[00851609]板带轧机非线性耦合振动抑制及早期故障诊断技术研究与应用

研究所属学科分类：冶金工程技术。 随着轧钢机的轧制速度和轧制强度不断提高，板带轧机生产过程中常常会由于轧制条件的变化而诱发轧辊振动现象。轧辊振动会造成带钢表面形成明暗条纹、增加板带厚度误差、增加设备磨损以及降低产量等危害。大型板带轧机轧辊非线性振动广泛存在于国内各大钢铁企业中，因此研究大型板带轧机轧辊非线性振动抑制技术，对于提高板带轧机轧制速度和强度，提升中国钢铁企业的自主创新水平和国际竞争实力，具有十分重要的意义。 该项目在国家板带装备及工艺工程技术研究中心和国家基金委的大力支持下，对大型板带轧机中机座非线性垂直振动及传动系统机电耦合振动导致的轧辊非线性振动抑制及故障诊断技术进行攻关研究，并提出了4项关键创新：1）在机座垂直振动方面，考虑轧制工艺和轧机结构的耦合作用，建立含轧辊垂直振动位移、振动速度等动态因素的动态轧制力计算方法,解决了板带动态变形过程与轧机机械结构振动这两部分单独进行研究、模型与实际偏差大的局面，提高了轧制力的计算精度。2）首次研究轧辊弹塑性对称滞后变形、非对称滞后变形、液压缸两分段约束、多分段约束四类非光滑因素对轧辊垂直振动的影响，基于分岔理论研究轧机出现不同振动行为的条件，找到轧机易出现失稳振动的边界条件。3）在传动系统机电耦合振动方面，基于Lagrange－Maxwell原理，综合考虑交流驱动电机的气隙磁场能和机械动能，建立了统一的包括电气参数和机械参数在内的轧机主传动系统非线性机电耦合动力学模型。4）提出了神经网络集成和BS—EMD的轧机主传动系统故障诊断技术。以上新技术的应用提高了板带轧机的稳定性，保障了高端板带材的产品质量，降低板带轧机的故障率和产品次品率。 累计已发表EI和SCI检索的高水平论文34篇，发明专利2项，形成了具有自主知识产权的轧机非线性振动抑制技术，并将其应用于一重集团设计制造的1780、2150和2250连轧机组上，为企业产生直接经济效益约2.4亿元，整体技术达到国际先进水平，增强了中国重型装备及板带材产品的国际竞争力。