先进制造技术

本发明提供了一种分析热轧精轧机工作辊水平自激振动的动力学建模方法，该方法包括以下步骤：a、以变形区轧件流动体积不变为原则，计算轧件动态速度，得出中性角与轧辊水平振动速度微分方程；b、以轧件在轧制过程中满足塑性流体力学为原则，计算轧件在轧制过程中所受的平均剪切应力；c、计算轧机上下轧辊非对称运动时轧件的应力状态系数；d、得出热轧的动态轧制力P的计算公式；e、建立工作辊水平动力学模型；f、得出热轧精轧机工作辊的水平自激振动的动力学分析方程。本发明对提高产品质量和生产安全性具有重要意义。

由于轧机系统中工作辊水平方向存在结构间隙，约束强度较低，因此，工作辊水平振动表现最为剧烈。工作辊水平自激振动频率为40～80Hz，上/下工作辊振动方向相反。为探究振动机理，解决振动问题，学者们针对轧机水平振动问题开展了系列研究，这些研究虽然从不同角度能够揭示轧机的一些振动现象，但都是以单辊为研究对象或假设上下轧辊运动状态相同等条件下开展研究的。而实际中，轧机上下工作辊运动表现为反向振动现象。上下工作辊反向振动一方面会引起轧件对轧辊的作用力方向生变化，另外还将造成变形区轧件上下表面摩擦状态的差异性，使得上下表面中性角位置不同，进而使变形区将衍生出搓轧区，受力状态更加复杂。搓轧区的动态衍生使变形区产生新的阻尼机制，改变轧制变形区的稳定性，对轧机系统的稳定性产生了很大的影响，导致热轧精轧机组轧制高强度薄规格带钢时易频繁发生工作辊剧烈自激振动。

本发明提出了一种分析热轧精轧机工作辊水平自激振动的动力学建模方法，该方法考虑因素全面、真实，建立模型更加可靠。基于该方法能够分析热轧精轧机水平自激振动产生机理，分析轧机结构参数和轧制工艺参数对自激振动产生的影响规律，进而可从轧机结构和轧制工艺两个方面提出有效地抑振措施，保障轧机稳定生产，有助于解决长期困扰生产现场的工作辊自激振动难题，对提高产品质量和生产安全性具有重要意义。