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轧机振动不仅是影响轧件生产、轧机运行、产品品质的重要因素,也会导致轧机运行性能下降或故障,严重时产品的表面会出现振纹。 本课题以某钢厂1580热连轧机组第二架轧机振动为研究对象,联合SolidWorks和ABAQUS软件对1580四辊热轧机进行三维建模和有限元仿真,探讨轧机自激振动机理。 首先,在有限元中建立了两类轧机模型,计算出两类轧机系统的固有频率以及辊系的主振型。将不静定轧机与现场测试的数据进行对比,验证轧机系统有限元建模的准确性,为自激振动机理仿真分析提供了依据;同时对比静定与不静定轧机固有频率,为两类轧机振动响应分析奠定基础。 其次,针对1580四辊不静定热轧机,基于有限元软件建立显示动力学模型,考虑轧机工作辊与支承辊之间的偏移距和轴承座与机架的间隙,进行有限元仿真分析。模拟仿真轧制变形区内轧件速度场,确定轧制变形区内各区长度,分析不同轧辊速度和摩擦系数的不同组合在不同压下率下对变形区内各区长度以及在入/出口处轧件表面速度与轧辊转速的相对速度的影响;分析轧辊速度和摩擦系数的不同组合在不同压下率下轧辊与轧件间的单位摩擦力和摩擦功率的影响,提出一种轧机自激振动机理。仿真分析表明了压下率对轧机系统自激振动的主导作用,但是通过改变轧辊速度和摩擦系数在某种程度上也可以控制自激振动。 最后,对1580四辊轧机进行振动响应的分析,探讨了不同压下率对工作辊振动的影响,对比工作辊传动侧,中间端和操作侧的振动剧烈程度。并比较了静定轧机与不静定轧机振动剧烈程度,进一步研究了轧机系统自激振动的机理。 综上所述,不同工艺参数对轧件变形区内各区长度的影响、摩擦功率的影响以及前后滑区内的负阻尼自激振动机理的提出对轧机振动理论研究和实际轧制生产抑振具有重要的理论意义和工程应用价值。