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近几年,连轧机振动的研究从过去主要由搞机械的学者和来研究连轧机振动机制,扩大到由机械、电气、液压和工艺为一体的跨、跨学科的研究队伍。建立了连轧机同时存在垂扭耦合振动、液机耦合振动、弯扭耦合振动和机电耦合振动的理论基础,证明了连轧机振动的机制为连轧机固有的动力学特性与轧制过程的动态特性相耦合的结论,其振动性质为机电液界多态耦合振动。
连轧机振动能量传递:
连轧机的振动能量传递是在非线性系统中进行传播的,过去主要关心振动频率的变化和振动发生后的常规的参数变化规律,但连轧机振动是需要很大的能量才能被激发的,因此,连轧机振动的能量及大小是如何传递的开始成为研究,即研究多大的振动能量才能激发起连轧机振动和如何减少连轧机振动能量。
连轧机振动研究的内容主要围绕着连轧机怎样振动、连轧机为何振动和如何抑制振动3个方面来展开研究,具体研究内容及进展分别叙述如下:
1、连轧机固有力学特性:在研究连轧机固有的动力学特性方面,由过去用“弹簧-质量”模型来研究连轧机的振型和固有频率发展到用有限元来建立模型并求解模态,使研究方法上了一个新台阶;
2、连轧机振动传递过程:在研究连轧机振动传递方面,由过去认为连轧机振动是传动系统减速机齿轮、齿轮座齿轮和弧形齿接手等的啮合频率造成连轧机振动到引入非线性振动理论来求解振动的传递,使研究的问题变得更加复杂;
3、连轧机振动现象捕捉:在现场连轧机振动捕捉方面,由过去采用的以光线示波器和磁带机为代表的临时测试方法发展到用工控机来采集和分析的在线监测系统,使连轧机振动现象测试信号更加可靠和,分析内容更加丰富,为连轧机振动机理研究提供了手可靠资料;
4、连轧机振动产生机制:在研究连轧机振动机制方面,由过去研究连轧机辊缝摩擦可能引发的自激振动发展到非线性动力学的周期分岔、混沌运动等理论上,使理论研究变得更加复杂,甚至难以求解;
5、抑制连轧机振动措施:从抑制连轧机振动的角度出发,当连轧机振动发生时,只好降速或更换轧辊以及改变工艺状态等来缓解振动,连轧机通常采用的措施是改变辊缝润滑状态和优化配辊原则,达到在较小的程度范围内降低连轧机振动的目的。
在世界范围内,连轧机振动一直是国内外困扰轧制薄带钢和高附加值产品的瓶颈,当严重振动发生时,产生一系列危害:
1、带钢表面出现振痕,影响产品表面质量;
2、轧辊表面出现振痕,降低在线使用寿命;
3、振动噪声十分强烈,恶化操作工作环境;
4、零件承受交变载荷,降低零件疲劳寿命;
5、振动造成堆钢爆辊,威胁连轧机安全生产;
6、降低正常轧制载荷,影响产品开发;
7、降低连轧机轧制速度,产品产量降低;
8、产品表面质量降低,导致索赔用户,影响效益。