性動力學(xué)模型。將連軋過程中的帶鋼等效為軸向運動Euler梁，軋輥等效為定軸轉(zhuǎn)動的慣性元件，基于哈密頓原理，建立慣性邊界下軸向運動Euler梁的非線性振動方程，利用Kantorovich時間平均法簡化運動方程和邊界條件，并采用修正迭代法求解振動方程。通過數(shù)值計算獲

4、得帶鋼非線性振動的幅頻響應(yīng)曲線，并討論慣性邊界下的帶鋼軸向速度、帶鋼張力、機架間距以及軋輥轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù)對帶鋼振動特性的影響。
　　針對帶鋼對軋機主傳動系統(tǒng)扭振的影響，建立帶鋼與雙機架傳動系統(tǒng)耦合扭振模型，并進行模態(tài)分析，獲得系統(tǒng)的固有頻率和固有振型。然后對帶鋼橫斷面施加激振力進行諧響應(yīng)分析，通過對比模態(tài)分析結(jié)果，進一步研究帶鋼與軋機主傳動系統(tǒng)扭振之間的固有屬性關(guān)系。
　　綜上所述，軋機主傳動系統(tǒng)扭振的工程控制和優(yōu)化設(shè)計依賴