[科普中国]-粗轧机

简介

粗轧机主传动系统在生产过程中的扭振导致设备各构件的承载及运动规律发生变化。轧钢时咬入轧件、抛出轧件、间隙冲击、打滑、共振等,都会使传动系统引起相当大的尖峰力矩,扭矩放大系数( TAF)可达5～6 甚至更大。过大的TAF 不仅对设备运行产生危害,就现代轧制而言,对生产工艺及产品质量也会产生不利影响。因此,在现代轧机设计和生产中都应对轧机的主传动系统进行动态分析。由于磨损和频繁换辊的缘故,粗轧机轧辊与主传动动力侧之间的周向间隙会不断增大,该间隙引起咬钢冲击,导致主传动较大幅度的扭振,成为零件疲劳失效的主要原因之一1。

粗轧机参数1、轧辊直径：100～500mm；辊面长度90～600mm；
2、轧辊材质：轧辊钢、Cr12MoV；
3、进料厚度或丝径：≤20mm；成品厚度：0.1～1mm；
4、轧制速度：0～20～50～100m/min；
5、电机总功率：4～500KW；
6、轧带厚度精度：纵向≤±0.005～±3%带厚；横向≤±0.003mm～±1%带厚；侧向弯曲度（对窄带而言）≤3mm/M；；
7、卷取电机功率0.2～300KW，收窄带时排线节距0.5～20mm。

粗轧机主传动扭振模型粗轧机主传动系统通常可简化为上轴分支和下轴分支两个直串式多质量系统。对于由n 个质量单元组成的单支直串式多质量系统。

接轴间隙对主传动扭振的影响理论和实践都表明:当咬钢瞬间板坯速度v0 大于轧辊圆周线速度的水平分量时,板坯撞击轧辊后使轧辊加速转动,轧辊与系统动力侧之间的接轴间隙将打开,主传动系统的扭振成为非线性振动。在咬钢过程中, 若间隙常闭, 则对系统响应影响不大;若间隙打开,则将引起较大冲击响应,导致扭振振幅增大,对轧机产生不利影响。考虑轧辊与系统动力侧之间的接轴间隙时,咬钢过程可分以下3个阶段:

第1 阶段:板坯以速度v0 撞击轧辊,使轧辊增速,间隙首次打开,系统分开而成为轧辊和动力侧子系统2 个独立部分。

第2 阶段:板坯与轧辊同步后,此时电机力矩尚未及时建立,板坯依靠惯性咬钢而减速。此时接触面的滑动变为贴住,动摩擦变为静摩擦,方向也发生了变化。间隙先是继续打开而后逐渐减小,最终子系统追上轧辊重新建立联系,间隙闭合,引起系统冲击响应。

第3 阶段:间隙闭合激起的系统扭振导致各轴段产生不同步的角位移,当间隙两侧的轴段转角φi