考慮間隙與帶鋼振動(dòng)的軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)非線性扭振研究.pdf

1、軋機(jī)振動(dòng)問(wèn)題是困擾鋼鐵行業(yè)多年并給生產(chǎn)帶來(lái)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(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)(扭振)是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，也是軋機(jī)振動(dòng)的主要形式之一。在軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭振分析中，由于設(shè)計(jì)、安裝和磨損等原因造成的間隙對(duì)扭振影響是不可忽視的。另外，帶鋼振動(dòng)在板帶軋機(jī)軋制過(guò)程中不可避免，帶鋼對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭振的影響也鮮有人重視。本文主要針對(duì)考慮各部位間隙的軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭振，帶鋼振動(dòng)以及帶鋼對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭振的影響進(jìn)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(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)5自由度離散型扭振模型，基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定模型參數(shù)及外力載荷形式，并對(duì)扭振系統(tǒng)進(jìn)行固有特性分析。再根據(jù)系統(tǒng)中間隙存在的實(shí)際位置及電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型。
　　基于含間隙扭振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，分別在打滑和咬鋼沖擊狀態(tài)下考慮間隙對(duì)扭振系統(tǒng)的影響。采用龍格-庫(kù)塔方法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得到間隙影響的扭振系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)值結(jié)果。比較分析不同

3、間隙簡(jiǎn)化形式對(duì)系統(tǒng)動(dòng)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(duì)扭振系統(tǒng)各軸段TAF的影響。
　　根據(jù)軋輥與帶鋼的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，建立軋輥與帶鋼耦合的非線性動(dòng)力學(xué)模型。將連軋過(guò)程中的帶鋼等效為軸向運(yùn)動(dòng)Euler梁，軋輥等效為定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性元件，基于哈密頓原理，建立慣性邊界下軸向運(yùn)動(dòng)Euler梁的非線性振動(dòng)方程，利用Kantorovich時(shí)間平均法簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)方程和邊界條件，并采用修正迭代法求解振動(dòng)方程。通過(guò)數(shù)值計(jì)算獲

4、得帶鋼非線性振動(dòng)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(jī)架間距以及軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)對(duì)帶鋼振動(dòng)特性的影響。
　　針對(duì)帶鋼對(duì)軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭振的影響，建立帶鋼與雙機(jī)架傳動(dòng)系統(tǒng)耦合扭振模型，并進(jìn)行模態(tài)分析，獲得系統(tǒng)的固有頻率和固有振型。然后對(duì)帶鋼橫斷面施加激振力進(jìn)行諧響應(yīng)分析，通過(guò)對(duì)比模態(tài)分析結(jié)果，進(jìn)一步研究帶鋼與軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭振之間的固有屬性關(guān)系。
　　綜上所述，軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭振的工程控制和優(yōu)化設(shè)計(jì)依賴