四辊轧机辊系的横向自由振动[外文翻译].doc

附件C：译文

四辊轧机辊系的横向自由振动
摘要：为研究轧机辊系沿辊身长度方向的振动特性及其对板带材板形质量的影响，以四辊轧机为研究对象，将工作辊和支撑辊看作弹性连续体，辊间接触认为是Winkler 弹性基础，建立轧机辊系的横向振动模型。根据欧拉−伯努力梁理论，采用模态叠加法对轧机辊系自由振动耦合方程进行求解，得到四辊轧机辊系横向振动的自然频率、主振型和振动方程。对宝钢2030 冷轧机组进行数值模拟，分析其辊系横向振动特性。研究结果表明：工作辊和支撑辊的二次曲线的振动曲线分别为0.3毫米和45微米振幅。弯辊力施加于工作辊和支撑辊时，可以看出工作辊和支撑辊的二次曲线的振动曲线振幅分别为5.0和1.6微米。
关键词：四辊轧机；辊系横向自由振动；模态叠加法

1 介绍
随着国民经济的发展，人们对板带材质量尤其是板形质量要求越来越高。轧机垂直振动对轧机本身和板带材质量有重大影响，许多研究者对轧机垂直振动进行了研究，如胡 等建立了单自由度和多自由度轧机振动模型，研究了轧机系统的稳定性，对连轧过程进行了仿真；邹家祥等针对宝钢2030 冷连轧机振动问题进行分析，将该轧机简化为六自由度不对称“质量弹簧系统”，分析了宝钢2030 冷轧机的震颤问题；陈勇辉等考虑轧机系统的非线性刚度和阻尼特性，建立了一种四辊冷带轧机二自由度非线性参激振动模型，用数值方法研究了其稳定性。段吉安等研究了轧制过程工作界面的动力学特性，分析了金属塑性流动、界面摩擦学、工作辊振动的行为机理和其耦合特性。这些研究大多是将轧辊简化为集中质量，采用集中质量法进行研究，很好地解决了振动使板带材产生的厚度误差和表面振纹等问题。然而，轧辊是一弹性连续体，而且目前轧机的发展趋势为大型宽带轧机，轧件宽度较大，轧辊辊身长度较大，在这种情况下，认为轧辊是一质点，忽略辊身长度方向的信息，对于研究辊系的振动和由此引起的板带材宽度方向的板形质量问题是不充分的。为此，本文作者将轧机辊系看作弹性连续体，以四辊轧机辊系为研究对象，采用欧拉−伯努利梁理论，建立四辊轧机辊系横向自由振动模型。对宝钢2030 冷轧机组进行数值模拟，分析轧机辊系的横向自由振动特性，求得其自然频率和主振型，分析振动影响因素。