基于辊缝动力学的轧机垂直振动研究

发布时间：2017-11-01 22:33

  本文关键词：基于辊缝动力学的轧机垂直振动研究

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【摘要】：轧机的垂直振动,严重影响到板带的生产质量和轧机自身的使用寿命。因此,通过对轧机的结构参数和工艺参数进行研究,分析各个参数对于轧机垂直振动的影响规律,为优化轧制工艺流程和避免轧机自激振动提供理论依据。本文以四辊轧机为基础,分别从经典轧制力模型和界面润滑动力学模型这两个方面来研究轧机的垂直振动问题,分析了不同状态下轧制参数对轧机自激振动的影响。本文的主要研究内容包括:(1)以四辊冷连轧机系统为研究对象,建立了考虑液压压下系统的阻尼以及辊缝间轧辊和轧件之间阻尼的六自由度轧机垂直系统模型。通过建立的垂直振动模型,获得了轧机各部分的主振型和固有频率,分析了各阶振型图中轧辊辊系的运动特性。(2)以Bland-Ford-Hill经典轧制力模型为基础,分析了当轧辊发生振动时,张力波动引起的轧制力变化以及摩擦系数波动引起的轧制力变化,研究了轧机界面的阻尼变化对轧机振动的影响,并利用Newmark法对系统阻尼变化时轧辊的振动状态进行了仿真。(3)根据轧制润滑界面的运动特性,考虑轧制界面润滑的影响,建立金属塑性变形、混合润滑以及轧机振动三者之间的耦合关系,分析了轧辊振动时系统张力变化和油膜厚度变化对轧制力的影响,利用Newmark法对轧机的垂直振动进行仿真。研究了系统产生自激振动的条件,得到了不同轧制参数下相应的临界轧制速度。相关的研究成果,可以指导控制合适的轧制参数来抑制轧机的自激振动。以上的研究内容和成果对于轧机垂直振动的深入研究具有重要的理论意义。将这些成果结合轧制现场实际振动情况,能够为抑制轧机垂直系统的自激振动提供理论指导,对提高轧机生产产量和产品质量,有重要实际意义。
【关键词】：冷连轧机 垂直振动 轧制力 阻尼 润滑
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG333
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及其意义9-10
• 1.2 轧机振动研究现状10-14
• 1.2.1 轧机垂直振动产生的原因11
• 1.2.2 轧机垂直振动的研究现状11-12
• 1.2.3 轧制润滑动力学研究现状12-13
• 1.2.4 轧制动力学中的数值分析方法13-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第2章 冷连轧机垂直振动系统动力学模型分析16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 冷连轧机垂直振动模型研究16-25
• 2.2.1 轧机垂直振动模型16-19
• 2.2.2 垂直系统等效刚度和等效质量的计算19-20
• 2.2.3 轧机垂直振动系统的固有频率和主振型20-25
• 2.3 本章小结25-27
• 第3章 轧制界面阻尼特性分析27-46
• 3.1 引言27
• 3.2 轧机轧制参数模型27-33
• 3.2.1 轧制力模型27-28
• 3.2.2 前滑值模型28-29
• 3.2.3 摩擦系数的计算29-30
• 3.2.4 轧制界面阻尼特性分析30-31
• 3.2.5 轧机垂直振动机理分析31-33
• 3.3 Newmark数值分析方法33-36
• 3.3.1 Newmark算法原理33-34
• 3.3.2 Newmark算法的几种形式34-35
• 3.3.3 Newmark法的计算步骤35-36
• 3.4 轧制工艺参数对轧机垂振的影响36-44
• 3.4.1 张力波动对垂直振动的影响36-41
• 3.4.2 摩擦因数变化对垂直振动的影响41-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第4章 辊缝润滑界面动力学分析46-72
• 4.1 引言46
• 4.2 油膜特性分析46-53
• 4.2.1 入口油膜厚度46-49
• 4.2.2 工作区油膜厚度49-53
• 4.3 轧制润滑界面阻尼特性分析53-63
• 4.3.1 轧制力模型54-55
• 4.3.2 界面混合润滑55-59
• 4.3.3 工作辊的运动分析59-60
• 4.3.4 轧制润滑界面的动力学仿真60-63
• 4.4 轧机垂直振动的仿真63-66
• 4.5 轧制参数对轧制临界速度的影响66-70
• 4.6 本章小结70-72
• 第5章 总结与展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文79

【参考文献】

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本文编号：1128848