地下卷取机主传动系统扭振的解析分析.pdf

地下卷取机主传动系统扭振的解析分析.pdf

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1、机械设计与制造第12期202MachineryDesign&Manufacture2013年12月地下卷取机主传动系统扭振的解析分析刘汉,肖涵(武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北武汉430081)摘要:以某热轧带铜厂在役的地下卷取机主传动设备系统为研究对象,采用解析法研究了带铜卷入、卷取结束及制动开始阶段地下卷取机主传动系统扭振性能。采用集中质量参数法建立卷取机主传动系统扭振的力学模型和数学模型,在该模型的基础上,对系统的模态和动态响应进行了数值研究,并将计算结果与实测结果进行对比通过解析法的计算结果可知,卷取过程中不当的加栽策略会造成主传动系统的扭振峰值力矩

2、过大,通过速度控制,可以有效减少卷取机生产过程中的扭矩峰值关键词:热轧地下卷取机;主传动系统;扭振分析;解析法中图分类号:TH16;TG333.7+2文献标识码:A文章编号:lO01—3997(2013)12-0202—03TorsionalVibrationAnalysisonMainDrivingSystemofDownCoilerLIUHan.XIA0Han(TheKeyLaboratoryofMetallurgicalEquipmentandControlofEducationMinistry,WuhanUniversityofScienceandTechnology

3、,HubeiWuhan430081,China)Abstract:Aimedtoinvestigatethemaindrivingsystemsofhot-rolleddowncoiler,itresearchesintothetimeofcoilingbeginning,coilingendandbrakingbeginningthataffecttheperformaneeevaluationofmaindrwingsystemsbyanalysismethod.Themechanicalmodefisestablishedbyusinglumpedmassparamet

4、ermodel,andtheuniversalmathematicalmodalisproducedbyusingLagrangeequationtoanalyzehot-rolleddowncoiler.Basedonthosemodels,itstudiesonthedrivingsteminherentmodalanddynamicresponse,andtheresuhsarecomparedwithtest.Theresultsfromanalysismethod,leadingtotheconclusionthattheinappropriatetimebetwe

5、encoilingendandbrakingbeginninghaveagreatc£onthetorsionalvibrationofdrivingsystem.Thetorsioncanbereducedefficientlybycontrollingthespeedofrolling.KeyWords:Hot-RolledDownCoiler;MainDrivingSystem;TorsionalVibration;AnalysisMethod取机主传动系统离散为多自南度的扭转振动系统日,如图2所示。1引言轧钢生产实践证明,带钢卷取过程中主传动系统的扭转振4动会造成较大

6、的动载荷及张力波动,影响带钢卷取质量,严重时可能使设备损坏。同时随着轧钢工业的迅速发展,用户对大规格高强度钢的需求也不断增加,因此对现役卷取机主传动系统进行扭振评估十分必要的。1.卷筒2.主传动轴3.变速箱4鹿动机5.制动器图1卷取机主传动系统结构示意图在文发表的Carrousel卷取机传动系统扭振分析中,假设Fig.1TheSchematicofHot—RolledDownCoiler系统为无阻尼状态,只考虑了卷入阶段外界载荷对系统的冲击影响。随着卷取设备的改进,踏步伺服系统有效减少了卷入阶段扭振冲击,但在实际丁况中,卷取力矩失张阶段、制动延迟以及加载阶段的载荷变化引起的扭

7、振响应,会引起传动系统在生产过程中产生较大的反向力矩,对设备及生产效率产生严重影响。图2卷取机传动系统扭振模型2热轧地下卷取机的扭振分析Fig.2TheSystemDiagramofHot—RolledDownCoiler2.1等效力学模型和数学模型的建立图中:一集中于卷筒的转动惯量;中于变速箱的转动惯某热轧带钢厂地下卷取机的主传动系统由电机,变速箱,卷简量;斤—集中于电机的转动惯量;一卷筒与变速箱之间轴等组成,其结构示意图日,如图l所示。采用集中质量参数方法,将卷的等效扭转刚度;f一变速箱与电机之间的

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