轧机振动进展(北科大 冷轧会议稿).ppt

现代冷连轧机振动研究及控制 技术交流报告 闫 晓 强 教授\博士\博导\副所长 北京科技大学冶金机械研究所 目录 轧机振动录像 德国西马克冷连轧机 振痕 一.问题提出 1.振动现象 2.振动危害 1）带钢表面振痕——影响表面质量 2）轧辊表面振痕——降低在线寿命 3）振动噪声强烈——恶化工作环境 4）交变振动载荷——降低零件寿命 5）振动造成堆钢——威胁安全生产 6）降低轧制载荷——影响产能释放 7）降低轧制速度——降低生产产量 8）产品质量下降——导致索赔用户 3.技术路线 1）轧机怎样振动——现场综合测试 2）轧辊为何振动——振动机理研究 3）如何消除振动——实施抑振措施 轧机类型 研究内容 二.研究历史（半个世纪、世界难题） 冷连轧机 平整机组 热连轧机 中板轧机 其它轧机 固有特性 振动传递 振动捕捉 振动机理 抑振措施 弹簧质量振型频率 偏心间隙啮合频率 振动参数 临时测试 自激振动 辊缝摩擦 辊缝润滑配辊原则 有限元法求解模态 非线理论 引入求解 振动状态 在线监测 周期分岔 混沌状态 结构优化避开频率 实验模态 符合实际 振动能量 全局传递 耦合振动 解耦监测 机电液界耦合求解 抑制谐波降低振能 本人 今天 昨天 三.耦合监测 1.机电耦合振动监测 F3轧机 F4轧机 F5轧机 轧机结构 万向接轴 扭矩传感器 弯矩传感器 扭矩发射机 弯矩发射机 2.弯扭耦合振动监测 (（（（（ 3.垂扭耦合振动监测 主电机转子电流 主电机定子电流 定子电流波形及频谱 电能质量测试仪 牌坊垂振加速度 垂振加速度信号及频谱 振动采集系统 4.测试参数汇总 序号 参 数 序号 参 数 序 号 参 数 1 主电机扭矩 15 传动侧伺服阀电流 29 上支承辊水平振动加速度 2 上万向接轴扭矩 16 电机轴承座垂直振动加速度 30 上支承辊轴向振动加速度 3 上万向接轴弯矩 17 电机轴承座水平振动加速度 31 上工作辊垂直振动加速度 4 下万向接轴扭矩 18 电机轴承座轴向振动加速度 32 上工作辊水平振动加速度 5 下万向接轴弯矩 19 减速机垂直振动加速度 33 上工作辊轴向振动加速度 6 传动侧轧制力 20 减速机水平振动加速度 34 下工作辊垂直振动加速度 7 操作侧轧制力 21 减速机轴向振动加速度 35 下工作辊水平振动加速度 8 主电机力矩电流 22 齿轮座垂直振动加速度 36 下工作辊轴向振动加速度 9 主电机电压 23 齿轮座水平振动加速度 37 下支承辊垂直振动加速度 10 主电机励磁电压 24 齿轮座轴向振动加速度 38 下支承辊水平振动加速度 11 主电机励磁电流 25 牌坊垂直振动加速度 39 下支承辊轴向振动加速度 12 主机转速 26 牌坊水平振动加速度 40 液压缸垂直振动加速度 13 张力 27 牌坊轴向振动加速度 41 液压缸水平振动加速度 14 操作侧伺服阀电流 28 上支承辊垂直振动加速度 42 液压缸轴向振动加速度 F3—F5振动测试主要参数一览表 3*42=126个 监测机柜 材质 宽度 （mm） 入口厚度 （mm） 出口厚度 （mm） 轧制速度 （m/min） LT5CA 885 2.02 0.222 1019 1）强烈振动现象(典型牌坊振动) 材质 宽度 （mm） 入口厚度 （mm） 出口厚度 （mm） 轧制速度 （m/min） LT5CA 845 2.02 0.212 1035 材质 宽度 （mm） 入口厚度 （mm） 出口厚度 （mm） 轧制速度 （m/min） MRT3BA 915 2.02 0.22 1317 F5牌坊振动 F4牌坊振动 F4牌坊振动 F5牌坊振动 扭振与垂振关系1 扭振与垂振关系2 2）扭振与振动关系 F4、F5起振加速度波形比较 F4、F5振动波形比较 3）F4与F5起振顺序 4）综合测试总结 (1）轧机振动中心频率 振动中心频率 175Hz和224Hz，与轧机固有频率接近或相等。 (2）轧机振动顺序描述 F4振动一般领先F5轧机10-90°，F5振动能量比F4要大得多。 (3）硬质带钢容易振动 振动次数:LT-5CA＞MRT-3BA＞MRT-4CA＞MROR-8CA＞CDCM- SPPC (4）存在耦合振动现象 液机耦合＞ ＞ 垂扭耦合 垂直固有频率、传动固有频率相近——动力学缺陷 四.耦合仿真 1.固有频率计算 阶 数 F1 F2 F3 F4 F5 第一阶 20 21 22 23 25 第二阶 81 80 96 99 107 第三阶 170 181