第12期 束学道等：汽车半轴楔横轧机动态特性 。1257。 (b) 图7主传动系统部分振型图.(a)3阶振型：(b)4阶振型：(95阶振型：(d12阶振型 Fig 7 Part vibration mode of principal transmission system:a)the 3th vbration style:(b)the 4th vbration style:(c)the 5th vibration style (d)the 12th vibration style 由表2和其对应的振型图可以得出，最先出现 3 接触刚度对半轴轧机工作机座动态 扭转振动的是电机转子到减速器输入轴，其扭转频 率为11.7Hz上下轧辊的一阶扭振频率在17~ 特性的影响 22Hz之间：齿轮机座输入轴和输出轴的一阶扭振频 在上面的分析中，应用弹簧单元模拟轧辊和轴 率为43.5Hz:减速器的输出轴的一阶扭转固有频率 承座之间的接触其沿轧辊径向的刚度用k1表示； 为148Hz:减速器中的中间轴的一阶扭转固有频率 上轴承座与凹球面块在垂直方向上的接触刚度由 为244Hz附近；上下连接轴扭转振动固有频率为 k2表示；上轴承座下方和下轴承座上方与凸球面块 250~290Hz之间.上下传动轴在y、z方向的一阶 在垂直方向的接触刚度由k3表示.由于接触刚度 弯曲固有频率为111Hz;上下轧辊在y、z方向上一 很难准确计算，故研究接触刚度大小对轧机动态特 阶弯曲固有频率为309Hz.主传动系统在现有转速 性的影响.图8为轧机模态随接触刚度的变化图. 下不会发生扭转共振 250 250 300 +1.5×107 /N-m) +1.5×10 k/(N.m) -+1.5×10 /(N.m) 200 年1.5×103 200 +1.5×100 250 -1.5×10° ◆1.5×10° ◆1.5×101 兰200 +1.5×10° 150 +1.5×10o 150 +-1.5×102 +-1.5×100 %1.5×101 150 -1.5×10 ★ 100 50 50 24681012141618 0024681012141618 024681021416i8 模态阶数，n 模态阶数，n 模态阶数，n (a)轧机模态随k变化图 (b)轧机模态随k2变化图 (©)轧机模态随k变化图 图8轧机模态随接触刚度变化图 Fig.8 Change in mode of the rol ling mill with contact stiffness 由图8可以看出：伴随k1增加，半轴轧机的多 率成规律性增加.k1对轧机模态影响最大，k3对轧 数阶固有频率有所增加：当k1达到1.5×100 机模态影响次之，k2对轧机模态影响相对较小. N·m1后，随着k1继续增加，大多数阶固有频率增 4结论 加量相对减少.伴随k2的增加半轴轧机的多数阶 固有频率有所增加，但增加量相对较小.伴随k3的 (1)通过分析半轴轧机在现有边界条件下的固 增加，轧机的低阶固有频率变化不大，但高阶固有频 有频率和振型，得到轧机工作机座在x、y和z各自图 7 主传动系统部分振型图.( a) 3 阶振型;( b) 4阶振型;( c) 5 阶振型;( d) 12 阶振型 Fig.7 Part vibration mode of principal transmission system:( a) the 3th vibration style ;( b) the 4th vibration style ;( c) the 5th vibration style;( d) the 12th vibration styl e 由表 2 和其对应的振型图可以得出, 最先出现 扭转振动的是电机转子到减速器输入轴, 其扭转频 率为 11.7 Hz ;上下轧辊的一阶扭振频率在 17 ～ 22 Hz之间 ;齿轮机座输入轴和输出轴的一阶扭振频 率为 43.5Hz ;减速器的输出轴的一阶扭转固有频率 为 148 Hz ;减速器中的中间轴的一阶扭转固有频率 为 244 Hz 附近;上下连接轴扭转振动固有频率为 250 ～ 290 Hz 之间.上下传动轴在 y 、z 方向的一阶 弯曲固有频率为 111 Hz ;上下轧辊在 y 、z 方向上一 阶弯曲固有频率为 309Hz .主传动系统在现有转速 下不会发生扭转共振 . 3 接触刚度对半轴轧机工作机座动态 特性的影响 在上面的分析中, 应用弹簧单元模拟轧辊和轴 承座之间的接触, 其沿轧辊径向的刚度用 k 1 表示; 上轴承座与凹球面块在垂直方向上的接触刚度由 k 2 表示;上轴承座下方和下轴承座上方与凸球面块 在垂直方向的接触刚度由 k3 表示.由于接触刚度 很难准确计算, 故研究接触刚度大小对轧机动态特 性的影响.图 8 为轧机模态随接触刚度的变化图. 图 8 轧机模态随接触刚度变化图 Fig.8 Change in mode of the rolling mill with contact stiffness 由图 8 可以看出:伴随 k 1 增加, 半轴轧机的多 数阶固有频率有所增 加;当 k 1 达到 1.5 ×10 10 N·m -1后, 随着 k1 继续增加, 大多数阶固有频率增 加量相对减少.伴随 k 2 的增加, 半轴轧机的多数阶 固有频率有所增加, 但增加量相对较小.伴随 k 3 的 增加, 轧机的低阶固有频率变化不大, 但高阶固有频 率成规律性增加.k 1 对轧机模态影响最大, k 3 对轧 机模态影响次之, k 2 对轧机模态影响相对较小. 4 结论 ( 1) 通过分析半轴轧机在现有边界条件下的固 有频率和振型, 得到轧机工作机座在 x 、y 和z 各自 第 12 期 束学道等:汽车半轴楔横轧机动态特性 · 1257 ·