遥测式粗轧机主传动轴扭矩实时监测系统

为实现轧制工况的动态监控,对粗轧机主传动轴扭矩进行实时监测.采用基于非接触式遥测扭矩传感器的工业控制器,将获得的扭矩信号通过TCP/IP通信协议传输到服务器, 从而实现对数据的实时显示、存储和分析处理.     

热轧机主传动系统疲劳设计负荷选取原则与方法

热轧机主传动系统咬钢时受到强大的冲击扭矩作用,每年的冲击次数达105～106次,因此应以咬钢时的冲击扭矩峰值载荷谱作为主传动系统的疲劳设计负荷。通过抽象简化,建立主传动系统的动力学模型并进行动力学仿真,计算出扭矩放大系数TAF。对于新设计的轧机,可按产品大纲通过理论公式计算出轧制各产品时的稳态轧制力矩;对于现有轧机,可以通过监测轧机主电动机的电流或功率来得到稳态轧制力矩载荷谱。将各稳态轧制力矩分别乘以扭矩放大系数TAF,就得到轧机咬钢时的冲击扭矩峰值载荷谱。采用累积损伤理论,再计及低于受力零件材料疲劳极限的循环应力对疲劳裂纹扩展的影响,按此进行疲劳设计,就能保证轧机主传动系统在预期寿命内安全工作。     

变频谐波诱发轧机传动非线性耦合振动研究

利用扭矩遥测系统在线监测轧机传动轴上扭振信号时,信号特征显示轧机发生机电耦合振动.为研究其机理,利用Matlab/Simulink仿真获得了变频器输出电流基波与谐波分量以及由此产生的电机输出谐波力矩,利用ANSYS分析了轧机传动机械系统的固有特性,建立了含非线性刚度、阻尼项的传动机械系统等效动力学模型,揭示了谐波激励与轧机结构耦合机制及特征.仿真计算表明:减小谐波源幅值和增加阻尼均可大幅降低振动能量.     

非线性随机振动与轧钢机的故障诊断

本文分析了某些轧钢厂轧机的主传动系统的设备故障,提出了轧机打滑的新理论,认为轧机打滑过程轧辊动力学的数学模型应该用具有随机系数的Rayleigh方程来描述。由此方程可导出考虑随机因素的扭矩放大系数,它约为确定性的扭矩放大系数的两倍。这样,可能产生剧烈的振动、导致轧机主传动系统的重大设备事故,现场调查与测试结果都基本上证实了所提理论的正确性。     

轧机工作辊振动在线监测的新方法

根据轧机振动监测的技术要求和轧机工作辊高速回转、频繁变换位置的工作特性,选择振动位移为监测参量,提出一种位王跟踪、非接触式直接监测工作辊振动位移的新方法,对测点位王的布王等进行分析.根据涡流位移传感器,设计一种具有快速自动移位功能的传感器系统,并对传感器的位置控制和轧机工作辊的振动监测系统进行了研究.研究结果表明,用直接监测位移法直接测得的工作辊振动位移时,所用频率低于500 Hz,避免了轴承振动信号的干扰,无工频噪声,因而信噪比高;而在用测试工作辊轴承座加速度的传统方法获得的信号中,工频干扰等噪声很严重,几乎淹没了有用信号,无法客观提取其低频段的振动频谱特征.     

350／700连轧机组的测试与故障分析

对８５０／７００连轧机组在工作中所出现的问题，进行了初步的理论分析，提出了诊断事故原因的最佳方案，准确的测取了有关参数，为进一步的故障分析提供了可靠依据；轧件咬入困难的主要原因是由各架轧机的压下量分配不够合理造成的；第六架轧机传动扭矩过大，是由严重拉钢引起的。     

间隙冲击对轧钢机主传动系统过载的影响

本文分析了轧钢机主传动系统由于间隙冲击引发的扭矩过或，详细计算了由此激发的扭矩动力响应，给出了各轴段的过载值，即扭矩放大系数TAF。计算表明，间隙冲击不仅改变了系统的初始条件，而且也改变了系统的加或方式。这两种响应的叠加，使过载增大。随着轧机零件在使用中的磨损，会出现间隙逐渐变大，本文提出了一些改进的见解。     

快速铸轧在线监测系统的设计与实现

介绍基于IPC—单片机的主从式快速铸轧在线监测系统，包括系统的构成、硬件软件系统、IPC—单片机通讯系统和抗干扰设计．该监测系统可在线监测快速铸轧过程中的工艺参数、力能参数、电参数、掌握轧机运行的状况．该监测系统已成功应用于快速铸轧实验中，取得明显的效果．     

无触点扭矩仪研究

在分析回转轴力磁学性质的基础上,开发出无触点扭矩仪,该仪器由新研制的非接触式霍尔扭矩传感器、前置电路、数据采集及微机信号处理装置组成,适用于石油钻机扭矩的非接触测量,并可方便地应用于其他回转机的扭矩监测。     

头部增厚法在中厚板轧制过程中的应用

分析扭振在道次轧制中的变化特点,得知头部咬入阶段的峰值扭矩是制约道次压下量的关键因素.结合整个轧制过程的稳态轧制扭矩的变化规律,提出在展宽阶段和伸长阶段前几个道次采用头部增厚法,即在咬入阶段后的稳态轧制过程适当增加道次压下量.并推导出轧制扭矩和压下量的关系式,得到道次压下量的放大范围.该方法能在不改动轧机设备的前提下提高轧机能力,适合在中厚板轧机上进行推广使用.     

轧机主传动动力学CAD系统的研制

通过对Ｍａｔｌａｂ语言及轧机设计理论的研究，给出也轧机主传动系统的一般力学模型，基于Ｗｉｎｄｏｗｓ９８平台上开发了轧机主传动系统的动力学ＣＡＤ分析系统。在同一软件Ｍａｔｌａｂ环境下，完成了轧机主传动系统的数值计算与几何设计一体化过程，从而获得求解轧机主传动系统的自然频率、振型和动力响应等问题的一种简洁、有效的方法。     

轧机主传动系统主联轴器安全销有限元优化设计

以某厂轧机主传动系统主联轴器安全销为研究对象,采用有限元的函数加载方式对其进行应力分析,对安全销的实际剪切强度进行校核,并在有限元软件中通过参数化建模对安全销退刀槽尺寸进行优化。仿真分析结果表明,优化后的安全销可以保证轧机主传动系统扭矩超过设定值时安全销及时断裂,对主传动系统起到保护作用。     

热连轧机轧制力和轧制力矩模型研究

研究了一种适用于热连轧机的新型高精度轧制力和轧制力矩模型,建立了一个轧制力功系数和轧制力矩功系数的新型指数公式,将两个系数的表达式统一起来,仅含"压下率"和"压扁半径与出口厚度之比"两个影响因子,形式简洁,物理意义明显.给出了新型指数公式中待定参数的确定方法,求得的待定参数值对不同钢种和不同精轧机架具有通用性.预测实践表明,新型轧制力和轧制力矩模型提高了热连轧过程中轧制力和轧制力矩的预报精度,可用于热轧板带生产线精轧机架的在线控制.     

高抗力金属板带材多辊冷轧机特点分析

掌握生产板带材的金属的特性和变形特点是进行高精度多辊可逆冷轧机设计的基础。针对多品种,多规格和板卷共线的生产工艺需求,通过对比分析选择了六辊辊系的可逆冷轧机。该冷轧机主要用来生产厚度薄至0.3～0.4 mm的钛及钛合金,镍及镍合金,铜及铜合金,不锈钢,高温合金以及精密合金板带材。冷轧机的最大轧制力35 000 kN,最高轧制速度480 m/min,最大轧制力矩320 kN·m。机组主要由皮带运输机,开卷和卷取机,主轧机,除油装置,矫直机,移动和固定辊道等设备组成。同时,也包括消防系统,液压系统,电控系统等。重点对冷轧机的工艺设计要求,机组组成特点,关键设备部件,典型技术参数等进行了介绍和分析。     

热轧带钢R2粗轧机下主传动轴断裂有限元分析与应用

以某2250热轧带钢厂R2粗轧机承受较大载荷的下主传动轴为研究对象,采用Marc软件建立了该传动轴薄弱区段弯扭应力分析三维有限元模型.扭转、弯曲和弯扭联合作用等不同载荷条件的有限元分析表明:不同工况下传动轴在托架支持的局部轴段的缩颈导致该处应力比非缩颈处的应力增加约60%;异常扭矩是造成传动轴产生裂纹和断轴的主要原因;采取将传动轴缩颈区段改为实心区段的加固措施可减小最大扭矩应力值21%.改进后的具有裂纹的传动轴已成功应用于粗轧机的正常轧钢生产.     

楔横轧轧制螺旋齿形件力能参数的影响因素

针对楔横轧轧制螺旋齿形轴类件的成形过程复杂、轧制力与轧制力矩等力能参数受轧制条件以及工艺参数的影响规律复杂等问题,采用DEFORM-3D有限元软件模拟楔横轧轧制螺旋齿形件的成形过程,分析不同工艺参数对轧制力和轧制力矩的影响规律。在H630楔横轧机上进行轧制实验,分别采用AD7202压力传感器和TorqueTrak9000扭矩仪测试轧制过程中轧制力和轧制力矩,进而验证各工艺参数对力能参数的影响规律。研究结果表明:轧制力和轧制力矩随轧制温度的升高而减小,随齿高变化率、轧制速度以及轧辊直径的增加而增加,其中,轧制温度对力能参数的影响最明显,齿高变化率和轧制速度的影响次之,轧辊直径的影响最小;进行轧机设计时,为了确保轧机承受足够大载荷,一般选取较低的轧制温度、较大的齿高变化率和较大的轧制速度。     

基于自抗扰控制技术的轧机主传动系统机电振动控制

轧机驱动电机与轧辊间采用长轴连接,连接轴刚度有限,因此在带材高速轧制时,常规电流、转速双闭环控制易产生机电振动和断带现象.为了克服该缺陷,针对轧机主传动系统精确模型不易获得的特点,将不确定外扰和未建模动态视为一个综合扰动项,运用扩张状态观测器对系统状态和综合扰动项进行观测,设计了轧机主传动机电振动扩张状态观测器控制系统;进一步利用自抗扰控制技术设计了一个不依赖于对象模型的轧机主传动机电振动控制系统.仿真研究结果表明:两种控制系统都有效改善了轧机主传动系统的跟踪性能,抑制了系统的机电振动现象,同时对系统内部参数如轧辊转动惯量等的摄动也具有较强的鲁棒性.首次将扩张状态观测器和自抗扰控制技术应用到轧机主传动机电振动控制系统中,并通过与传统电流、转速双PI控制和基于降维状态观测器的状态反馈控制比较,证明了该方法的有效性和优越性.     

TDC和SIMADYN D控制系统在热连轧机组主传动中的应用

介绍某2250mm热轧厂七连轧机组的基本构成，分析基于气隙磁场定向控制的同步电机的数学模型，并结合七连轧机组中的5号轧机，重点论述了西门子TDC和SIMADYN D全数字控制系统在该轧机主传动系统中的应用。     

轧制参数对轧机主传动系统自激振动的影响

根据轧制打滑状态下轧机系统特点，建立打滑状态下轧制系统的非线性力学和数学模型，并用Ｋｒｉｌｏｖ－ｂｏｇｏｌｕｂｏｖ方法对非线性力学模型求解，确定了主传动系统产生稳定自激振动时的轧制速度和轧制力之间的关系，给出了计算不同轧制速度下要产生稳定自激振动的最小轧制力的方法；推出了在同一个轧制速度下由于自激振动导致的扭矩放大系数（ＴＡＦ）与轧制力间的关系。     

连轧管机的自激振动分析

无缝钢管的轧制变形区作为轧制过程的工作界面,其动力学特性对连轧管机的轧制振动有决定性影响.分析了动态情况下轧制界面上的界面摩擦、轧制变形规律、轧辊运动等行为机理及其耦合特性,建立了轧制界面的动力学模型,通过模型研究轧制工艺参数与轧制力能参数的关系,分析了连轧管机的自激振动发生的原因,并用数值模拟方法分析了在不同轧制条件下的轧制变形区的工艺参数与连轧管机的自激振动关系,为解释连轧管机的自激振动机理提供理论基础.