CSP热连轧机辊系垂直振动分析研究

发布时间：2017-08-21 09:42

  本文关键词：CSP热连轧机辊系垂直振动分析研究

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【摘要】：上世纪末，邯钢集团从德国西马克公司引进了一套薄板带钢连铸连轧生产线，该生产线应用了当时世界上钢铁行业的最新生产技术(Compact StripProduction紧密式板带生产，简称CSP)。该系统的轧制过程由6架精轧机组进行，自本世纪初正式投产以来，精轧机组就经常发生辊系的振动情况，其中以F3精轧机组辊系的垂直振动最为严重，常需要降低轧制速度来控制系统的振动稳定性，这对带钢产品的质量和产量都产生了巨大的影响。 本文为以振动最为严重的F3精轧机组辊系作为研究对象，分析CSP热连轧系统的振动问题，主要研究内容有以下几个方面： （1）建立了CSP热连轧机F3精轧机组辊系的六自由度垂直振动简化模型，使用MATLAB对其分析得出F3精轧机组辊系的垂直振动固有频率为124Hz和600Hz时辊系的振动容易造成带材的明暗相间的振纹，且容易引起轧制系统的自激振动。 （2）运用Pro/E建立F3机组的虚拟实体模型，并将模型导入到ANSYS有中应用Block Lanczos法进行模态分析并提取前10阶模态，经过分析得出F3精轧机组在130Hz和560Hz的固有频率的振动的振型是辊系的弯曲或辊径的膨胀，而这种变形会导致辊缝间隙的变化，是带钢产生振纹和振痕的主要原因。 （3）研究轧机的高频垂振和低频垂振。对F3精轧机组进行参数共振分析，得出可以通过提高系统刚度、减小轧制速度、加大精轧机组间距、减小压下量等来增强F3精轧机组的稳定性，从而抑制轧制系统的高频垂振和低频垂振。 （4）根据乳化液对精轧机组振动的影响，研究了轧制润滑的工艺润滑机理。建立了考虑润滑状态的F3精轧机组振动模型，分析了乳化液的性能、浓度等对F3精轧机组刚度的影响，通过分析可知，可以通过选择合适的乳化液和改变乳化液的性能来提高精轧机组的刚度，来控制轧制系统的振动。
【关键词】：辊系 建模 有限元 垂直振动 颤振 润滑稳定性
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG333;TH113.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 邯钢 CSP 热连轧机振动问题简介11
• 1.2 振动产生的原因和两类倍频颤振简介11-12
• 1.3 国内外对轧机振动的研究现状12-16
• 1.3.1 国外研究概况13-14
• 1.3.2 国内研究状况14-16
• 1.4 本课题研究的主要问题16-18
• 第2章 F3 辊系垂直振动动力学分析18-30
• 2.1 轧机主要技术参数18-19
• 2.2 建立 F3 辊系动力学模型19-24
• 2.2.1 模型中各参数的确定方式20
• 2.2.2 计算各简化部件的刚度20-22
• 2.2.3 计算各简化部件的质量22-24
• 2.3 求解 F3 精轧机组的固有频率和主振型24-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 对 F3 精轧机组进行模态分析30-46
• 3.1 模态分析简介30-31
• 3.2 建立 F3 精轧机组辊系的三维实体模型31-34
• 3.3 应用 ANSYS 软件对 F3 轧机辊系进行分析34-38
• 3.3.1 几何模型的导入34-36
• 3.3.2 模型分割36-38
• 3.3.3 施加约束38
• 3.4 对模型进行模态分析38-45
• 3.4.1 工作辊模态分析38-41
• 3.4.2 支承辊模态分析41-43
• 3.4.3 机架模态分析43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 研究 F3 辊系两阶主要垂直振动频率的产生原因46-61
• 4.1 两种垂直振动的分类46-49
• 4.1.1 高频垂振原理46-49
• 4.1.2 低频垂振原理49
• 4.2 建立有关垂振方程49-50
• 4.3 影响垂振的主要因素50-57
• 4.3.1 张力的影响50-52
• 4.3.2 接触弧长度改变的影响52-54
• 4.3.3 轧制压下率的影响54-55
• 4.3.4 摩擦因数的影响55-57
• 4.4 参数共振分析57-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 研究润滑条件对 F3 精轧机组垂振的影响61-80
• 5.1 油膜生成及油膜厚度61-66
• 5.2 油膜强度及油膜破裂66-69
• 5.2.1 油膜强度分析66-67
• 5.2.2 润滑油膜破裂及乳化液的破坏67-69
• 5.3 工艺润滑剂的主要性能指数69-71
• 5.4 润滑油性态对 F3 辊系垂振的影响71-79
• 5.4.1 建立 F3 精轧机组润滑液影响垂振的数学模型71-72
• 5.4.2 轧制压力的关系与工艺润滑乳化液之间的关系72
• 5.4.3 F3 精轧机组的动态特性与乳化液性能之间的关系72-79
• 5.4.4 乳化液性能与 F3 精轧机组振动的关系79
• 5.5 本章小结79-80
• 总结与展望80-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-86
• 作者简介86
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果86-87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：712188