非穩(wěn)態(tài)軋制.ppt

非穩(wěn)態(tài)軋制過程研究現(xiàn)狀 研2011 非穩(wěn)態(tài)軋制過程研究 研究方法 1 建立研究模型 動力學模型 控制系統(tǒng)模型 2 模型的有限元模擬研究內(nèi)容 1 非穩(wěn)態(tài)軋制的控制2 軋機振動3 非穩(wěn)態(tài)潤滑與摩擦4 影響非穩(wěn)態(tài)軋制的因素 非穩(wěn)態(tài)軋制的控制 論文 薄帶鋼冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制過程厚度與張力控制研究 文章以某1420冷連軋機為背景 針對冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制過程的厚度與張力控制展開研究 取得以下結(jié)論 1 冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制階段厚度 張力控制遇到的問題主要是控制層面而非工藝層面的問題 在軋制過程中 影響厚度和機架間張力的干擾很多 概括起來可以分為以下四類 1 系統(tǒng)自身攝動及未建模動態(tài) 2 軋制過程的非隨機性強干擾 3 隨機干擾 4 非穩(wěn)態(tài)階段的不確定性干擾 影響穩(wěn)態(tài)軋制階段厚度及張力控制的干擾在非穩(wěn)態(tài)階段仍然存在而且干擾程度加劇 更主要的是在非穩(wěn)態(tài)軋制階段還有著特有的不確定性干擾 這是造成冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制過程厚度與張力控制困難得根本原因 非穩(wěn)態(tài)軋制的控制 2 針對冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制過程的特點 在控制系統(tǒng)設計時 有必要考慮系統(tǒng)的魯棒性 增強閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能是提高非穩(wěn)態(tài)軋制過程厚度與張力控制水平的關鍵 3 以魯棒 分析為工具 以魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能為評價指標 對某1420冷連軋機成品機架的厚度控制系統(tǒng)進行了剖析 在此基礎上設計了魯棒控制器 提高了厚度精度 非穩(wěn)態(tài)軋制時軋機振動 軋機在正常軋制時不存在振動現(xiàn)象 但是在非穩(wěn)態(tài)軋制時 經(jīng)常會因為振動的原因而發(fā)生嚴重的設備事故 這些事故多發(fā)生在軋機的傳動系統(tǒng) 使 600mm 1000mm的傳動軸或軋輥斷裂 事故的原因是軋制過程中的軋機失穩(wěn) 如軋輥與軋件之間打滑 上下軋輥的力矩分配不均勻 前后軋件之間的沖擊以及軋件出口時扣頭撞擊機架輥或溜板等 非穩(wěn)態(tài)軋制時軋機振動 論文1 非穩(wěn)態(tài)軋制時軋機振動的形態(tài)與評判 通過對初軋機扭振實測示波圖的分析 可以得出確定異常工況識別指標及特征 并將有關參數(shù)與軋制監(jiān)控系統(tǒng)連接 及時調(diào)整某些參數(shù) 實現(xiàn)穩(wěn)定軋制 論文2 非穩(wěn)態(tài)軋制時軋機振動穩(wěn)定性的數(shù)值分析 文章對軋機的傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動建立了一個力學模型 得出了系統(tǒng)在非穩(wěn)定自激振動下軋制速度與軋制力的關系 推得軋制力和軋制速度對系統(tǒng)自激振動的影響 從而為軋制生產(chǎn)工藝過程中避免產(chǎn)生自激振動提供了可靠的理論依據(jù) 非穩(wěn)態(tài)軋制時軋機振動 論文3 金屬塑性加工工作界面非穩(wěn)態(tài)潤滑軋機振動控制 軋制潤滑乳化液的黏度越大 振動的臨界速度越低 軋件的出口厚度越小 入口厚度越大 振動臨界速度越低 軋件的變形抗力越高 振動臨界速度越低 軋輥 軋件的表面粗糙度越高 軋機振動臨界速度越高 軋輥半徑越大 振動臨界速度越高 軋機垂直系統(tǒng)本身的正阻尼 工作輥間阻尼以及壓下油缸阻尼 越大 振動臨界速度越高 振幅也越小 軋制速度越高 振幅越大 非穩(wěn)態(tài)軋制時的潤滑與摩擦 論文1 金屬軋制過程工作界面非穩(wěn)態(tài)潤滑模型研究 基于非穩(wěn)態(tài)流體動力潤滑理論和相應的數(shù)學物理方法 建立了板帶軋制時工作界面非穩(wěn)態(tài)潤滑基本模型 通過入口區(qū)的分析 確定了入口油膜厚度 考慮了非穩(wěn)態(tài)變量如帶張力 軋削速度 入口角等因素對入口油膜厚度的影響 同時還分析了入口油膜厚度的頻率響應情形 入口油膜厚度幅值與輸入頻率成反比 入口油膜厚度呈周期性的變化 但不是正弦波形 所以整個軋機潤滑系統(tǒng)是非線性的 非穩(wěn)態(tài)工作區(qū)的分析建立在已知的入口油膜厚度基礎之上 通過數(shù)值計算 定性地分析了后張應力 表面平均速度 入口角等參數(shù)對油膜厚度分布的影響 非穩(wěn)態(tài)軋制時的潤滑與摩擦 論文2 基于一種廣義摩擦公式的金屬非穩(wěn)態(tài)成型過程彈塑性行為的分析 通過理論分析推導 歸納總結(jié)了一個廣義摩擦公式 同時應用該公式 對典型金屬成型過程非穩(wěn)態(tài)軋制過程進行了三維大變形彈塑性有限元分析 對軋輥與工件之間的接觸 摩擦 問題 用這種新的摩擦公式進行了較精確計算 對數(shù)值計算結(jié)果 包括軋制力 軋制力矩以及界面間的正應力和剪應力 進行了分析討論 證明廣義摩擦公式是切實可行的 非穩(wěn)態(tài)軋制時的潤滑與摩擦 論文3 軋制界面非穩(wěn)態(tài)潤滑過程系統(tǒng)動力學模型的建立及其數(shù)值模擬 1 建立了考慮輥縫非穩(wěn)態(tài)潤滑過程軋機系統(tǒng)動力學模型 該模型以金屬塑性加工界面非穩(wěn)態(tài)潤滑理論為基礎 將軋機垂直振動的研究深入到輥縫中 綜合運用工作界面上的軋制力模型 界面摩擦模型 工作輥運動模型構成的界面薄膜約束多重耦合模型 2 通過對某一大型公司2800軋機的仿真分析 定量地分析了一些主要參數(shù)對軋機垂直自激振動臨界速度的影響 并對提高產(chǎn)品質(zhì)量 抑制軋機振動 起到了很好的現(xiàn)場指導作用 影響非穩(wěn)態(tài)軋制的因素 論文 工藝參數(shù)對非穩(wěn)態(tài)軋制過程的影響規(guī)律研究 采用熱力耦合剛塑性有限元法對平板精軋機組的非穩(wěn)態(tài)軋制過程進行了仿真 并將仿真結(jié)果與實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行了比較 結(jié)果表明所采用的方法對非穩(wěn)態(tài)軋制過程進行仿真是可行并且可靠的 在此基礎上 分析了軋制溫度 前后張力等工藝參數(shù)對非穩(wěn)態(tài)軋制過程的影響規(guī)律 提出了縮短板帶頭部厚度不考核長度的措施 通過仿真得出了非穩(wěn)態(tài)軋制過程的軋制溫度及軋制力隨軋制時間的變化情況 分析了軋制溫度 前后張力等工藝參數(shù)對軋件頭部出口厚度的影響規(guī)律 分析結(jié)果表明 可以通過控制冷卻液噴射量來減少軋件與冷卻液之間的對流換熱使板頭保持較高的溫度 也可以通過微調(diào)張力 來減少軋件頭部厚度超差的長度 提高成材率 非穩(wěn)態(tài)軋制過程的有限元模擬 論文1 平板軋制咬入階段非穩(wěn)定變形的有限元模擬 1 用顯式動力學彈塑性有限元對平板軋制過程進行r數(shù)值模擬 計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)相符 表明顯式動力學有限元方法可以成功地模擬軋制過程 2 軋件咬入階段的等效應力在自由邊界區(qū)域存在明顯的預應力區(qū) 而穩(wěn)定軋制階段只在即將進入輥縫的軋件中心區(qū)域存在預應力區(qū) 3 軋件咬人階段軋件頭部的金屬流動趨勢明顯偏離軋制方向 而軋件頭部的位移分布表明咬人階段的非穩(wěn)定變形具有形成頭部凸形和邊部凹形的趨勢 4 軋件頭部凸形和邊部凹形都隨壓下率的增大而增大 表明壓下率越大 非穩(wěn)定變形越嚴重 非穩(wěn)態(tài)軋制過程的有限元模擬 論文2 非穩(wěn)態(tài)軋制過程的熱力耦合剛塑性有限元模擬 采用三維大變形熱力耦合剛塑性有限元法對平板軋制咬入階段進行仿真 仿真條件與實際軋制過程一致 將仿真結(jié)果與實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行比較 結(jié)果表明采用該方法對非穩(wěn)態(tài)軋制過程進行仿真是可行并且可靠的 研究了非穩(wěn)態(tài)階段的軋制力分布特點和軋件的變形特點 分析了軋件表面溫度對頭部厚躍現(xiàn)象的影響規(guī)律 軋件頭部與本體部分溫差較大是產(chǎn)生頭部厚躍現(xiàn)象的一個主要因素 軋機正常軋制時不存在振動現(xiàn)象 但是在非穩(wěn)態(tài)軋制時 如軋鋼時咬入軋件 拋出軋件 間隙沖擊 打滑 機械共振和機電共振 都使得傳動系統(tǒng)出現(xiàn)相當大的尖峰力矩 力矩最大尖峰值與軋制力矩穩(wěn)定值的比值稱為扭矩