|
ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ В ПРОКАТНЫХ СТАНАХ
Повышенная динамика при прокатке изначально обусловлена особенностью прежде всего самого технологического процесса, а также условиями эксплуатации прокатного оборудования. В настоящее время финансовые возможности отечественных производителей по закупке новых прокатных станов и модернизации существующего основного механического оборудования ограничены. Внедрение новых технологий прокатки требует улучшения качества работы и повышения производительности оборудования, что приводит к усталостному износу и отказам оборудования. В то же время происходит модернизация электроприводов, применяются компьютерные информационные системы. В этой ситуации для увеличения ресурса оборудования наиболее оправданным и экономически эффективным является разработка и внедрение систем автоматического контроля, включающих дополнительные функции управления для снижения нагрузок и текущей диагностики оборудования, что требует новых подходов к составлению моделей и исследованию колебательных явлений при прокатке.
В соответствие с существующими подходами и методами расчета динамических процессов в прокатных станах, линию привода и валковую систему клети представляют в виде расчетной схемы с небольшим числом приведенных масс и постоянной жесткостью связей между ними с учетом зазоров. С одной стороны ограничение числа масс оправдано для приближенных оценок и аналитических решений, а с другой стороны было вызвано ранее низким быстродействием вычислительной техники при расчете многомерных систем, в том числе нелинейных. При построении детерминированных диагностических моделей колебательных процессов в оборудовании необходима более подробная детализация свойств и состава элементов расчетных схем. А именно, учет большего числа масс в редукторе и связей с переменной жесткостью в зубчатых зацеплениях, расчет колё%%%ий отдельно каждого валка и движения металла в очаге деформации с периодически разрывающейся фрикционной связью между ними. Эти периодические воздействия по своему характеру являются параметрическими возмущениями и могут при определенных условиях с одной стороны вызывать усиление колё%%%ий в стане, а с другой стороны параметры этих колё%%%ий являются важными диагностическими признаками, так как непосредственно зависят от условий контактного взаимодействия в зубчатых зацеплениях и в очаге деформации.
На примере редукторного привода вертикальных валков слябинга показаны возможности компьютерного моделирования периодических возмущений в зубчатом зацеплении и связанного с этим переходного параметрического резонанса при разгоне и торможении привода. Рассмотрены особенности взаимодействия параметрических колё%%%ий в разветвленной механической системе редуктора и способы их регистрации для контроля и диагностики. Показано влияние настройки электрических параметров параллельных приводов постоянного тока на характер колё%%%ий в зубчатом зацеплении редуктора.
Разрыв фрикционной связи металла с валками приводит к буксованию валков по металлу при захвате на обжимных станах и первых черновых клетях станов горячей прокатки. На станах холодной прокатки внешним проявлением фрикционных колё%%%ий являются полосы различной шероховатости, поперечные к направлению прокатки, как на листе, так и рабочих и опорных валках. По принятой терминологии этот дефект получил название “ребристость” (английское chatter).
Анализируются ограничения подхода на основе уравнения Лагранжа, где не учитывается распределение сил трения в зоне контакта, а колё%%%ия системы считаются “малыми”, происходящими около точки равновесия. Предлагается для анализа фрикционных колё%%%ий использовать закон сохранения кинетической энергии системы. Приводятся дифференциальные уравнения движения металла в периоды сцепления и скольжения. Показано, что изменения сил трения в фрикционной связи являются параметрическими колё%%%иями, которые могут усиливаться при синхронизации с внешними воздействиями в прокатном стане. Результаты экспериментальных исследований высокочастотных вибраций при холодной прокатке сопоставляются с данными моделирования.
Рассматриваются способы регистрации фрикционных колё%%%ий для контроля и диагностики условий трения в очаге деформации.
|
12.01.2007, 20:36
