csp轧机振动问题研究

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1、CSP轧机振动问题研宄【摘要】CSP乳机具有4种振动形式，它们分别是轧制界面自激振动引起的固有频率振动、驱动端引起的强迫振动、齿轮座啮合引起的强迫振动、辊面振纹引起的振纹振动。CSP轧机存在振动问题，不仅影响了轧件质量，阻碍新产品的开发，而且给设备的安全生产造成隐患。解决CSP乳机振动问题的意义重大。【关键词】CSP轧机；振动管理；振源分析1.乳机现场测试某CSP热连轧生产线由7架精轧机组成，将70mm左右厚度的连铸板坯轧制成12.7〜0.8mm的板材，其中FI、F2为高铬钢工作辊，直径为950〜820mm，F3、F4为高

2、铬铸铁工作辊，直径为750〜660mm。采用厚规格烫辊制度，辊役周期内先轧制较厚的3.5mm钢板，然后乳制厚度为3.0,2.7和2.5mm的过渡钢板，最后轧制厚度为2mm、1.6mm、1.5mm、1.3mm、1.2mm的薄规格钢板。长期的跟踪监测发现，轧机振动与轧件厚度有关，轧制厚度小于2mm的集装箱板时，轧机开始振动。轧机振动还与轧制历程有关，随着轧制薄规格钢板吨位的增加，乳机振动加剧。其中，F2和F3振动最为剧烈，且乳机出口的轧件表面有振纹，轧辊表面也经常有振纹出现。为了掌握乳机的振动规律，进行了现场测试。1.1测试方

3、法现场应用16通道CRAS分别采集F2和F3的多点振动信号。预测试的结果表明乳机为低频振动，振动频率主要集中在200Hz以下，故采样频率定为512Hz。为了降低轧制历程对测试结果的影响，测试的辊役周期内加入了2次厚度回调过程，即有3次3.5mm〜1.2mm的轧制过程。连轧过程中，前架轧机振动在轧件表面留下的振纹会因后架轧机的轧制而碾没，所以，采取急停轧制的方法令轧制过程强行中断，从而能够采集机架出口侧轧件表面的振纹。1.2轧机振动测试测试发现，主传动系统的扭振信号包含了乳制力波动以及其他测点的加速度信号的优势频率成分，故以

4、扭振信号作重点分析。为了减小轧制吨位的影响，仅统计前两次厚度回调的轧制过程，以扭振信号标准差表征其振动强度。F3与F2振动情况非常相似，总结它们的振动特征如下：（1）振动信号点集具有较强的线性关系，与转频的倍数关系稳定。（2）振动形式对轧件厚度最为敏感，乳制薄规格乳件时的乳机振动强度明显增强。（3）工作辊轴承座可表现出与扭振相同的振动频率成分。（4）支撑辊轴承座、机架、齿轮座、减速机的振动频率，以及轧制力波动频率也有上面描述的特点，但振幅相对于工作辊轴承座的振动要小很多，且出现多种振动形式的耦合振动。1.3乳件表面的振纹测

5、试轧制薄规格集装箱板时，轧件上下表面会出现与乳辊轴平行、间距相等、钢板通宽的明暗相间横向振纹，工作辊上亦偶见有振纹出现。在现场测试中，急停轧制采集到了F2和F3机架出口侧轧件表面振纹，F2出口侧乳件表面振纹间距为104.7mm，F3出口侧振纹间距为52.5mm。1.乳机振动振源分析轧机振动被分成4类振动形式，结合乳机固有特性及潜在致振频率分析这4类振动形式。第1类振动形式P2n和P3n中的振动频率与乳辗转频无关，F2的频率为18.97Hz,F3的频率为19.52Hz。该频率与乳机的一阶扭振固有频率21Hz十分接近，可确定此

6、类形式是固有频率振动，动力学模型中刚度偏大造成了理论计算值与实际测试值存在一定的差异。系统中并无此频率成分的激励源存在，且在轧制薄规格时，此频率成分表现出较强的扭振和轴承座振动賴合振动。由于轧制薄规格轧件时，轧制速度、轧制力等轧制参数和条件的变化而致使轧制界面上的负阻尼效应的作用加强，在乳制界面上发生自激振动。自激振动结果就是轧机主传动系统以一阶扭振固有频率振动，且轧辊水平振动在轧制界面上与扭振耦合。负阻尼引起的自激振动可通过改进乳制界面上的乳制润滑状态，以及轧辊材质、轧辊表面摩擦特性等手段予以改善或避免。第2类振动形式中

7、，F2和F3分别出现39.48f2n和24.94f3n基频成分，以及此基频的X2，X3，…倍频成分振动。轧制厚度的变化对此振动形式的振动强度影响不大，不是轧机振动严重的原因。由此可基本肯定，F2和F3的第2类振动形式具有形同的振源，位于乳机的驱动端，此类振动对轧机的影响不大。第3类振动形式的基频与轧机齿轮座轮齿啮合频率（简称齿轮座啮合频率）23倍转频几乎相等，且2倍频也是46左右，所以，该振动类型为齿轮座啮合引起的轧机系统强迫振动。以F3为例分析此类振动的幅值和响应特性。齿轮座啮合频率基频成分集中于22〜25Hz之间，由其

8、振动幅值谱峰值与振动频率的关系可以看出，幅值谱峰值随振动频率的增加而减小。由此可知，在齿轮座啮合基频频率激励下，乳机系统的响应随着激励频率远离固有频率21Hz而减小。此类振动为典型的强迫振动。因客观条件限制，通过改变轧机结构来改变其固有频率以避开啮合频率是十分困难的，而降低齿轮座的啮合冲击水平相对容易，