·80· 工程科学学报，第37卷，增刊1 2磨削过程的仿真分析与模型验证 2.1磨削过程的仿真 本文的仿真与试验对象是德国某型号重载轧辊磨 床.砂轮质量、轧辊质量、砂轮速度、砂轮宽度、轧辊速 度和进给量等参数均与现场的实际试验条件相同，砂 轮阻尼、轧辊阻尼等为基于模态试验获取，而砂轮刚 图3砂轮动不平衡示意图 度、轧辊刚度和接触刚度为通过有限元方法计算得到， Fig.3 Grinding wheel diagram with dynamic imbalance fault 具体参数如表1所示 表1轧辊磨床试验参数 Table 1 Test parameters of the roll grinder 参数 数值 参数 数值 砂轮质量，m,kg 13 砂轮宽度，W/m 0.05 轧辊质量，m,kg 36 进给量，xμm 20 砂轮阻尼，c/(Nsm) 5.4×103 砂轮转速，山，/(rads) 92.5,96.0,101.0 轧辊阻尼，c/(Nsml) 3.38×103 轧辊转速，w./(r min-) 90 砂轮刚度，k,1(Nm1) 3.6×105 拖板速度，/(mm'minl) 600 轧辊刚度，k。/(Nm) 2.25×10° 轧辊长度，Llmm 1440 接触刚度，Kx/(Nm) L.4×105 轧辊直径，D/mm 60 对砂轮正常情况与砂轮存在动不平衡情况下进行 仿真分析，结果如图4 80 ,(a) b 60 ,46.17 Y:0.007075 40 6 0 -20 置 2 40 06 10 203040 50 0 60 20 40 60 80 时间s 颜率川z 80 0.025 (e) (d) 1X15.31 60 0.020 Y0.02125 40 20 0.015 0 hw 0.010 -20 2X:46.17 0.007069 0.005 -40 -60 10 203040 50 0 20 40 60 80 时间s 频率z 图4动力学模型仿真结果.()正常工况响应时域波形：(b)正常工况响应频域波形：()砂轮动不平衡工况响应时域波形：(d)砂轮动不 平衡工况响应频域波形 Fig.4 Simulation results of the dynamic model:(a)time domain response in normal condition:(b)frequency domain response in normal condition: (c)time domain response with grinding wheel dynamic imbalance fault:(d)frequency domain response with grinding wheel dynamic imbalance fault工程科学学报，第 37 卷，增刊 1 图 3 砂轮动不平衡示意图 Fig． 3 Grinding wheel diagram with dynamic imbalance fault 2 磨削过程的仿真分析与模型验证 2. 1 磨削过程的仿真 本文的仿真与试验对象是德国某型号重载轧辊磨 床． 砂轮质量、轧辊质量、砂轮速度、砂轮宽度、轧辊速 度和进给量等参数均与现场的实际试验条件相同，砂 轮阻尼、轧辊阻尼等为基于模态试验获取，而砂轮刚 度、轧辊刚度和接触刚度为通过有限元方法计算得到， 具体参数如表 1 所示． 表 1 轧辊磨床试验参数 Table 1 Test parameters of the roll grinder 参数 数值 参数 数值 砂轮质量，mg /kg 13 砂轮宽度，W/m 0. 05 轧辊质量，mw /kg 36 进给量，xf /μm 20 砂轮阻尼，cg /( N·s·m － 1 ) 5. 4 × 103 砂轮转速，ωg /( rad·s － 1 ) 92. 5，96. 0，101. 0 轧辊阻尼，cw /( N·s·m － 1 ) 3. 38 × 103 轧辊转速，ωw /( r !min － 1 ) 90 砂轮刚度，kg /( N·m － 1 ) 3. 6 × 106 拖板速度，V /( mm·min － 1 ) 600 轧辊刚度，kw /( N·m － 1 ) 2. 25 × 106 轧辊长度，L /mm 1440 接触刚度，KN /( N·m － 1 ) 1. 4 × 106 轧辊直径，D/mm 60 对砂轮正常情况与砂轮存在动不平衡情况下进行 仿真分析，结果如图 4． 图 4 动力学模型仿真结果 . ( a) 正常工况响应时域波形; ( b) 正常工况响应频域波形; ( c) 砂轮动不平衡工况响应时域波形; ( d) 砂轮动不 平衡工况响应频域波形 Fig． 4 Simulation results of the dynamic model: ( a) time domain response in normal condition; ( b) frequency domain response in normal condition; ( c) time domain response with grinding wheel dynamic imbalance fault; ( d) frequency domain response with grinding wheel dynamic imbalance fault ·80·