短應力線高剛度軋機動力學分析與仿真.pdf

1、短應力線軋機是當今比較流行的小型軋機,普遍地應用在小型型鋼、窄帶鋼和有色帶材軋制生產線上。在熱軋窄帶鋼時,它不但要受到比軋制型鋼更大的軋制力和力矩,還要受到各種動態(tài)載荷作用。而動態(tài)載荷直接作用在窄帶鋼上,將影響到帶材厚度的尺寸精度和表面質量。本文以熱軋寬度為300mm窄帶鋼的精軋機組中的前二架短應力線軋機為研究對象,對其動態(tài)特性進行了分析和仿真。在參閱國內外有關對軋機動力學分析文獻和軋制厚度的相關理論后,對帶材厚度的尺寸精度影響較大的垂

2、向進行了動力學分析和數(shù)字仿真。對提高帶材尺寸精度、指導現(xiàn)有的熱軋窄帶材工藝的制定和新軋機的設計提供了理論依據(jù),在學術上和生產中都有重要的意義。本文主要研究內容如下:
　　(1)動力學分析。根據(jù)短應力線軋機的結構特點,在垂向將它簡化為四自由度彈簧質量系統(tǒng)。列出運動微分方程并進行求解,從計算結果可知某短應力線軋前三階頻率附近可能發(fā)生共振。并在第二階固有頻率(182.87Hz)附近的激勵下,容易造成輥縫波動并使帶材尺寸精度產生偏差。

3、r>　　(2)主要零部件固有特性分析。應用ANSYS對主要零部件進行了模態(tài)和諧響應分析,從結果可知軸承座剛性較大,因其固特性不良引起的帶材厚度波動可能性不大;與帶材直接接觸的軋輥兩端比較薄弱,在軸承支撐下,中頻范圍的徑向位移響應較大,且與振動模型中的第三階固有頻率相接近;諧響應的分析結果也顯示在相應的中頻范圍內響應值也比較大。所以在ADAMS中建立整機的虛擬樣機模型后,將軋輥的模態(tài)中性文件替換在模型中的剛性體,構建多柔體模型。
　

4、　(3)整機垂向動力學仿真。在ADAMS振動模塊下,對整機進行了帶材寬度、軸承座激勵、軋制力、系統(tǒng)阻尼和剛度等因素影響下的仿真。發(fā)現(xiàn)該短應力線軋機在中頻200Hz和400Hz左右的位移響應值較大,生產中應盡量避免窄帶材在軋制下產生這二個頻率附近的激勵。為減少輥縫低頻的位移響應可以從三方面考慮:在設計熱軋窄帶材的短應力線軋機時,應選用阻尼合適的彈性膠體平衡裝置,并盡量提高拉桿與軸承座之間的剛度;在制定熱軋300mm及以下窄帶材工藝時,應選