论文部分内容阅读
冷连轧机组在高速运行状态下轧制薄硬带钢时,由于润滑条件变差经常会出现轧机振动现象。本文基于某1450mm UCM酸洗-冷轧联合机组,研究了冷连轧轧机的振动特性,主要研究内容如下:(1)研究了冷轧中基本概念以及变形区内主要参数的计算模型。给出了 Hill公式、变形抗力模型、前滑公式、轧机弹跳方程及张力方程等。采用Matlab离线计算了在某轧制规程下的轧辊压扁半径与轧制力,为建立Simulink仿真模型提够了理论基础。(2)结合弹跳方程,以某1450mm产线为依据建立了 UCM轧机带钢轧制过程的三维有限元模型。包括:轧制工艺参数的确定,带钢和轧辊辊系几何模型的建立,定义材料属性,划分几何模型的单元网格,定义接触类型和边界条件,施加载荷等。以冷轧过程中轧机刚度测定的轧板法为依据,通过ANSYS/LS-DYNA有限元仿真对辊系各轧辊以及机架横梁的等效刚度系数进行了求解,为冷连轧轧机振动特性分析奠定了基础。(3)分析了冷轧过程中垂直振动的分类以及轧机自激振动产生的机理。以Bland-Ford-Hill简化轧制力模型一阶泰勒公式研究了机架入口、出口厚度增量,机架前后张力增量,以及摩擦系数等重要轧制工艺参数对冷轧机垂直振动的影响。(4)建立了综合考虑轧制过程中轧件的加工硬化、轧辊弹性压扁、动态辊缝、传输时滞与机架间耦合等多因素耦合作用下的轧机振动模型,综合分析了垂直方向上轧辊偏离其平衡位置的波动情况。研究发现UCM轧机第四机架在25m/s的速度下0.2mm的T4带钢时会发生轧机自激振动现象;轧机在20m/s的速度下轧制0.18mm的T5板带材时,第五机架容易发生轧机自激振动现象。机架间张力-速度-变形抗力-厚度-摩擦系数等因素之间的耦合作用降低了系统的稳定性。本文中的研究为后续对冷轧轧机振动机理的研究以及多机架轧机系统稳定性的研究奠定了基础。