冷軋平整機(jī)軋輥表面振紋產(chǎn)生機(jī)理及試驗(yàn)研究.pdf

1、汽車工業(yè)是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車工業(yè)對(duì)鋼板質(zhì)量和品種要求越來越高，促使鋼鐵生產(chǎn)廠家不斷革新工藝技術(shù)和改進(jìn)質(zhì)量。平整機(jī)是汽車鋼板生產(chǎn)工藝中采用小壓下量的冷軋機(jī)，平整機(jī)在高速生產(chǎn)軋制中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)原因不明的顫振。某冷軋廠平整機(jī)支撐輥在使用一段時(shí)間后，輥面常出現(xiàn)明暗相間的振紋，然后在平整過程中將振紋印在帶鋼表面上，嚴(yán)重影響了帶鋼表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。解決平整機(jī)的振動(dòng)問題是提高國(guó)產(chǎn)化汽車板帶材質(zhì)量面臨的一個(gè)重要課題。
　　 本

2、文以該平整機(jī)為研究對(duì)象，以軋制理論、線性振動(dòng)理論、非線性振動(dòng)理論、振動(dòng)診斷理論及軋制過程摩擦與潤(rùn)滑理論為依據(jù)，進(jìn)行了以下研究工作：
　　 （1）建立平整機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并得到模型元件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效扭轉(zhuǎn)剛度，分別用集中質(zhì)量法和有限元法計(jì)算該動(dòng)力學(xué)模型固有特性，并對(duì)兩種方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。計(jì)算并分析主傳動(dòng)系統(tǒng)的模態(tài)柔度與能量分布。分別計(jì)算了無阻尼和有阻尼時(shí)各軸段的扭矩放大系數(shù)，驗(yàn)證了主傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性。
　　

3、 （2）建立平整機(jī)垂振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并得到模型元件的等效質(zhì)量和等效剛度，分別用集中質(zhì)量法和有限元法計(jì)算該動(dòng)力學(xué)模型固有特性，并對(duì)兩種方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。計(jì)算并分析垂振系統(tǒng)的模態(tài)柔度與能量分布，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)平整機(jī)垂直系統(tǒng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)提出合理建議。
　　 （3）建立平整機(jī)工作輥水平運(yùn)動(dòng)方程和水平動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)該模型進(jìn)行振動(dòng)仿真和穩(wěn)定性分析，從理論上分析其工作界面負(fù)阻尼的產(chǎn)生原因。通過相圖、Poincare截面、最大Lyap

4、unov指數(shù)等多種方法來描述由負(fù)阻尼導(dǎo)致的水平摩擦自激振動(dòng)特性。根據(jù)工作輥水平和垂直運(yùn)動(dòng)之間的影響關(guān)系，建立平整機(jī)上輥系模態(tài)耦合振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型，由數(shù)值仿真得出工作輥在軋制界面動(dòng)摩擦和模態(tài)耦合的作用下產(chǎn)生自激振動(dòng)的行為。
　　 （4）結(jié)合軋制界面油膜厚度模型和工作輥水平動(dòng)力學(xué)模型，建立平整機(jī)軋制力和垂直動(dòng)態(tài)剛度隨工作輥水平顫振速度變化的數(shù)學(xué)模型，得出水平摩擦顫振速度、軋制界面和垂直動(dòng)態(tài)剛度之間存在耦合關(guān)系的結(jié)論。根