HC轧机主传动扭振系统的建模及其动态性能的研究.PDF

维普资讯 第 29卷 第 2期 昆 明 理 工 大 学 学 报 (理 工 版 ) Vo1 ． 29 N0．2 笙兰旦 ! ! ngniversityofScienceandTechnology(ScienceandTechn010gy) Apr．2004 HC轧机主传动扭振 系统的建模及其动态性能的研究 李 平 ，刘晓星 (昆明理工大学 机电工程学院，云南 昆明 650093) 摘要：对某厂HC轧机四连轧机组主传动系统，确立 了扭振动学模型，用拉格郎 日方程建立 了扭 振数学模型，用matlab计算软件求出了系统固有频率和振型，用系数法求出了扭矩放大系数 ，讨 论 了频差放大系数对扭矩放大系数的影响关系，分析了HC轧机动态特性，对生产有一定指导作 用 ． 关键词 ：HC轧机；扭转振动 ；动力学模型；数学模型；动态性能 中图分类号：THll3．1 文献标识码：A 文章编号：1007—855X(2004)02—0031—05 ResearchontheM odeland itsDynamicPropertiesoftheM ain DriveSystem aboutTorsionVibration oftheHC RollingM ill LIPina。LIU Xiao—xinq (FacultyofMechanicalandElectricalEngineering．KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China) Abstract：A mathematicalmodeonHCplateandstriprollingmillisestablished．Itsnatural~equency，modes andtorsionmomentamplificationcoefficientareprovidedanddynamicpropertiesofHC rollingmillareanalyzed， which hasadirectivefunctionfortheproduction． Keywords：HC plateandstriprollingmill；torsionvibration；mathematicalmode；dynamicproperty O 引 言 国内外轧钢机主传动系统及零件都曾发生用静态分析方法不能解释的严重破坏事故．近年来 ，随着坯 料重量的增加，轧制速度的提高，主电机功率的增大，问题更显突出，破坏的主要原因之一是主传动系统出 现扭振 ．轧钢时咬人轧件，抛出轧件 ，间隙冲击，打滑，机械共振和机电共振 ，都使得传动系统引起相当大的 尖峰力矩 ，力矩最大尖峰值 与轧制力矩稳定值 帆 的比值 称为扭矩放大系数 ，此系数可达5～6甚 至更大 ，过大的力矩放大系数不仅对设备运行产生危害，就现代轧制而言，对生产工艺及产品质量也会产 生不利的影响．因此在现代轧机设计和生产中都应对轧机的主传动系统进行动态分析研究． 本文对某 HC冷轧厂轧机主传动系统的扭转振动采用拉格郎 日方程来建模 ，用计算软件 matlab求解， 获得其固有频率及振型，进而求出其扭矩放大系数，讨论扭矩放大系数与固有频率关系，最后得出的分析 结果对生产具有一定的指导作用 ． 1传动系统动力学的理论模型 HC轧机是由四机列组成的四机架连轧机组，每单机列主传动系统简化如图 1所示 ． 将单机列主传动装置简图简化为图2所示的扭转振动计算简图，是按照能量守恒原则，综合考虑计算 量和计算精度，将上、下各分支万向接轴和辊系合为一体 ，简化成五 自由度的分支系统 ． 图2中：J1一 电机转子的转动惯量 ；J2一 齿轮联轴器的转动惯量 ；J3一 齿轮座两齿轮轴及其附件的转 动惯量 ；J(J5)一 上分支 (下分支)万向接轴和辊系的转动惯量 ；K1、K