大型轧机载荷工况在线检测及动态特性分析

　　《大型轧机载荷工况在线检测及动态特性分析》题材来源于生产实践，以大型轧机生产过程中亟待解决的问题与设备故障为主线，以试验方法及试验结果为主要内容，注重展示“原汁原味”的试验曲线及实测数据。内容力求通俗易懂、结论明确、图文并茂，以最少的篇幅传递信息量。《大型轧机载荷工况在线检测及动态特性分析》以大型轧制设备为依托，内容涉及测试技术、动力学建模与分析、轧制设备的力能参数计算及动态特性分析等。主要包括：第1章，IHI大侧压调宽机执行机构的运动状态及动态特性测试方法、试验结果及易损件的寿命分析；第2章，1580PC轧机辊系交叉机构轴向力测试及零调偏差控制技术研究；第3章，2050CVC轧机生产能力评估及轧辊轴承失效原因试验研究；第4章，1780热连轧卷板生产线R1粗轧机垂扭耦合振动分析及F1、F4精轧机载荷工况试验研究；第5章，大型宽厚板轧机扭矩动态特性试验研究及关键零部件的应力状态分析。通过试验研究，捕捉到轧机轴承座的拍振、主传动系统间隙振动等真实案例，不但为轧制设备维护及轧制工艺参数控制提供依据，同时也为轧机振动理论的研究提供了基础数据。

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前言
第1章侧压调宽机动态特性在线检测与故障分析1
1.1SP侧压调宽机构简介1
1.2 SP轧机动态特性试验方法2
1.2.1测点选择2
1.2.2传感器的选择与安装3
1.2.3测试软件的应用4
1.3 SP轧机侧压机构运动学仿真5
1.3.1机构简化5
1.3.2侧压机构的数学模型6
1.3.3侧压模块运动规律仿真分析7
1.4SP轧机侧压模块运动状态试验结果分析8
1.4.1侧压模块的加速度与速度8
1.4.2侧压框架的加速度与速度9
1.4.3仿真结果的试验验证10
1.4.4两侧侧压机构的相位比较11
1.4.5侧压模块加速度信号频谱12
1.5 SP轧机侧压过程的金属流动状态数值模拟及冲击力计算13
1.5.1侧压冲击力的有限元模拟13
1.5.2模拟结果分析15
1.5.3基于试验的侧压过程冲击力计算17
1.6 SP轧机侧压机构动力学仿真～19
1.6.1侧压机构动力学模型的建立19
1.6.2侧压机构的刚弹耦合动力学分析20
1.6.3仿真结果分析22
1.7衬板的疲劳寿命分析27
1.7.1衬板受力状态试验研究27
1.7.2试验方法28
1.7.3试验结果分析29
1.8衬板疲劳极限测定32
1.8.1试验设备32
1.8.2衬板试件制备32
1.8.3试验结果分析33
1.8.4影响衬板寿命的主要因素34
1.8.5衬板结构的改进37
第2章1580 PC轧机轴向力在线检测及辊系交叉状态分析38
2.1 PC轧机辊系交叉机构简介38
2.2自适应均载机构工作原理40
2.2.1均载机构的力学模型40
2.2.2均载机构的移动轨迹仿真41
2.2.3工作辊PC轮与支承辊耳座的均载特征42
2.3 PC轧机辊系交叉状态分析42
2.3.1工作辊与支承辊交叉状态解析43
2.3.2工作辊之间的交叉状态45
2.3.3计算实例46
2.4 PC轧机的零调偏差46
2.4.1零调静偏差成因47
2.4.2轧制力静偏差的有限元模拟49
2.4.3辊系动偏差的产生51
2.5轧辊轴向力与轧制力动偏差52
2.5.1轧辊轴向力计算实例52
2.5.2轴向力对轧制力动偏差的影响53
2.6交叉头磨掼与轧制力偏差56
2.7PC轧机轴向力在线检测57
2.7.1轧机基本参数58
2.7.2试验目的与试验内容58
2.7.3试验原理及试验方法58
2.7.4传感器设计60
2.7.5轴向力测试系统63
2.7.6测试系统的标定63
2.7.7相关参数的检测及设备维护65
2.7.8试验步骤66
2.8 PC轧机零调过程相关参数实测结果分析66
2.8.1轧机的零调过程66
2.8.2零调过程实测信号的动态特性68
2.8.3动态零调过程的轴向力69
2.8.4零调过程的辊系交叉状态分析71
2.9轴向力与轧制力偏差试验结果分析72
2.9.1轧制过程被测信号动态特性72
2.9.2PC角与轧制力偏差实测结果分析75
2.9.3PC角与支承辊轴向力实测结果分析77
2.9.4工作辊轴向力实测结果分析80
2.10轧制力偏差影响因素的模拟试验83
2.10.1模拟试验轧机设计83
2.10.2试验同的与方法84
2.10.3轴承座侧隙对轧制力偏差的影响86
2.10.4辊系交叉状态对轧制力偏差的影u向87
2.10.5交叉点移动对轧制力偏差的影响91
2.11零调偏差控制方法研究91
2.11.1传统零调工艺分析91
2.11.2辊系两侧刚度差及垂直方向尺寸差控制92
2.11.3交叉头间隙的自位补偿92
2.11.4自位补偿法的试验验证96
2.12PC轧机主传动系统的扭振分析97
2.12.1PC轧机扭矩实测97
2.12.2试验结果分析99
2.12.3扭矩放大系数100
笫3章2050 CVC轧机载荷工况在线检测102
3.1轧机基本参数102
3.2测试系统组成103
3.3生产过程的轧制力跟踪103
3.3.1轧制力信号的采集103
3.3.2轧制力信号波形104
3.3.3轧制力实测结果统计分析107
3.4实测轧制力矩109
3.4.1扭矩检测原理及扭矩信号的传输109
3.4.2重载转了的扭矩标定110
3.4.3扭矩信号测点布置112
3.4.4扭矩信号实测波形1 12
3.4.5轧制力矩统计分析115
3.4.6扭矩放大倍数119
3.5实测轧制速度120
3.6 F4轧机齿轮分配箱齿轮轴的轴向力121
3.6.1单斜齿齿轮轴基本参数121
3.6.2斜齿齿轮轴的轴向力121
3.6.3轴向力计算结果分析122
3.7主传动系统扭振分析123
3.7.1扭振力学模型123
3.7.2扭振数学模型的建立124
3.7.3Fl轧机主传动系统崮有频率与主振型125
3.7.4F4主传动系统固有频率与主振型126
3.7.5固有频率实测值127
3.7.6主传动系统动态响应129
3.7.7速度对轧机主传动系统力学特性的影响131
3.7.8基于试验结果的含间隙系统动力学特性132
3.8CVC轧机工作辊轴承载荷工况在线检测133
3.8.1轴承结构与测试内容134
3.8.2轴承径向压力分布试验设计1 34
3.8.3轴承轴向载荷测试方案134
3.8.4轴承座内温度测量135
3.8.5测试系统组成135
3.8.6试验结果分析136
第4章1 780热连轧卷板生产线主要设备载荷工况在线检测与振动分析139
4.1 R1轧机动态特性分析140
4.1.1主传动系统扭振分析141
4.1.2轧机垂直振动分析144
4.1.3垂扭耦合振动分析148
4.1.4轧机扭矩在线检测与分析152
4.1.5基于试验的R1丰传动系统扭振分析159
4.1.6轧制力在线检测及分析161
4.1.7工作辊轴承座振动状态分析164
4.2F1精轧机载荷工况及动态特性167
4.2.1轧机结构与基本参数167
4.2.2实测扭矩幅值及放火倍数168
4.2.3丰传动系统扭振分析172
4.2.4实测轧制力分析175
4.2.5支承辊轴承座振动分析178
4.3F7轧机力能参数检测182
4.3.1轧机结构与基本参数182
4.3.2轧制力矩及动态特性183
4.3.3扭矩放人倍数185
4.3.4轧制力分布188
第5章宽厚板轧机主传动系统力学特性分析及关键零部件应力计算191
5.1 4300mm中厚板轧机主传动系统力学特性分析192
5.1.1轧机基本结构及基本参数192
5.1.2轧机扭矩在线检测193
5.1.3测点选择196
5.1.4扭矩信号的时域特征196
5.1.5扭矩实测结果分析199
5.1.6典型产品轧制过程的扭矩实测结果统计201
5.1.7主传动链实测扭矩比较205
5.1.8轧机主传动系统扭振分析207
5.1.9主传动系统关键部位应力检测215
5.1.10轧机主传动系统动态特性分析221
5.1.11传动系统主要零件应力分析227
5.2 5m宽厚板轧机主传动系统扭振分析229
5.2.1轧机丰传动系统简介230
5.2.2丰传动系统扭振分析230
5.2.3扭矩放火倍数234
5.2.4丰传动系统动态特性试验研究235
5.2.5试验结果分析236
5.2.6十字节又头异常损坏分析239
参考文献242