軋機主傳動系統(tǒng)與帶材耦合振動模型及求解方法.pdf

1、軋機振動問題隨著軋制速度不斷提高、軋制強度不斷加大而變得越來越嚴重，現(xiàn)已成為困擾鋼鐵行業(yè)向高產(chǎn)能高效率發(fā)展的亟待解決的問題之一，由于振動的產(chǎn)生機理異常復雜，涉及過個學科，已經(jīng)受到國內(nèi)外學者及高級工程師的廣泛關(guān)注。軋機的振動形式多種多樣，其中主傳動系統(tǒng)扭振作為主要的軋機振動形式之一，對軋機系統(tǒng)的潛在危害和鋼材制品產(chǎn)出規(guī)模與品質(zhì)影響尤其嚴重。并且各軋機間不同軋輥通過帶材相互連接，使得主傳動系統(tǒng)扭振與帶材振動及軋機機座水平垂直振動相互影響，軋

2、制帶鋼品質(zhì)要求的不斷提高，使得對軋機振動研究范圍擴展為多種振動形式的耦合研究。本文主要針對軋機主傳動系統(tǒng)與帶材耦合振動進行研究，主要研究工作如下：
　　首先，建立軋機主傳動系統(tǒng)與帶材耦合振動模型，帶材等效為軸向運動梁，軋輥系視為繞定軸轉(zhuǎn)動的慣性元件，運用Hamilton原理，分別寫出各部件的動能和勢能，從而建立軸向運動梁的非線性振動方程，接下來運用Kantorovich時間平均法，將邊界條件及振動方程簡化為關(guān)于空間變量的邊界條件及

3、振動方程，繼而運用修正迭代法進行求解。運用Maple軟件編程計算得出數(shù)值計算結(jié)果，進行幅頻響應特性分析，分別討論轉(zhuǎn)動慣量、帶材軸向運動速度以及橫截面積對帶材振動特性的影響。
　　其次，運用ANSYS有限元軟件根據(jù)實際圖紙對軋機主傳動系統(tǒng)建模，繼而進行模態(tài)分析得到該模型的固有頻率及其相對應的振型；然后加入帶材使所建模型更加貼近實際情況，再次進行模態(tài)分析，將之前模型中僅包含主傳動系統(tǒng)時所得固有頻率及振型進行對比，并且將得到的固有頻率與

4、之前數(shù)值計算得出的固有頻率進行對比驗證，得到結(jié)果。
　　最后，通過ANSYS軟件對主傳動系統(tǒng)及帶材模型進行諧響應分析，在薄弱環(huán)節(jié)取點查看該處位移幅值隨頻率響應曲線，以檢驗簡諧載荷的頻率取何值時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會發(fā)生共振。
　　綜上所述，仍有必要對軋機與帶材耦合振動進行深入研究，在透徹了解軋機工作過程中各部件運動機理的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種影響因素，使振動對軋制生產(chǎn)的損失降到最小。對軋機設計時，軋制帶材厚度、軋制速度以及輥系轉(zhuǎn)動慣量對于軋機