考虑上/下工作辊非对称运动的热轧机水平振动研究

研究热连轧机上/下工作辊水平振动机制及其影响因素。首先,考虑上/下工作辊非对称运动,轧制界面的负阻尼效应以及非线性刚度等影响因素,建立板带轧机上/下工作辊水平振动非线性动力学模型。然后,对某厂热连轧机F2机座进行振动测试试验。对振动过程进行仿真,研究轧机结构间隙、轧制力和摩擦负阻尼对轧机水平自激振动的影响。研究结果表明:工作辊水平振动剧烈,上/下工作辊振动相位相反,振动优势频率为40和130 Hz。上/下表面摩擦因数呈反向周期性变化,引起轧辊辊身产生振纹,振动频率为42 Hz及其倍频,仿真与实测结果相符;轧机结构间隙越大、轧制力越大、负阻尼系数越小,轧机系统稳定性越差。     

非线性动态轧制过程下冷轧机参激振动特性

同时考虑轧制过程中非线性动态轧制力和辊面振纹导致的非线性参激刚度的影响,建立了非线性动态轧制过程下冷轧机参激振动动力学方程.应用多尺度法求解了轧机发生1/2亚谐共振时的幅频特性方程,得到了阻尼、参激刚度对系统亚谐共振的影响规律,并运用奇异性理论讨论了轧机在非自治情况下分岔特性.最后通过采用轧机实际参数进行数值仿真,得到系统各参数对幅频特性以及分岔和混沌特性的影响规律,发现系统参激刚度的变化会使轧机出现了周期运动和混沌等多种不同的运动形态,为进一步抑制轧机振动提供了理论参考.     

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。     

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.     

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。     

变摩擦力下板带轧机辊系垂直-水平耦合振动特性

考虑轧辊振动情况下轧制界面间变摩擦力因素影响,基于Orowan变形区力平衡理论建立了垂直和水平方向的动态轧制力模型.在此基础上考虑轧机结构振动的影响,建立了板带轧机垂直-水平耦合非线性振动动力学模型.运用多尺度法对该系统进行求解,得到了系统的幅频响应方程,并采用1780轧机参数进行仿真,分析了非线性参数对幅频特性的影响.最后采用奇异性理论分析该耦合系统的分岔行为,得到该耦合系统在2参数平面内的6组不同转迁集及分岔图,这为进一步抑制轧机辊系振动提供了理论指导.     

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.     

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。     

板带轧机液压压下-垂直振动特性研究

考虑板带轧机垂直振动对液压压下系统中四通伺服电磁阀非线性流量的影响,推导出非线性流量变化下的液压缸的非对称分段弹簧力,并建立了板带轧机液压压下-垂直振动动力学方程.运用平均法求解出该轧机振动系统的幅频响应方程,并利用奇异性理论求解了轧机在动态轧制过程的分岔特性,得到4组不同的转迁集及其对应的分岔图,分析了开折参数对轧机分岔特性的影响.最后以实际轧机参数为例,通过仿真发现系统幅频曲线在分段处出现拐弯特性,调整伺服阀响应时间可降低系统振幅不稳定频率区域,通过调整外激励幅值与阻尼比等参数可有效改善系统共振情况,为进一步抑制轧机辊系振动提供理论参考.     

轧制速度加载方式对轧机振动特性的影响研究

带钢在轧制过程中表面会产生振痕,严重影响带钢表面质量及后续使用,但由于复杂多变的轧制工况,轧制参数加载方式对轧机振痕振动的影响仍是目前存在的难题之一。文章建立了森吉米尔二十辊轧机耦合动力学模型,研究了轧制速度在加载过程中对轧机振动特性的影响。利用现场试验验证了模型的有效性和分析过程的合理性。为合理优化轧制参数加载方式,抑制或消除振痕振动,对提高带钢表面质量和经济效益提供了重要的理论与实践支撑。     

热轧机组轧制负荷的自适应模糊预测

针对传统轧制负荷模型的固有缺陷，为了提高精轧机组轧制负荷预设定精度，提出一种将基于误差反馈和专家经验的闭环模糊控制引入轧制负荷预测系统中的新方法，用于修正预测输出、提高预测精度和鲁棒性的设想。离线仿真表明：采用本文所述的方法，预测精度优于传统方法。预测结果的相对误差限制在5%以内。     

热轧带钢横截面多参数表示及高精度板形控制

以带钢宽度为坐标的带钢横截面与带钢平坦度控制密切相关.常规的带钢横截面表示方法不能精确描述不规则带钢横截面情况,影响板形质量及控制精度.建立多参数带钢横截面表示方法,可以对带钢横截面做更准确全面的描述.以CVC轧机为例,利用ANSYS有限元模型对各横截面参数之间的耦合关系进行分析,提出各板形因素的综合控制以及与平坦度的解耦控制是进一步提高热轧带钢板形控制精度的难点亦是关键所在.     

滚动联轴器研究

有些设备在工作过程中主轴受工作环境影响温度升高而伸长,产生很大的轴向力,严重影响设备性能,为此,研究出一种新型联轴器-滚动联轴器,它允许被联接的两轴在很小的轴向力作用下移动,因此能消除有害的轴向力．此外,根据弹性理论得出滚动体接触应力和应变的计算公式,通过实验得出滚动体载荷不均匀系数,为计算滚子最大受力提供依据,经实际应用,滚动联轴器达到了理想效果．     

冷连轧机轧制力在线计算模型

通过将轧制变形区离散化的方法,在考虑变形区内横截面上张应力、摩擦应力等影响因素沿带钢轧制方向分布规律及其与带钢厚度及压下量的关系的基础上,采用数学模型和神经网络相结合的方法计算了金属变形抗力,建立了冷连轧机轧制力在线计算数学模型. 经大型工业轧机生产实践数据检验,该冷连轧机在线轧制力计算模型预报误差控制在6.1%以内,满足模型在线控制要求,可提高在线控制轧制力模型的计算精度.     

偏心轴类零件楔横轧轧制力分析

利用有限元手段对偏心轴类零件楔横轧轧制成形中的轧制区轧制力进行了系统全面地研究,在此基础上分析了偏心轴类零件楔横轧非轧制区接触力的产生原因及其对偏心轴类零件楔横轧轧制成形带来的影响.研究结果对认清偏心轴类零件楔横轧轧制成形机理、旋转条件、偏心极限都具有十分重要的意义.     

纳米添加剂对板带钢冷轧乳化液润滑性能的影响

通过四球摩擦学试验分析纳米添加剂对板带钢冷轧乳化液摩擦学性能的影响;在不同润滑条件下进行冷轧试验,分析纳米添加剂对冷轧过程和轧后带钢表面质量的影响.结果表明,含纳米添加剂的轧制乳化液与传统轧制乳化液相比,其承载能力和抗磨减摩性能均有所改善;带钢冷轧过程中采用含纳米添加剂的轧制乳化液进行润滑,可有效降低轧制压力和轧机功率、减少能耗,并且轧后带钢表面质量也有明显改观.     

棒材热连轧力能参数的解析

采用三维流函数法 ,对棒材热连轧时的椭圆 -圆孔型系统进行了力能参数的解析 ,其结果与实测符合的很好。该法也可以用于高速线材椭圆 -圆孔型轧制力的计算。     

冷轧钢基复合材料复合轧制P-H图及其应用

提出冷轧钢基复合材料轧制厚度控制的P-H图，利用复合轧制P-H图描述复合材料轧制过程中复合材与基材的厚度变化与轧制力、张力之间的关系。应用结果表明：用P-H图可方便备料和确定轧辊原始辊缝，可实现对冷轧钢基复合材料的轧制厚度及厚度比进行在线自动控制；通过增加张力水平，可以减小复合轧制力，可达到用较少规格的原材料获得多规格的产品的效果。     

冷连轧过程控制轧制力模型综合参数自适应

轧制力模型是冷连轧过程控制系统的基本模型,影响其预报精度的主要因素是材料的变形抗力和摩擦因数. 本文采用参数自适应方法来提高轧制力的预报精度. 在对轧制力模型进行自适应过程中,将材料的变形抗力作为轧制过程模型的整体属性,各机架根据累计变形程度确定各自的变形抗力. 在此基础上,将摩擦因数看成是各机架的单体属性,各机架取不同的模型参数. 实践证明,这种综合考虑变形抗力和摩擦因数的参数自适应方法可以对二个参数同时进行修正,能有效提高轧制力模型的预报精度.     

滚动球铰链的研究

为了消除现有球铰链过大的滑动摩擦力对设备的有害影响 ,设计了一种滚动球铰链结构 .利用多个小万向轮组合在一起 ,代替滑动球铰的球窝以提供对球头的支撑和约束 ,使球铰链的球头在转动过程中没有滑动 .另外 ,还对滚动球铰链的误差进行了分析