1700四辊带钢轧机机架的动力学特性研究

针对1700四辊带钢轧机振动问题,利用大型有限元软件ANSYS,建立机架的结构分析模型,得出该轧机机架容易激发的固有频率和振型;并利用结构力学理论对典型模态进行了验证。为轧机机架设计及抑制轧机振动提供了依据。     

1700四辊带钢轧机机架的动力学特性研究

针对1700四辊带钢轧机振动问题,利用大型有限元软件ANSYS,建立机架的结构分析模型,得出该轧机机架容易激发的固有频率和振型;并利用结构力学理论对典型模态进行了验证.为轧机机架设计及抑制轧机振动提供了依据.     

四辊轧机机架优化设计

本文是在四辊轧机机架初步设计的基础上,提出了机架的优化设计。把机架重量最轻、机架在乘直方向上弹性变形最小以及机架重量和机架弹性变形加权和为最小,作为机架优化设计的三个优化目标函数。本文提供了多种优化方案并进行了详细对比和分析,取得了较好的数据结果。     

四辊轧机机架光弹性应力分析

轧机机架是轧机设计的关键另件,它重量大,尺寸大,承受的载荷大,结构特殊,应力分布复杂。 在2050mm热带钢连轧机工作机座的方案设计过程中,为了探索机架的合理结构,尽量减轻重量,参考了机架结构设计的有关资料和优化结果,初步选定了重量基本相同的两种具有代表性的机架结构。为进行对比,对两个机架分别作了平面光弹应力分析。分别测定其在工作载荷下的应力分布,并对应力最大部位的光测结果与有限元计算结果作了对照,从而在两种结构中选出了较合理的机架结构。     

轧机机架的动态特性仿真与结构优化

应用有限元分析方法,对某铝带二辊轧机机架装配系统进行了动态特性仿真,得出了固有频率和振型的变化规律.针对轧机机架的薄弱环节,通过参数化方法进行灵敏度分析和结构优化设计,使系统的动态特性得到提高,该结论为高性能轧机的设计优化,提供了一定的参考.     

四辊组合孔型的计算机辅助优化设计

利用鞍山钢铁学院Φ２７０四辊组合孔型轧机，采用圆→方全主动、方→圆全被动式，试轧了圆铜。在实验的基础上，用工程近似法推导出在四辊组合孔型轧制圆系统产品时的力能参数，建立了轧制圆型系统产品的计算机辅助孔型及优化设计。通过实验验证，采用此系统进行优化设计，轧制能耗可比原来降低９％左右。     

2006年辽宁省科技成果转化奖励项目选登

本项目通过高刚度滚动轴承轧机技术。对原有树脂瓦轧机进行改造，开发出新式轧机。新式轧机采用半闭式机架、四列短圆柱辊子轴承、十字轴万向联轴器、螺栓联杆式轴向调整、插装式自平衡热监控轴承箱等技术，提高机架刚性和轧制精度，成材率提高2％，电能节省9％，水耗减少10％，缩短换辊时间，提高作业率12％，并使轧辊辊径使用范围增大，辊耗减小．为开发新品种创造了有利条件。     

四辊轧机轧辊稳定性的讨论

四辊轧机是现代各种板带轧机中的基本结构型式,也是最普遍采用的轧机。本文仅从工艺的角度讨论为机械设备专业设计提供合理的工艺参数——轧辊偏移量的原则,其中分别说明了工作辊驱动与支撑辊驱动条件下轧辊偏移量的选择方法。我们知道,当四辊轧机工作辊与支撑辊中心处于同一垂直平面内时,作用在工作辊上的水平力x为(如图1):     

冷轧四辊轧机弹性变形在线模型

为提高轧机弹跳值的计算精度,开发一种四辊轧机弹性变形的在线计算模型,模型中将轧机弹性变形分为辊系弹性变形和轧机牌坊弹性变形;综合考虑各影响因素,设计辊系和轧机牌坊弹性变形的模型结构。基于所设计的模型结构和测试方案,针对某1 800 mm单机架可逆冷轧机,采用影响函数法得到支撑辊辊径、工作辊辊径、带钢宽度、轧制力和弯辊力等因素对辊系弹性变形的影响,并建立辊系弹性变形在线模型;通过对轧机的现场测试,回归得到轧机牌坊弹性变形模型中的系数,并应用于该机组中。研究结果表明:采用该模型,辊缝设定值的计算偏差可控制在±0.1 mm以内,表明该模型具有较高的计算精度,满足现场控制要求。     

PC轧机机座的优化设计

对PC机机座进行了最优化设计,建立了以机座弹跳值与机架质量的加权和最小为目标函数,包括7个设计变量,22个约束条件的优化设计数学模型.利用惩罚函数法进行了计算,得出了最优的设计方案,该方案与原设计相比,机座质量减少23.566％,机座弹跳值降低6.348％.     

微尺度静定性轧机的设计与开发

考虑轧辊弯曲挠度以及轴承座与机架侧面之间的间隙两个微尺度参量对于辊系机构静定性的影响,采用机构学杆系自由度分析和综合理论以及陀螺效应力学理论分析当代轧机的辊系结构,提出轧机辊系结构存在超静定性和静不定性。针对轧机辊系结构的超静定问题,通过增加机构自由度而创制空间自位高刚度轧机、空间自位万能高刚度轧机;对2200铝箔四辊轧机止推滚动轴承烧损问题的研究发现,轧机因陀螺效应而引起动态交叉行为导致其辊系静不定结构问题,通过增加千斤顶机构而创制600半静定性四辊轧机、静定性六辊轧机和封闭式稳定型钢轧机。在获得轧机滚动轴承延寿的重大成果后,欲彻底解决轧机两端支反力不等及镰刀弯弊端、工作辊夹住板带横向移动现象、一流六辊轧机中间辊止推滚动轴承损坏、轧机颤振以及普遍不能达标负荷状态生产的现状及无法实施大压下率轧制工艺等十几项轧机弊端,并证明当代轧机是非一流装备,从小、中型轧机改造实践中创新的微尺度静定性轧机急需应用于中厚板等大型轧机的设计。     

热带轧机支撑辊辊型曲线的影响因素

在采用影响函数法分析四辊轧机轧辊弹性变形的基础上,以某1 250 mm热带轧机为对象,研究了四辊热带轧机支撑辊辊型曲线各种影响因素对辊间压力及带钢出口凸度的影响规律,为支撑辊辊型曲线优化设计提供了重要的理论依据.研究结果表明:倒角长度、倒角高度、倒角类型以及辊身凸度均对辊间压力分布和带钢出口凸度具有较大的影响,在进行辊型曲线优化设计时应根据现场实际选择合适曲线类型和参数范围,同时保证轧机的凸度控制能力满足生产要求.     

热带轧机工作辊初始辊型曲线的设计

在采用影响函数法分析轧辊弹性变形的基础上,提出一种热带轧机工作辊初始辊型曲线的设计算法.指出合理分配精轧机组各机架带钢入、出口凸度范围对工作辊初始辊型曲线设计具有重要的作用,并提出一种各机架带钢入、出口凸度范围的确定策略.采用提出的算法对某厂1 250 mm热带轧机精轧机组优化了其工作辊初始辊型曲线,并进行了现场实际生产实验.实验结果表明:带钢的实测凸度满足该厂目标凸度的要求,证明了该算法的合理性.     

宽幅无取向硅钢热轧板形控制技术

针对1700热连轧机下游机架工作辊磨损严重且不均匀导致宽幅无取向硅钢的板形控制等问题,采用ANSYS建立辊系弹性变形有限元模型并研制宽幅无取向硅钢生产的ASR-N非对称自补偿工作辊.研究结果表明:与长行程窜辊的常规凸度工作辊相比,ASR-N工作辊服役期内轧机辊缝横向刚度提高13.9%以上,凸度调节域扩大8.0%以上.该技术应用于1700热连轧机工业生产实践,不仅2.3 mm× 1.28 m宽幅无取向硅钢轧制单位由试生产时的40卷扩大到正常轧制的70卷以上,且带钢出口凸度小于45μm的比例由50.0%提高到94.9%,凸度大于60 μm的比例由20.2%下降到0.7%.     

四辊铜带轧机安装要点

四辊铜带轧机是一种体积庞大、结构复杂、安装精度高的大型机组。轧机机架安装精度直接影响其加工精度,以此特别要对机架安装精度进行控制。     

四重铝箔轧机工作辊辊形曲线的优化

针对国内某四重铝箔轧机生产装饰箔时出现的二肋浪形问题,根据板形理论分析认为箔材轧制中产生二肋浪形的原因是工作辊对应区域的等效凸度过大.分析了热膨胀和冷却、工作辊粗糙度和工作辊曲线等因素对工作辊等效凸度的影响,确定现场条件下影响工作辊对应区域等效凸度的主要因素为工作辊曲线参数,参考相关文献推导了铝箔轧机工作辊曲线表达式,对采用不同凸度、不同半角时的工作辊曲线进行了对比,从中选出适合当前工况下的工作辊曲线.采用该工作辊曲线进行现场实验,实验结果表明通过提高工作辊曲线半角角度可使二肋浪问题得到解决.     

四辊轧机辊系轴向力的实验—四辊轧机轴向力学行为的研究（Ⅴ）

在理论分析的基础上，先后在试验轧机上和现场工业轧机上对四辊热、冷轧机进行了综合测试，对四辊轧机轧辊不同交叉形式以及不同交叉角情况下的轴向力进行了测试分析，获得了轧机的力学，运动学和动力学等参数的实际数据。     

H1400大型楔横轧机工作机座的结构及设计

阐述了笔者开发的H1400大型楔横轧机工作机座结构特点和设计要求. 采用边界元和有限元耦合新算法,数值模拟了楔横轧机主要零部件在轧制过程中的变形,精确计算出轧机强度和整体刚度. H1400大型楔横轧机工作机座结构的结构及设计为满足大型轴类件生产和市场需求提供了设备保障.     

1780热连轧机机座系统的动力学分析

以1780热连轧机机组第五架轧机在轧制过程中发生振动为背景,建立其弹簧质量模型。利用AN-SYS软件对轧机机座系统进行动力学分析,计算出其各阶模态参数。第2,3,6阶主振型上下工作辊运动方向相反,第2阶主振型频率为124.62 Hz,同三倍频振动特征有较好的吻合,易于形成轧制厚度波动。本文的研究可为轧机机座系统的动力学分析寻找出一条新思路。     

多方向耦合振动连轧机再生颤振建模及应用

为了研究连轧机的再生颤振机理,首先综合考虑轧制过程中的轧辊弹性压扁和轧件加工硬化效应的影响以及轧机工作辊的振动所造成的轧制辊缝在垂直和水平方向的变化,建立新的动态轧制过程模型,将该模型与多方向耦合振动的轧机结构模型结合,建立单机架轧机振动模型,而后对机架间的张力耦合和轧件厚波动在机架间的有时滞传递进行表征,建立新的多方向振动耦合的连轧机再生颤振系统模型。以所建立的模型为基础,根据劳斯判据和积分值检验法分别对典型五机架冷连轧机每个单机架系统和多机架耦合的再生颤振系统进行稳定性分析。研究结果表明:所建立的再生颤振模型正确。