短應(yīng)力線(xiàn)高剛度軋機(jī)動(dòng)力學(xué)分析與仿真.pdf

1、短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)是當(dāng)今比較流行的小型軋機(jī),普遍地應(yīng)用在小型型鋼、窄帶鋼和有色帶材軋制生產(chǎn)線(xiàn)上。在熱軋窄帶鋼時(shí),它不但要受到比軋制型鋼更大的軋制力和力矩,還要受到各種動(dòng)態(tài)載荷作用。而動(dòng)態(tài)載荷直接作用在窄帶鋼上,將影響到帶材厚度的尺寸精度和表面質(zhì)量。本文以熱軋寬度為300mm窄帶鋼的精軋機(jī)組中的前二架短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)為研究對(duì)象,對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析和仿真。在參閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)對(duì)軋機(jī)動(dòng)力學(xué)分析文獻(xiàn)和軋制厚度的相關(guān)理論后,對(duì)帶材厚度的尺寸精度影響較大的垂

2、向進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析和數(shù)字仿真。對(duì)提高帶材尺寸精度、指導(dǎo)現(xiàn)有的熱軋窄帶材工藝的制定和新軋機(jī)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù),在學(xué)術(shù)上和生產(chǎn)中都有重要的意義。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)動(dòng)力學(xué)分析。根據(jù)短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在垂向?qū)⑺?jiǎn)化為四自由度彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。列出運(yùn)動(dòng)微分方程并進(jìn)行求解,從計(jì)算結(jié)果可知某短應(yīng)力線(xiàn)軋前三階頻率附近可能發(fā)生共振。并在第二階固有頻率(182.87Hz)附近的激勵(lì)下,容易造成輥縫波動(dòng)并使帶材尺寸精度產(chǎn)生偏差。

3、r>　　(2)主要零部件固有特性分析。應(yīng)用ANSYS對(duì)主要零部件進(jìn)行了模態(tài)和諧響應(yīng)分析,從結(jié)果可知軸承座剛性較大,因其固特性不良引起的帶材厚度波動(dòng)可能性不大;與帶材直接接觸的軋輥兩端比較薄弱,在軸承支撐下,中頻范圍的徑向位移響應(yīng)較大,且與振動(dòng)模型中的第三階固有頻率相接近;諧響應(yīng)的分析結(jié)果也顯示在相應(yīng)的中頻范圍內(nèi)響應(yīng)值也比較大。所以在ADAMS中建立整機(jī)的虛擬樣機(jī)模型后,將軋輥的模態(tài)中性文件替換在模型中的剛性體,構(gòu)建多柔體模型。
　

4、　(3)整機(jī)垂向動(dòng)力學(xué)仿真。在ADAMS振動(dòng)模塊下,對(duì)整機(jī)進(jìn)行了帶材寬度、軸承座激勵(lì)、軋制力、系統(tǒng)阻尼和剛度等因素影響下的仿真。發(fā)現(xiàn)該短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)在中頻200Hz和400Hz左右的位移響應(yīng)值較大,生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免窄帶材在軋制下產(chǎn)生這二個(gè)頻率附近的激勵(lì)。為減少輥縫低頻的位移響應(yīng)可以從三方面考慮:在設(shè)計(jì)熱軋窄帶材的短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)時(shí),應(yīng)選用阻尼合適的彈性膠體平衡裝置,并盡量提高拉桿與軸承座之間的剛度;在制定熱軋300mm及以下窄帶材工藝時(shí),應(yīng)選