D0I:10.13374/j.issnl(001-t03.2007.06.03 第29卷第6期 北京科技大学学报 Vol.29 No.6 2007年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2007 冷轧平整机振纹实测研究 侯福祥)张杰)史小路)曹建国)谢建强)王 聪2) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)武汉钢铁（集团）公司，武汉430083 摘要针对某1700冷轧平整机支持辊表面振纹问题进行了连续跟踪测试.在对平整机固有特性研究的基础上，通过对支 持辊各个使用时期内振动信号的分析与比较，得到了平整机的振动特征以及振动与振纹之间的相互影响关系：在支持辊使用 初期，平整机系统的振动以自激振动为主，振动频率为150，在稳定轧制阶段工作辊对支持辊的相对运动形成支持辊表面振 纹：在支持辊使用中后期，由振纹引起的强迫振动进一步加速了振纹的形成，系统的振动为强迫振动和自激振动共存·在对振 纹形成过程认识的基础上提出了振纹抑制措施，即在轧件入口侧增加抑振辊或改变轧制速度. 关键词平整机：振纹：自激振动：强迫振动 分类号TG335.21:TH113.1 带钢生产中轧件和轧辊表面振纹缺陷是普遍存 在的问题，国内外学者从不同的角度做过许多研究 1平整机振动测试 工作-].由于平整机系统的复杂性和振纹诱因的 1.1振动测试方法 多样性，对振纹问题还未找到普遍适用的抑制措施， 采用加速传感器拾取平整机机架和辊系的振动 只能采取具体问题具体分析的方法， 信号，以专用振动信号处理软件对各测点信号进行 某冷轧厂1700平整机出现了振纹现象，支持辊 实时观测和记录.测试从新支持辊上机使用开始直 在使用一段时间后，表面常出现明暗相间的条纹，如 到辊面出现振纹下机止，连续记录各测点的振动信 图1所示，条纹与轧辊轴线平行，间距均匀，约为 号，同时观测支持辊表面振纹的形态 30.3mm,条纹会随支持辊使用时间的增加而逐渐 1.2振动信号分析 加强并最终导致带钢表面出现特征相同的条纹，为 在一卷带钢的平整过程中，根据带钢的速度，平 了避免这个情况的出现，不得不提前更换支持辊，换 整机的工作状态分为升速、稳定和降速三个阶段 辊周期由原来的25d左右缩短到了10d左右： 在支持辊的一个换辊周期中，根据辊面振纹的强弱， 把支持辊的使用状态分为初期、中期和后期三个时 期.测试结果表明，在各测点中，工作辊垂直振动信 号最具代表性，以上工作辊传动侧垂直振动信号为 例，从时域和频域两个方面对不同时期，不同速度阶 段的平整机振动情况进行对比分析，以了解平整机 的振动特征及振动与振纹的关系， (1)持辊使用初期.此阶段支持辊表面还未出 现振纹，轧制速度曲线、振动时域波形和相应频谱见 图1支持辊表面报纹 Fig.I Chatter marks on the surface of a backup roll 图2~4.参照速度曲线，由图3可见，在升速阶段 本文对平整机振纹问题进行了连续跟踪测试， 12 寻找振纹的形成原因，以便提出相应措施 收稿日期：2005-12-29修回日期：2006-09一06 003050100150200250300330 基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(N。.59835170) 时间s 作者简介：侯福祥(1976-)，男，博士研究生：张杰(1960-)，男， 图2轧制速度曲线图 教授，博士生导师 Fig-2 Rolling speed curve冷轧平整机振纹实测研究 侯福祥1） 张 杰1） 史小路1） 曹建国1） 谢建强2） 王 聪2） 1） 北京科技大学机械工程学院‚北京100083 2） 武汉钢铁（集团）公司‚武汉430083 摘 要 针对某1700冷轧平整机支持辊表面振纹问题进行了连续跟踪测试．在对平整机固有特性研究的基础上‚通过对支 持辊各个使用时期内振动信号的分析与比较‚得到了平整机的振动特征以及振动与振纹之间的相互影响关系：在支持辊使用 初期‚平整机系统的振动以自激振动为主‚振动频率为150Hz‚在稳定轧制阶段工作辊对支持辊的相对运动形成支持辊表面振 纹；在支持辊使用中后期‚由振纹引起的强迫振动进一步加速了振纹的形成‚系统的振动为强迫振动和自激振动共存．在对振 纹形成过程认识的基础上提出了振纹抑制措施‚即在轧件入口侧增加抑振辊或改变轧制速度． 关键词 平整机；振纹；自激振动；强迫振动 分类号 TG335∙21；T H113∙1 收稿日期：2005－12－29 修回日期：2006－09－06 基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（No．59835170） 作者简介：侯福祥（1976－）‚男‚博士研究生；张 杰（1960－）‚男‚ 教授‚博士生导师 带钢生产中轧件和轧辊表面振纹缺陷是普遍存 在的问题‚国内外学者从不同的角度做过许多研究 工作［1－7］．由于平整机系统的复杂性和振纹诱因的 多样性‚对振纹问题还未找到普遍适用的抑制措施‚ 只能采取具体问题具体分析的方法． 某冷轧厂1700平整机出现了振纹现象‚支持辊 在使用一段时间后‚表面常出现明暗相间的条纹‚如 图1所示‚条纹与轧辊轴线平行‚间距均匀‚约为 30∙3mm．条纹会随支持辊使用时间的增加而逐渐 加强并最终导致带钢表面出现特征相同的条纹．为 了避免这个情况的出现‚不得不提前更换支持辊‚换 辊周期由原来的25d 左右缩短到了10d 左右． 图1 支持辊表面振纹 Fig．1 Chatter marks on the surface of a backup roll 本文对平整机振纹问题进行了连续跟踪测试‚ 寻找振纹的形成原因‚以便提出相应措施． 1 平整机振动测试 1∙1 振动测试方法 采用加速传感器拾取平整机机架和辊系的振动 信号‚以专用振动信号处理软件对各测点信号进行 实时观测和记录．测试从新支持辊上机使用开始直 到辊面出现振纹下机止‚连续记录各测点的振动信 号‚同时观测支持辊表面振纹的形态． 1∙2 振动信号分析 在一卷带钢的平整过程中‚根据带钢的速度‚平 整机的工作状态分为升速、稳定和降速三个阶段． 在支持辊的一个换辊周期中‚根据辊面振纹的强弱‚ 把支持辊的使用状态分为初期、中期和后期三个时 期．测试结果表明‚在各测点中‚工作辊垂直振动信 号最具代表性．以上工作辊传动侧垂直振动信号为 例‚从时域和频域两个方面对不同时期‚不同速度阶 段的平整机振动情况进行对比分析‚以了解平整机 的振动特征及振动与振纹的关系． 图2 轧制速度曲线图 Fig．2 Rolling speed curve （1） 持辊使用初期．此阶段支持辊表面还未出 现振纹‚轧制速度曲线、振动时域波形和相应频谱见 图2～4．参照速度曲线‚由图3可见‚在升速阶段 第29卷 第6期 2007年 6月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．6 Jun．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．06．037