冷连轧机主传动系统扭转振动分析

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冷连轧过程自激振动建模及失稳机理研究

冷连轧过程自激振动建模及失稳机理研究冷连轧过程自激振动建模及失稳机理研究摘要：冷连轧是一种常用的金属加工方法，常常出现自激振动现象，使得生产效率降低、质量下降并引发设备损坏等问题。

本文基于相对论声学和振动力学理论对冷连轧过程中自激振动进行建模，通过数学定量计算探索了失稳机理。

结果表明，冷连轧过程中的振动给金属材料形成和质量造成严重的损害，进而导致机组的无法正常运转。

为此，提出了一种模糊PID控制算法，将其应用于冷连轧过程过程控制中，有效降低了自激振动的频率和振幅，提高了生产效率和产品质量。

关键词：冷连轧；自激振动；失稳机理；模糊PID控制1 引言随着经济全球化和国民经济快速发展，高强度、耐腐蚀的金属材料在汽车、航空、电子等工业中的需求迅速增长。

制造这些材料的核心是金属的冷连轧加工，但是冷连轧存在自激振动现象，导致高价值金属材料产品质量变差和机组设备损坏。

因此，研究冷连轧过程中自激振动的机制以及遏制振动产生的方法具有重要意义。

2 冷连轧自激振动机理为了研究冷连轧自激振动的机理，本文采用了相对论声学和振动力学理论构建了冷连轧自激振动的数学模型。

冷连轧机组振动的基础为铸结构和轧辊随着轮廓连续变化而引起的不稳定状态。

当机组运行到一定速度时，由于设备的非线性特性以及金属卷材共振或轧制方向和轧辊换辗方向不同发生阻碍，轧辊出现轻微位移和轧辊上的力矩。

此时机组动态特性和轧辊实际状态开始发生变化，从而激发了自激振动，促成冷连轧振动的失稳现象。

3 失稳机理研究失稳机理是研究冷连轧自激振动的重要组成部分。

通过数学模型以及振动力学分析得出，冷连轧自激振动的失稳机理是由冷连轧机组的两个部分共同引起的。

第一部分是铸结构，因为金属卷材在长方向上存在变形，此时弯曲应力将具有激发自激振动的能力；第二部分是轧辊的动力学变化、传递性和非线性，它们作用于自激振动和金属材料的形状便发生了变化，其自激振动形式与金属卷材形状有关，且具有这样一个过程：当初相位差小于π时，振动会自我加强，这时正常的运行状态便不能再维持。

轧钢机械振动的原因与故障处理分析郭超福

轧钢机械振动的原因与故障处理分析郭超福发布时间：2021-04-14T14:07:29.517Z 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：郭超福[导读] 钢铁工业是建设国民经济、发展社会各行业、人民生活和工作的基础企业。

轧钢的生产是钢铁生产重要组成部分。

为了保证轧钢生产的安全性和效率，在轧钢生产中需要各种机械设备的稳定安全运行。

但是，一些轧钢运行经常出现机械振动故障，严重影响轧钢生产的安全性和效率。

新疆八一钢铁股份有限公司轧钢厂棒线分厂郭超福摘要：钢铁工业是建设国民经济、发展社会各行业、人民生活和工作的基础企业。

轧钢的生产是钢铁生产重要组成部分。

为了保证轧钢生产的安全性和效率，在轧钢生产中需要各种机械设备的稳定安全运行。

但是，一些轧钢运行经常出现机械振动故障，严重影响轧钢生产的安全性和效率。

关键词：轧钢机械；振动故障；分析；措施轧钢机械被广泛应用于工作中。

在使用过程中，轧辊的旋转会产生压力来改变钢的形状，以更好地满足工业产品的设计要求。

因此，在实际使用过程中，管理人员应定期对轧钢机械进行检测维护，及时对设备隐患进行消缺，有效提高轧钢机械工作效率。

轧钢机械安全运行管理也是工人生产安全的保证。

在管理过程中，在管理设备的硬件部分，有效保证设备的正常运行，并定期对设备进行监控维修保养使设备保持良好状态，提高了工业生产水平。

一、轧钢机械振动的故障判断标准事实上，振动在轧钢机械运行过程中是常见的，但有些振动是正常的，有些是异常的，我们需要对异常振动进行有针对性的处理，在此之前我们有必要识别轧机故障，准确判断振动是否故障。

根据相关工作经验和理论研究，轧机振动缺陷判断标准和指标分为定量判断和定性分析三类比较定量、类比以及相对判断。

这些方法有助于确定故障的原因，在实际操作中，故障的原因必须通过综合各种因素来确定，如机械操作过程中状态的变化。

由此可见，轧钢机械振动故障的判断必须结合实际情况，这不仅非常复杂而且困难。

动力传动系统扭转振动的分析及控制

动力传动系统扭转振动的分析及控制任丽丽;施善;刘友波【摘要】随着国内汽车企业对车辆质量要求的升级，噪声振动的控制技术备受重视，来自系统设计相关的噪声振动需要靠实车测试及计算机模拟的配合来解决。

动力传动系统的扭转共振就是一个这样的噪声振动问题，利用系统化步骤解决这个问题的优点是它适用于各种类型的车辆，仿真模拟是解决这个问题的核心技术。

首先根据发动机到车桥整个动力系各单元部件的转动惯量、扭转刚度及阻尼来建振动力学模型，然后分析系统的自然频率、模态及频响，进行数模的开发过程与测试对比，这种方法对车辆性能优化问题非常有效。

%Vehicle NVH control has gained increasing attention of domestic auto makers in an effort to promote vehicle’s quality. To solve the problem, the integrated product testingand simulation modeling are necessary. One example of system NVH problem that can be benefited by this approach is the powertrain torsional vibration. The key technology in this approach is the development of an effective simulation model. First of all, dynamic parameters such as the torsional stiffness, moment of inertia and torsional damping of individual parts are measured or calculated. Then, these parameters are used to simulate the powertrain torsional vibration for its natural frequencies, mode shapes and frequency responses. With this method, the vehicle’s performance can be optimized easily.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P20-25)【关键词】振动与波;扭转振动;动力传动系统;频率;频响;阻尼【作者】任丽丽;施善;刘友波【作者单位】北汽福田汽车股份有限公司乘用车设计院，北京 102206;北汽福田汽车股份有限公司乘用车设计院，北京 102206;北汽福田汽车股份有限公司乘用车设计院，北京 102206【正文语种】中文【中图分类】U467.4+92近年来，随着生活水平的提高，选择车辆时，人们更注重车辆的各种性能，如NVH、操控性、舒适性等。

轧机主传动系统动态特性有限元分析

１引言
对轧制产品数量需求的增大和对产品质量要求的提高使轧制设备向大型化、高速化、自动化、精密化方向发展的趋势越来越明显。在轧钢机生产过程中，由于其特殊的工艺，如频繁的启动和制动、轧件的突然咬人和抛出，都会引起的轧机负荷的突然变化，从而会引起轧机主传动系统的扭振［１１且扭振现象可以分为三类口Ｉ： ①由负载变化引起的扭振现象，包括咬钢时的扭振、抛钢时的扭振、双锭轧制时的扭振、热带轧机穿带时的扭振等。 ②控制系统引起的扭振现象，包括机电耦合时的扭振等。③其他情况下的扭振现象，包括咬钢打滑时的扭振、轧制中打滑时的扭振、跳闸时扭振、电流限幅时扭振等。而由扭振造成接轴上的最大扭矩比正常轧制时的静态扭矩要大得多，严重时会超过接轴材料的强度，损坏轧机设备，影响生产的正常进行，甚至危及人身安全。此外，当上下轧辊轧制时速度不一致而导致咬入和轧制过程中打滑时，使机械系统受到冲击，并且频繁地作用于系统，从而引起系统中最薄弱环节的万向接轴两端联轴器的破坏ｐ】。
ｏｆｔｈｅｍｉｌ１．ＡｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｍｉｌｌｉＳｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｍａｋｅｔｈｅｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｌｓｏｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｍｉｌｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ

轧钢机械振动故障原因和策略分析

102M achining and Application机械加工与应用轧钢机械振动故障原因和策略分析苏大维（北京首钢股份有限公司，河北迁安 064404）摘要：轧钢厂在生产运行过程中，机械设备出现故障是在所难免的。

一旦出现了机械故障，轧制稳定性便会受到影响，从而降低生产节奏，严重时直接导致产品质量下降。

在所有故障现象中，最常见的要属震动异常现象，此现象还会引起其他事故现象的出现，这些故障的发生对于轧钢厂的生产带来了不利影响。

在此基础上，文章针对可能引起轧钢厂机械设备出现震动的原因展开了分析，然后根据产生的原因进行有效解决措施的制定，确保轧钢厂在后期的运行中的安全性与稳定性，进而全面提升轧钢厂的生产经济效益。

关键词：轧钢生产；机械设备；振动故障中图分类号：T992 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）18-0102-2收稿日期：2021-09作者简介：苏大维，男，生于1986年，满族，辽宁锦州人，本科，中级机械工程师，研究方向：机械设备维修与维护。

在轧钢企业的生产运行过程中，可以利用轧钢机械将产品由钢坯转化为成品。

分析整体的生产流程会发现，轧钢设备的使用时间较长，负荷压力较高，种种因素会直接导致机械社保出现故障。

一旦出现问题，就需要相关专业人士针对出现的问题现象展开详细的分析，找出问题所在。

实际运行过程中，机械设备故障出现，会直接导致轧钢生产效率降低，给企业的的经济发展带来一定的阻碍。

因此，为了促进企业的健康、平稳发展，有必要针对轧钢设备的振动故障展开一系列的原因分析。

在实际工作中，将重心放在故障类型的分类以及事故现象原因的形成，随后采取有效的应对措施，为后期设备正常运行与维修提供有效的保障[1]。

1 掌握轧钢机械振动特征的必要性在现有政策的鼓励支持之下，使我国的轧钢行业的使用设备开拓了发展之路，具有更加优良的发展空间，以现有国家相关政策为准，在此基础上，提升了我国的轧钢机械（见图1）生产的质量。

轧钢机械振动故障原因分析

轧钢机械振动故障原因分析摘要：近年来，经济快速发展，社会不断进步，重型机械设备的使用量越来越大，也给重型轧钢机械设备的使用性能提出了更高的要求。

轧钢主要指的是应用不断旋转的轧辊产生的压力来对钢锭钢胚的形状进行改变的整个过程，一定要有效的监管和诊断轧钢机械设备，让机械设备的运行效率和质量大幅度提高，让设备的使用寿命延长，本文重点对轧钢机械设备振动故障特征进行分析，并且深入讨论振动故障的诊断流程和判断标准，对轧钢机械设备的性能进行改良，确保设备能够高效、科学、稳定的运行。

关键词：轧钢机械；振动；故障原因；分析引言对于轧钢企业生产运作来说，原材料由钢坯到成品的一系列生产过程都离不开轧钢机械的支持，在这些生产流程中，轧钢机械设备的生产时间较长，生产强度较大，这也代表着机械设备很容易会产生故障。

若轧钢机械出现故障问题时，技术人员不仅要根据原定的故障判断标准来分析设备的振动故障源，还要结合具体的振动数据分析机械设备出现振动故障的原因，确保故障问题能够针对其根源入手。

由于轧钢机械故障问题会影响轧钢生产的效率与质量，带来严重的经济损失，因此对轧钢机械振动故障的成因进行分析，重点分析不同类型故障及其形成原因，也有助于以后设备管理和故障维修提供参考依据。

1掌握轧钢机械振动特征的必要性在有利政策的支持下，我国轧钢专用设备行业具有了优良的发展空间和宽广的发展平台，以国家发改委《我国装备制造业制度创新和世界装备制造业发展情况》为基础，轧钢机械设备生产质量有效提升，以下对掌握轧钢机械振动特征的必要性进行介绍。

第一，在第四次工业革命影响下，相关现代化科技已经在社会生产和机械制造中得以有效应用，轧钢机械设备的应用覆盖面逐步拓展，掌握轧钢机械振动特征能够对轴承的磨损情况进行动态分析。

基于轴承在轧钢机械中的重要作用，实时掌握磨损情况，有助于提高机械设备维护的针对性，延长机械设备的使用年限。

第二，轧钢机械振动将在一定程度上影响钢锭、钢坯制造质量，掌握轧钢机械振动特征，可在轴承技术动态观测中建立明确的数据指标和运行标准，有助于全面把握轧钢机械设备运行状态，并根据高质量生产要求和精细化生产要求，实现生产流程优化和机械设备更新，促进我国装备制造业持续健康发展，提高社会生产力，加快我国的现代化发展步伐。

《4300中厚板轧机主传动系统的扭振研究》范文

《4300中厚板轧机主传动系统的扭振研究》篇一一、引言在现代化钢铁生产过程中，中厚板轧机是重要的生产设备之一。

主传动系统作为轧机的核心部分，其扭振特性直接影响着轧机的稳定性和生产效率。

本文以4300中厚板轧机主传动系统为研究对象，对其扭振现象进行深入研究，旨在提高轧机的运行稳定性和生产效率。

二、研究背景及意义随着钢铁行业的快速发展，中厚板轧机在生产过程中承受着越来越大的负荷。

主传动系统的扭振现象是轧机运行过程中常见的问题，它会导致传动系统部件的疲劳损伤，甚至引发设备故障，严重影响生产效率和产品质量。

因此，对4300中厚板轧机主传动系统的扭振进行研究，有助于深入了解其扭振特性，提高轧机的稳定性和可靠性，对于保障钢铁生产的安全、高效运行具有重要意义。

三、研究内容与方法本研究采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对4300中厚板轧机主传动系统的扭振进行研究。

具体研究内容包括：1. 理论分析：通过建立主传动系统的力学模型，分析扭振产生的机理和影响因素，为后续的数值模拟和实验研究提供理论依据。

2. 数值模拟：利用有限元分析软件，对主传动系统进行建模和仿真分析，探究扭振的传播规律和振动特性。

3. 实验研究：通过在实际生产线上安装传感器，实时监测主传动系统的扭振情况，收集实验数据，为理论分析和数值模拟提供验证依据。

四、研究结果与分析1. 理论分析结果：通过建立主传动系统的力学模型，发现扭振主要由电机转速波动、轧制力变化等因素引起。

这些因素会导致传动系统内部产生周期性的扭矩波动，从而引发扭振现象。

2. 数值模拟结果：利用有限元分析软件对主传动系统进行建模和仿真分析，发现扭振在传动系统中的传播具有一定的规律性。

在特定的工况下，扭振会逐渐放大，导致传动系统部件的应力集中和疲劳损伤。

3. 实验研究结果：通过在实际生产线上进行实验研究，发现主传动系统的扭振现象与理论分析和数值模拟结果基本一致。

实验数据表明，在特定的工况下，扭振会导致轧机运行不稳定，影响生产效率和产品质量。

1420冷连轧机的动态特性及颤振分析

关键词：颤振，冷连轧，固有频率，拍振
中图分类号：Ｔ１．Ｈ１３１文献标识码：Ａ
０引言
某钢厂１２４０冷连轧机组是从德国引进的现代化冶金装备，生产某种材质的钢材时，在其第五号机座上有剧烈的颤振现象。因此寻找振源，分析起振原因是提高轧制过程稳定性的一个重要基础工作。虽然对于冷连轧机出现的颤振问题世界各国已经有很多的研究¨ ，但是因为产品规格的不一和实施工艺的差异，引起颤振的原因也是各不相同的。本文从三个方面研究了上述命题：，用实测一采和计算机信号处理方法，分析了轧机产生颤振的振源
出现剧烈颤振。
收稿丑期：２０００５— ６—２修改稿收到日期：０５—０７２０８—１２
第一作者瞿志豪男，硕士，教授，５年６１５９月生
维普资讯
２６
振动与冲击
２００６年第２５卷
试验名・０ＩＢ
试验号：２渤点．４２
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和频率；，二应用有限元数值计算方法分析了系统的固有特性，同时通过模态仿真，出了颤振发生时实给测结果的理论依据；，三根据实测得到的振前 “ 拍振 ” 信号，推演出在轧机辊缝中存在一个自激频率，它会，

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摘
要：针对某钢厂冷连轧机的主传动系统，建立了扭转振动的模型，提出了扭矩放大系数的计算公式，得出扭矩放大系
数ＴＡＦ随坯料咬入时间的变化曲线，从而判断在坯料咬入时主传动系统中的薄弱环节的扭矩是否会造成机械故障，并得
出了在咬入时间处ＴＡＦ随薄弱环节的扭转刚度的变化曲线，根据圆轴扭转强度条件来判断薄弱环节是否满足强度要求，结合圆轴扭转强度条件提出了两种增大扭转刚度的方法，通过适当的改变薄弱环节的结构尺寸，实现了扭矩放大系数的
ｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｓ，ｉｎｔｐｒｏｐｏｓｅｓｔｗｏｅｔｍｈｏｄｓｏｆｉｎｃｅｒａｓｉｎｇｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎｌａｒｉｉｇｄｉｔｙｗｈｉｃｈｔｈｒｏｕｇｈａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｌｙｃｈｎｇａｅｓｔｈｅ
ｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｔｏｔｓｉｏｎｏｆｗｅａｋｎｅｓｓｉｎｔｈｅｍａｉｎｄｒｉｖｅｓｙｓｔｅｍｗｉｌｌｒｅＭｔｏｍｅｃｈｎｉａｃａｌｔｒｏｕｂｌｅｓ．Ｔｈｅｖａｒｉｔａｉｏｎｃｕｒｖｅｃｎａｂｅｄｒａｗｎｂｙｃｌａｃｕｌｔａｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｓｉａｂｏｕｔｔｈｅＴＡＦａｎｄｔｏｒｓｉｏｎｌａｒｉｇｉｄｉｔｙｏｆｗｅａｋｎｅｓｓｉｎｔｈｅｍａｉｎｄｒｉｖｅｓｙｓｔｅｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｏｒｓｉｏｎｌａ
降低。
关键词：主传动系统；扭转振动；扭矩放大系数
中图分类号：ＴＨ１６文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１３）０２ — ０２１６ — ０４
ＴｏｒｓｉｏｎａｌＶｉｂｒａｔｉｏｎｏｆＭａｉｎＤｒｉｖｅＳｙｓｔｅｍｉｎＣｏｌｄＴａｎｄｅｍＭｉｌｌ
ｔａｎｄｅｍｍｉｌｌＴｈｅｖａｒｉ￣ｉｏｎｃｕｒｖｅｏｎｔｏｒｑｕｅｍｐａｌｉｔｕｄｅｆａｃｔｏｒａｎｄｔｈｅｔｉｍｅｆｏｂｉｔｅｉｎｔｏｂｌａｎｋｉｓｏｂｔｉａｎｅｄ．Ｗｉｔｈｃｈｎｇａｉｎｇｔｉｍｅｏｆｂｉｔｅｉｎｔｏｂｌｎｋａ，ｔｈｅｔｏｒｑｕｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｆａｃｔｏｒｉｓｃｈｎｇａｉｎｇ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＣＵＦＩ）ｅ，ｗｈｅｎｔｈｅｂｌｎｋａｓｉｂｉｔｉｎｔｏ，ｉｔｓｊｉｕｄｇｅｄｔｈａｔ
ＺＨＡＮＧＺｈｉ－ｊｉｎｇ，ＨＯＵＹｕ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙ பைடு நூலகம்ａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕｂｅｉＷｕｈａｎ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｆｎｄｓｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｏｆｔｏｒｑｕｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｆａｃｔｏｒｏｎｔｈｅｍａｉｎｄｒｉｖｅｓｙｓｔｅｍｉｎａｃｏｌｄ
ｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｔＣｎａｊｕｄｇｅｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｗｅｋｎａｅｓｓｅｅｍｔｓｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｑｕｉｅｍｒｅｎｔ．Ｃｏｓｉｎｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｕｒｖｅａｎｄｔｏｒｓｉｏｎａｌ
机械设计与制造
２１６
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ
＆
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
第２期２０１３年２月
冷连轧机主传动系统扭转振动分析
张志静，侯宇
（武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉４３００８１）