D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1997.s1.016 第19卷增刊 北京科技大学学报 Vol 19 1997年2月 Joumal of University of Science and Technokogy Beijing Feh.1997 2030板带冷连轧机的振动分析 孙志辉) 邹家祥1)何汝迎2)岳海龙2) 1)北京科技人学机械工程学院.北京1000832)宝山钢铁集团公司，上海200941 摘要针对2030mm板带冷连轧机发生的振动问题，通过现场综合测试，了解轧机振动的特征 与影响振动的主要因素，在分析研究与模拟实验的基础上，找到了振动的原因. 关键词板带冷连轧机，自激振动，润滑摩擦 现代板带轧机的轧制过程中常会发生扭转振动和垂直振动，轧机主传动系统扭转振动 的频率一般在5~20Hz之间，垂直振动的频率通常为120~150Hz和500~700H五.前者 称为三倍频振动，它会在轧件上产生明显的厚差，有时达30%，从而影响生产，甚至会造成 设备破坏，后者称为五倍频振动，它会在轧件上产生垂直于轧制线方向的明暗相间的条 纹.所有这些振动都会影响产品的质量.本文主要研究其中的三倍频的垂直振动，这种振 动形成的原因很复杂，并且不同的轧机，其产生振动的机理也不同 宝钢2030m板带冷连轧机1987年顺利投产后，生产正常，但从1990年开始，在高速轧制 薄规格板带时，轧机发生强烈振动，严重影响了轧机生产，经过两年的现场测试与理论研 究，找到了振动原因，并提出了解决问题的方法及措施. 1振动发生的过程与形态 对该轧机进行了3次现场综合测试.测试内容包括机械、工艺、电气、液压和计算机控制等 5个系统，并同时在第三、四、五架轧机上进行，监测的信号达46个，通过测试，获得了轧 机振动的基本特性及影响因素，并验证了理论分析的结果 图1为现场测试的轧机振动的时域波形图.由图可以看出，振动的发生是一种不断 发散的形态，由振动信号时域波形压缩图（图2）可见，实际上在振动开始前几秒中，振动波 形中就开始出现葫芦状的拍现象，且随着轧速增大，其能量不断增加，最后形成了发散振 动；轧速降低，振动幅值就会降低.这个过程实际上是振动能量的聚集过程 对轧机振动信号进行频域分析，发现振动信号在正常轧制时，其频率成分比较分散，在 0~1000Hz范围内，没有明显的优势频率，这时它们的振动幅值都很小；随着轧速增加，振动 信号的频率逐步趋于集中，出现了114.124,134Hz3个频率峰值成分，振动发生时，其它频 率成分都降为微量级，只剩下一个很干净的峰值频率成分124Hz,且其能量大增；轧机紧急 降速后，随着速度降低，频率成分重又趋于分散，回到原来正常轧制时的形态 由振动信号的时域频域分析，可以得到2030mm板带冷连轧机的基本振动特征为： 1996-03-20收稿 第一作者男29岁讲师第 珍 卷 增刊 北 京 科 技 大 学 学 报 1卯 , 年 2月 J倒吹目 of t J讨 ve 目 yt of cs 妇联 田目 1初恤咖留 压幼魂 V J . 19 I功 . 1望刀 2 0 30 板带冷连 轧机 的振动分 析 孙 志辉 , ) 邹家 祥 , ) 何汝迎 2) 岳海 龙 2 , l) 北 京 科 技 大 学 机械 工 程 学 院 , 北 京 l 。 洲阳3 2) 宝 山钢 铁集 团公 司 , 上 海 2〕 `咚1 摘要 针对 2 0 30 ~ 板带冷连轧机 发生 的 振动问题 , 通 过现场综合测 试 , 了 解 轧机振 动的 特 征 与影 响振 动的 主要 因 素 , 在分析研究 与 模拟实验的 基础 上 , 找到 了振动的 原因 . 关键 词 板带冷连轧机 , 自激振 动 , 润 滑摩擦 现代 板带轧机 的 轧制过 程 中常会 发生扭 转振 动和 垂 直 振 动 . 轧机 主传动 系统扭 转振动 的频率 一般 在 5 一 20 H z 之 间 , 垂 直 振 动 的 频率 通常 为 120 一 1 50 H z 和 5 0 一 70 ZH . 前者 称 为三倍频振 动 , 它 会在轧 件上 产生 明显 的厚 差 , 有 时 达 30 % , 从而 影 响生 产 , 甚 至 会造 成 设备 破 坏 . 后 者称 为 五倍 频 振 动 , 它 会 在 轧 件上 产 生 垂 直 于 轧 制 线方 向 的明 暗相 间 的 条 纹 . 所 有这些 振 动都 会影 响产 品的质 量 . 本文 主要研 究其 中 的三倍频 的垂直振 动 , 这 种振 动形成 的原 因很 复杂 , 并 且不 同 的轧机 , 其产 生振 动的机理 也 不 同 . 宝钢 ZO30 ir 川1 板带 冷连轧机 19 8 7 年顺利投产后 , 生产正 常 , 但从 19 90 年开始 , 在高速车$LJ 薄规格板带时 , 轧机 发 生强烈 振动 , 严重影 响 了 轧 机 生 产 . 经 过 两 年 的现 场 测 试与理 论 研 究 , 找到 了振 动原 因 , 并 提 出 了解 决 问题的方 法及 措施 . 1 振动 发 生的过 程 与形态 对该轧机进行了3次现场综合测 试 . 测试 内容包括 机械 、 工艺 、 电气 、 液 压 和计 算机 控制等 5个系 统 , 并 同时在 第三 、 四 、 五 架轧 机上 进 行 , 监 测 的 信 号 达 46 个 . 通 过 测 试 , 获 得 了轧 机振动 的基 本特性 及影 响 因素 , 并验 证 了理 论分 析 的结果 . 图 1 为现 场测 试的轧机振 动 的时域波 形 图 . 由 图可 以 看 出 , 振 动 的发 生 是 一 种 不 断 发散 的形态 . 由振动 信号 时域 波形 压缩 图 ( 图 2) 可见 , 实 际上 在振动 开始前 几秒 中 , 振 动波 形 中就 开始 出现 葫芦 状 的拍现 象 , 且 随着 轧 速 增 大 , 其 能量 不 断增 加 , 最 后 形 成 了发 散 振 动 ; 轧速 降低 , 振动 幅值 就会 降低 . 这 个过程 实 际上是 振动 能量 的聚集 过程 . 对轧 机振 动信号 进行 频域 分 析 , 发 现振 动信 号在正 常轧 制 时 , 其频 率成 分 比 较分散 , 在 0一 1 0( 刃 ZH 范 围 内 , 没有 明显 的优 势频率 , 这 时它们的振 动 幅值都很小 ; 随着轧 速增加 , 振动 信号 的频 率逐步 趋 于集 中 , 出现 了 1 14 , 124 , 134 H z 3个 频 率 峰值 成 分 , 振 动 发生 时 , 其 它频 率成分 都降为微 量 级 , 只剩 下一 个很 干净 的峰值 频率成 分 124 H z , 且 其 能 量 大 增 ; 轧 机 紧急 降速 后 , 随着速度 降低 , 频 率成 分重 又趋于 分 散 , 回到原 来正 常轧 制 时的形态 . 由振 动信号 的时域 频域 分析 , 可 以 得 到 2 0 3 0 ~ 板 带冷 连轧 机 的基本振 动特征 为 : l望拓一 0 3 一 20 收稿 第一 作者 男 29 岁 讲师 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1997. s1. 016