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。     

一类具有可动边界的机械振动系统的混沌行为

鉴于初轧机轧制过程中振动的非线性和边界可动,建立了初轧机在轧制过程中主传动系统的扭转自激振动模型·通过对所建模型的研究表明,该系统具有多种非线性振动形式,这为分析、诊断及控制这一类具有混沌行为系统的振动提供了理论依据·     

开坯机主传动系统自激振动分析

轧机主传动系统持续的自激振动将产生高频、高幅值的动载荷,使设备受到严重破坏.通过建立轧机主传动系统自激振动理论模型和现场实验研究,发现轧件与轧机之间"打滑"是诱发自激振动的主要原因.开坯机由于压下量大,造成"咬入"困难,应当采用车削方式加工轧辊辊身,以增大轧辊与轧件之间的摩擦系数.     

初轧机打滑时自激振动的分析

初轧机轧制过程中,如调到轧件氧化皮较多,轧辊与轧件间的摩擦系数降低,有可能发生空转打滑,还可能在传动线中激起自激振动。 本文利用矩陈形式研究多自由度系统的单频自激振动,并应用非线性振动系统的渐近方法,建立自激振动能否激发起来的判别法,得出稳态时自激振动振幅的第一近似公式。     

立辊轧机主传动系统的非线性参激振动仿真

考虑了轧制界面间的非线性阻尼以及辊系间的非线性刚度、阻尼,建立了立辊轧机辊系两自由度非线性参激振动模型.分析了该主传动系统的稳定性,得到了阻尼与刚度对系统稳定性的影响关系;并用MATLAB软件对其进行仿真,得出了不同参激频率分叉图、相图、庞加莱图及Lyapunov指数图.结果表明,非线性因素和系统的振动特性有着密切的联系;应避免激振力频率与系统固有频率相近,以避免混沌的出现.     

中厚板轧机非线性参激的振动

建立了中厚板轧机两自由度非线性参激振动模型,分析了轧机振动系统在主参数共振情形下的振动特性,尤其是振动系统随激励参数变化的拟周期振动和混沌运动现象。分析结果表明:轧制过程中轧制力的周期性变化可以导致轧机振动系统混沌运动的产生;避免激振力频率与系统固有频率相近,以防止混沌的出现。     

含间隙四自由度系统混沌动力学分析

打滑极易引起轧机传动系统产生振动,是大多数轧机传动系统遭到异常损坏的主要因素。本文针对某厂轧机生产中出现的问题,考虑轧辊扁头、扁头套间隙和轧辊打滑状态,建立了该轧机主传动系统非线性动力学模型及数学模型,采用龙格库塔方法对系统动态响应进行数值计算,并利用MATLAB软件编程进行仿真分析,得到了系统的分岔图、相图和庞加莱截面。基于对模型和数值计算结果的分析,发现轧机打滑可能引起系统混沌现象。本文的研究成果可为控制和分析轧辊打滑提供重要的理论参考。     

金属塑性加工工作界面非稳态润滑轧机振动控制

针对轧机垂直系统经常发生的自激振动现象,综合运用轧制理论、流体力学理论、润滑摩擦理论以及机械振动理论,建立考虑辊缝非稳态润滑过程轧机系统振动模型。该模型综合运用工作界面上的轧制力模型、界面摩擦模型、工作辊运动模型构成的界面薄膜约束多重耦合模型,定量分析一些主要参数对轧机垂直自激振动临界速度和振幅的影响。研究结果表明:轧制润滑乳化液的黏度越大,振动的临界速度越低;轧件的出口厚度越小,入口厚度越大,振动临界速度越低;轧件的变形抗力越高,振动临界速度越低;轧辊、轧件的表面粗糙度越高,轧机振动临界速度越高;轧辊半径越大,振动临界速度越高;轧机垂直系统本身的正阻尼(工作辊间阻尼以及压下油缸阻尼)越大,振动临界速度越高,振幅也越小;轧制速度越高,振幅越大。     

中厚板立辊轧机主传动系统扭振非线性研究

根据中厚板立辊轧机的实际参数,建立了轧机主传动系统的4自由度非线性振动模型,采用MATLAB软件编程求出了振动方程的数值解,并用相图和庞加莱映射的方法分析振动系统随电机激振频率变化的准周期运动和混沌运动现象。     

工程车辆传动系统自动激动研究

分析了工程车辆传动系统自激振动产生的原因和机理,并建立了数学模型。经分析,工程车辆传动系统在高滑转率下常会失稳而产生自激振动,对车辆产生不利影响,指出了目前在工程车辆传动系统自激振动领域中急需解决的研究问题。     

初轧过程中打滑时的自激振动

本文对初轧过程中打滑时的自激振动进行了理论分析,利用非线性振动理论中的渐近法导出了自激振动能否建立起来的判据。编制了自激振动程序,并对工程实例进行丁计算。     

立辊轧机主传动系统的扭振非线性分析

为了掌握立辊轧机主传动系统的扭振理论并且加以控制和利用,根据4200立辊轧机主传动系统的实际参数,建立立辊轧机主传动系统的4自由度非线性扭振模型,采用Matlab软件, 得到分岔图、相图和庞加莱截面,通过仿真分析其周期运动的稳定性以及通过倍周期分岔进入混沌的过程.仿真结果表明,当激振力频率与系统固有频率相近时,角位移增大,系统不稳定,在实际生产中要避免激振力频率与系统固有频率相近的工况;随着角频率的变化,系统由周期运动、准周期运动,经过一系列倍周期分岔最终导致混沌产生.     

中厚板立辊轧机主传动系统的非线性扭振

根据4200立辊轧机的实测参数,采用理论分析和数值计算相结合的方法建立了中厚板立辊轧机主传动系统的4自由度非线性振动模型,通过对该模型的简化求解,得到系统线性振动下的全部响应.采用Matlab软件编程求出了非线性振动方程的数值解,并采用相图、庞加莱映射图和时间历程图等方法,分析讨论参激角频率靠近线性振动固有角频率时振动系统的运动状态.为进一步讨论系统的稳定性,分析了参激角频率在固有频率间变动时的运动现象.结果表明:当参激角频率从接近一阶固有频率开始逐渐增大时,系统的运动是不稳定的,其运动状态由周期运动逐渐过渡到准周期运动,乃至混沌运动.     

利用摩擦振动理论分析带钢水平振动

在带钢轧制生产中,轧机振动是国内外许多轧钢厂都遇到问题.轧机振动易加速设备磨损,影响产品质量,导致产品出现振动纹等,有时甚至出现断裂等缺陷.研究了带钢轧制中水平振动问题,建立了力学模型,并且分析了自激振动产生机理,得出了自激振动是影响带钢表面质量主要原因.     

利用摩擦振动理论分析带钢水平振动

在带钢轧制生产中,轧机振动是国内外许多轧钢厂都遇到问题.轧机振动易加速设备磨损,影响产品质量,导致产品出现振动纹等,有时甚至出现断裂等缺陷.研究了带钢轧制中水平振动问题,建立了力学模型,并且分析了自激振动产生机理,得出了自激振动是影响带钢表面质量主要原因.     

基于LMI方法的轧机主传动系统机电振动H∞控制

为了抑制机电振动,保证对干扰有良好的动态抑制作用且无静态扰动误差,针对轧机主传动系统,建立了基于模型匹配二自由度系统的状态空间模型,并将轧机主传动系统机电振动控制设计问题归结为标准的H∞控制问题;用线性矩阵不等式法得到输出反馈H∞控制器,以保证系统的鲁棒性.仿真研究结果表明,该方法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,同时减小了轧制负荷扰动引起的动态速降.     

基于胎面侧向振动的轮胎多边形磨损机理分析

考虑轮胎接地磨擦的非线性特性,采用动态LuGre摩擦模型,建立基于胎面侧向振动的轮胎多边形动力学模型,并对系统的稳定性进行了分析,指出轮胎的自激振动是一种由系统Hopf分岔引起的稳定周期振动现象.研究表明轮胎多边形磨损是一种典型的非线性自激振动现象,其发生与胎面的侧向振动有关,轮胎多边形磨损的边数近似等于胎面的侧向振动频率与车轮转动频率之比,并通过仿真得到了能够引起胎面自激振动的车速和轮胎前束角范围.结果表明所建模型能够很好地解释轮胎多边形磨损的形成机理,为减小或消除轮胎的自激振动提供了理论依据.     

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.     

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.     

平整机自激振动与轧制界面阻尼特性的关系

对平整机轧制界面的摩擦学、阻尼特性,自激振动机理及振动测试结果进行了分析,平整机振动的主要成分是自激振动,且自激振动的根源在于轧制界面的负阻尼特性,而负阻尼的产生源于轧制界面的粘滑状态与部分弹流膜作用的存在。研究结果为解决实际生产中平整机振动带来的产品质量问题提供了理论依据。