考虑辊缝摩擦的动态轧制力下轧机垂直振动特性研究

发布时间：2017-11-10 03:34

  本文关键词：考虑辊缝摩擦的动态轧制力下轧机垂直振动特性研究

  更多相关文章： 四辊冷轧机 辊缝摩擦 动态轧制力 非线性 垂直振动

【摘要】：本文以某企业2800四辊冷轧机作为研究对象,在查阅大量文献及总结前人工作的基础上,综合运用轧制理论、轧制摩擦润滑理论以及机械振动理论,建立了考虑辊缝摩擦的动态轧制力下轧机系统四自由度非线性垂直振动数学模型,并通过Matlab/Simulink对所建立的轧机垂直振动模型进行了仿真与分析。结合2800轧机轧制生产过程中的实测振动数据,进一步分析了轧机系统的垂直振动特性,验证了本文建立的轧机系统垂直振动模型及动态仿真结果的正确性和可靠性。本文主要内容如下:(1)从理论上分析了轧制速度、轧件张力、轧制压下率以及变形区接触弧长度对轧机垂直振动的影响,并对辊缝摩擦润滑对轧机垂直振动的影响进行了着重分析,阐述了辊缝摩擦润滑对轧机垂直振动的重要影响。并结合实际的轧制生产数据分析了轧制压下率、乳化液浓度和轧制速度与辊缝摩擦系数之间的关系。(2)建立了考虑辊缝摩擦的动态轧制力模型,并对模型进行了仿真分析。为了获得更加准确的轧制力模型,建立模型时考虑了轧辊的弹性压扁变形。在布兰德希尔轧制力模型的基础上,建立了轧机在发生振动情况下的并考虑辊缝摩擦的动态轧制力模型。并对工作辊弹性压扁半径与轧制力之间的耦合情况进行了解耦,求解得到了轧制力与轧辊振动位移之间的函数关系。为了方便进一步研究动态轧制力下的轧机垂直振动特性,对轧制力函数进行泰勒展开,从而得到了辊缝轧制力变化量与振动位移之间的函数关系。并通过Matlab对动态轧制力模型以及辊缝摩擦对轧制力的影响进行了仿真分析。(3)在动态轧制力模型的基础上,建立了轧机系统四自由度垂直振动模型,并对模型进行了仿真分析。在动态轧制力模型的基础上,建立了考虑辊缝摩擦的轧机系统四自由度垂直振动模型,对无阻尼自由振动下轧机系统的固有特性作了详细分析;通过多尺度法对非线性动力学方程进行动态响应求解,并对辊缝摩擦等多因素对轧机垂直振动的影响进行了仿真分析;在Matlab/Simulink中搭建了轧机垂直振动动态响应仿真模型,分析了不同辊缝摩擦系数下,上工作辊和上支撑辊垂直振动位移的动态响应。(4)结合2800轧机轧制生产过程中的实测振动数据,进一步分析了轧机系统的垂直振动特性,而且验证了本文建立的轧机系统垂直振动模型及动态仿真结果的正确性和可靠性。通过对实测振动数据的分析得到了如下结论:工作辊的垂直振动在轧机系统中具有传递性,引起轧机垂直振动的振源在辊缝;提高轧制速度会导致轧机的稳定性变差,轧机系统也越容易出现垂直振动现象;适当增大工作辊表面粗糙度,也可以降低振动时的幅值。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG333

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本文编号：1164932