外文翻譯--熱連軋機震顫的識別和解決對策

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熱連軋機震顫的識別和解決對策 1 導論 對任何軋機來說保證質(zhì)量和生產(chǎn)力是主要的要求。無論是操作還是維修人員，目標都是保證成品的性能和外觀。實現(xiàn)這些目標必須要求所有的設(shè)備都正常運行。 在熱、冷連軋工藝中，機械振動在大多數(shù)情況下是可見的，某些特定的條件下甚至產(chǎn)生震顫。由于這個震顫 ,軋機機座的出口處橫向標志覆蓋寬度都留下了明顯的痕跡 ,。過去研究人員已經(jīng)注意到在冷軋線發(fā)生這種現(xiàn)象 ,但問題并不像熱軋中那么廣泛。這種情況是極其有害的 ,因為它不僅改變了產(chǎn)品的表面質(zhì)量 ,而且在某些嚴重的情況下使儀表也發(fā)生了震顫 66 英寸熱連軋生產(chǎn)線包含四個加熱爐、一個粗軋機、除鱗機，生產(chǎn)速度每分鐘 640 公尺 ,產(chǎn)品范圍從 16~1250、 291~560。一個熱軋廠的概圖顯示。在處理小斷面小寬度的馬口鐵產(chǎn)品時，重復發(fā)生振動問題，并由此 ,工作輥磨損增加 ,影響效率，次品率也在增加。這個問題是只發(fā)生在第二架軋機處，軋輥和軋制速度每分鐘接近 120 米時。一般來說 ,這個振動伴隨著一個強度變化的低頻的嗡嗡聲。 1997 年 8 月 ,定建立一個與尺寸數(shù)據(jù)相關(guān)的計算模型來尋找震顫的源頭。而從以前的工作 ,主要是一系列 的測量軋制速度和觀測主軸齒輪輪齒的振動特性。 為了改進對發(fā)生在 軋機上的現(xiàn)象的理解，我們做了一個額外的測量和模式分析研究。在二月 ,進行第二次測量來大體上完成一個顫動的波譜特性描述 ,包括運動系統(tǒng)和軋制法測定了裝配的固有頻率和驗證模型 ,發(fā)現(xiàn)在各個不同點中存在相關(guān)性。在后者情況下 ,同時計算了驅(qū)動系統(tǒng)中的扭轉(zhuǎn)頻率和立輥的振動的簡化模型 ,模擬了大型有限元分析模型。 在 2000 年 5 月 , 量了軋制馬口鐵軋件時，第二和第三軋機處的相關(guān)數(shù)據(jù)。 從計算結(jié)果與實測值的比較 ,給出了一個對這些 現(xiàn)象的解釋。 2 所描述的問題 在 機最終軋制中的顫振問題可追溯到軋機的啟動 ,并經(jīng)歷了相當數(shù)量的增加，因為兩個因素 : (1)介紹了在 機外殼的改良，即為變輥和彎輥的移動塊增加了窗口。 (2)對產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求增加，放任了震顫缺陷。在軋制輕薄材料時最大的振動條件出現(xiàn)了 ,比如馬口鐵 , 或在遲于材料滾軋時間表時 ,如 1020、的。 產(chǎn)生這一現(xiàn)象可能突然的 ,在某些情況下是在軋制的第一卷時 ,在其他情況中 ,也可能是在軋制過程中經(jīng)過逐漸變化后達到最大幅度。當振顫在首軋 時產(chǎn)生后，隨后進入 第四，第五和第六軋機會修正表面差異。在最不利的情況下，基于觀察到成品樣品上的問題會需要一次換輥。 被移走的軋輥會通過不同強度和數(shù)量的振動頻率顯示在整個寬度表面上的振顫。類似的，在第二和第三軋機的出口處帶卷的上表面，就能觀察到振顫的標志。但是大多數(shù)軋輥的不均勻磨損發(fā)生在下輥。 3 進行測量 進行了三套測量 : 1997 年 8 月 ,1998 年 2 月 ,1998 年 7 月。在第二架軋機處，最初的兩個表示振動行為的特征通過加速表的信號頻譜分析在圖 3 中顯示。 在第一個數(shù)據(jù)集，僅僅鎖定了每個信號的線性譜 ,目的就是 確定主軸的磨損是否是振顫最主要的起因。在這種情況下 ,通過固有頻率的計算分析了基于關(guān)聯(lián)測量光譜特征頻率的運動學系統(tǒng)。得到如圖所示的一個特征譜圖。 主軸的牙齒嚙合運行過程中 ,大約 60r/速時，觀察到一個頻率大約 40到 41 赫茲的頻率。當軋制厚板帶時 ,第二架軋機的速度大約降低 25%和沒有產(chǎn)生振顫。因此 ,我們可以推斷一個來源于磨損的主軸的輪齒的周期的力激起了共振。下輥比上輥的振動更強烈是由于下輥剛度比上輥大。此外 ,高的主軸剛度更有容易將振動傳遞到工作輥。作用第二架軋機運動系統(tǒng)部分的主動力和第一組數(shù)據(jù)中產(chǎn)生 過程變量可以見表。 為了驗證結(jié)果 ,進行了另一種更完整的測量 ,包括對不同的振動的波形進行了測定以及光譜分析與對比。通過加速度計和鄰近的一個放在上工作輥和移動塊之間的傳感器測量，經(jīng)過惠普 3560A 分析儀得到數(shù)據(jù)。 1998 年 7 月進行的測量目的就是利用技術(shù)來確定第二架軋機的固有頻率。 估算中的傳遞函數(shù)在每一個測試圖中的分析真實的和虛構(gòu)的自然的頻率 的方法， 顯示出各方面垂直測量的函數(shù)的大小。 頻率為 茲時共振是最明顯的。在圖中，大量的傳遞函數(shù)表明，在垂直方向存在一個橫向激勵。在這 種情況下 ,主共振在 10 至 90 赫茲的范圍內(nèi)大約在 茲時很明顯。 在 2000 年 5 月 ,另一個是在第二第三架軋機的正常的工藝驗證條件 ,利用相同的測試點評估表格中主動力的影響。結(jié)果表明了實質(zhì)性的進步。 4 計算模型的結(jié)果 說明下測量方法，通過不同的形式執(zhí)行一個關(guān)于第二架軋機的特性模型。主要的目的是為了確定運動學系統(tǒng)的哪些部分在振顫的共振中表明一種共振條件 ,如光譜特性。再者，在軋制帶材時發(fā)現(xiàn)了振顫痕跡，這只有軋輥和機架的垂直移動能產(chǎn)生，正如兩者覆蓋了帶卷寬度。主要的前提是尋找一種形式的在主軸上放大的扭轉(zhuǎn)振動 ,源于 它是熱軋中的振動的主要原因。最復雜的計算是確定正常頻率和振型的正常利用振型的有限元法的整體結(jié)構(gòu)。運用整個體系結(jié)構(gòu)分析程序 ,區(qū)分機架的主要部分為有限的立體元件的類型、模擬六面體旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與梁式的元素。 該模型包括了主軸、上分離器和鋼柱支承。表格顯示最重要的計算的頻率。例如 ,第三振型在 35 赫茲。 為了估計傳動體系中的扭轉(zhuǎn)頻率 ,從工作輥和支承輥經(jīng)過整個運動系統(tǒng)直到電動機 ,為整個傳動體系建模，劃分匯編成大約 1100 元素 ,最大的數(shù)目為主軸。用 來解決問題。頻率的影響顯示在表格中。進行了靈敏度研究 ,改 變組件和慣性矩。計算結(jié)果影響不大 ,這表明改變固有頻率也有必要做出重大修改裝配、堆疊裝配的四個軋輥的垂直振動頻率。這是基于一項類似于利用參考的方案。主要結(jié)果顯示在表格。 5 解釋測量結(jié)果 現(xiàn)場檢測的非臨界的資料顯示軋制過程中主要的頻率 ,13、 17、 32、 55有哪個激起機架的特征頻率。 在窄帶的軋制中，出現(xiàn)在主頻 茲。另一方面 , 在固有頻率測量中經(jīng)由影響技術(shù) ,這個影響是 : 茲 ,代表機架的垂直運動； 茲，相當于軋輥的垂直運動；大約 41 赫茲 ,由于工作輥和齒輪耦合的切向沖 擊 ,用軸向的傳感器測得。 振動就會發(fā)生在接觸弧的摩擦條件變得不穩(wěn)定（即速度增加摩擦系數(shù)減小）。當擾亂發(fā)生 ,扭矩增加 ,產(chǎn)生了一種自我維持的振動。這個結(jié)果可以聯(lián)系到大幅衰減和摩擦滑脫的條件。 扭轉(zhuǎn)頻率焦點一般落在 40 到 41 赫茲，而機架的垂直振動在 35 赫茲。這些價值就是 , 考慮到基于 于振顫特性的假設(shè)的簡化描述， 測量軋制馬口鐵材料中發(fā)生的振顫能得到頻率為 茲 。 振動在板帶進入軋機時產(chǎn)生，可能是由潤滑不足 (摩擦系數(shù) ) 產(chǎn)生的軸扭轉(zhuǎn)振動。這些主軸扭轉(zhuǎn)振動在機架上激起一個垂直振動模式 ,就像驅(qū)動了一個運動放大器，通過計算有限元模型可能相當于表格中的振動模式三。這個運動是從軋輥開始的。一旦這種情況發(fā)生時 ,由于振顫的工作輥中的振動，其效果是持續(xù)的。 6 結(jié)論 通過完美地識別源頭來成功地止住熱軋開始時的振動。這些測試進行分析 ,使 到的結(jié)果。 振顫是一個出現(xiàn)在操作中的軋機上的特異的能自我維持的振動 ,由于三者之間的動態(tài)結(jié)構(gòu)的設(shè)備裝配和軋制過程本身。 敏感的分析顯示實際上不可能在這個時刻修改大部分被牽連部分的慣性。 最有效的對策是 ,降低潤滑油的間隙的移動組件和改進的頻率變 化的主軸。結(jié)果，這些措施大大降低熱軋振動。 當主軸在這個狀態(tài)的時候，想關(guān)心減少，溫度和板帶速度下降。 of by to In be in As a of at of of in of by is as is as it in s 66of a a 40 .6 2.5 mm in 60 525 mm in A of is of a 20in 2. In by a of 1997, to an of to a of to of To of s an of a eb a of a of in as as an of of s of In a of by of of in 000, of on 2 3, of as as an of on 2 of he in to s a to (1) in 2 3 of (2) of of or in in 020 mm mm of be in of in a in of As in 4, F5 6 In a on on on of to to on of at of 2 3, by he 3 of 997, 1998 998. of 2 of in In of as if of In of on of of A is 0 1 to 0 2 is 5% no it be by a in A in to a of of of to on of 2 of TO a of of at a 560A 998 of of 2 of of in of ig of a on z of in in of a is In 0 0 Hz to Z 000, on 2 3, to of a 4 of o a of 2 to of as a on of as to a of in to of in of of of of a of of 5 of of up to 100 to of A of on it be to to of of on a to in 5 of of 3, 17, 32 5of of of a On of 39.5 a of to of 1on a to in of as a is a to of on 0 1 Hz of 5 z a on is is by of a of as a to by is by of 6 in of to on is a of to of of of of of of to of As a of in a