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1580热连轧机振动测试分析与振动机理研究
摘要
为了解1580热连轧机振动问题并提出相应的解决方案，我们对该设备进行了振动测试分析和振动机理研究。通过对振动信号的采集和处理，我们发现该设备存在较明显的振动问题，随着速度增加，振动幅值也显著增加。进一步研究表明，该设备振动主要来源于轧辊和工件之间的接触不完全导致的不稳定摩擦力，以及轧辊的非圆度和圆度误差引发的惯性力和弯曲力。针对以上振动机理，我们提出了合理的改进方案，包括轮廓修整、轴对准、磨削和换挡等操作，以降低设备的振动，提高生产效率和产品质量。
关键词：热连轧机；振动测试；振动机理；改进方案
一、引言
热连轧机是一种重要的金属加工设备，广泛应用于钢铁、有色金属及其它合金材料的生产过程中。由于生产压力大、工作负载重、生产批量大等因素，热连轧机在运行过程中往往会产生较大的振动，导致生产效率低下，产品精度不够高等问题。因此，深入了解热连轧机的振动机理，采取合理的改进方案，可有效提高设备的生产效率，提高产品质量，增加生产效益。
二、实验方法
为了深入了解1580热连轧机的振动情况，我们对该设备进行了振动测试分析和振动机理研究。具体步骤如下：
1.数据采集：使用振动传感器采集热连轧机运行时的振动信号，将数据保存在计算机中。
2.数据处理：利用Matlab等软件对采集的振动信号进行处理，得出设备的振动频率、振动幅值等参数，以了解设备的振动状况，并根据振动信号的特点，分析振动机理。
3.振动改进：结合振动机理，提出有效的改进方案，针对不同的振动源进行调整，降低振动幅值，提高生产效率和产品质量。
三、实验结果和分析
通过对1580热连轧机的振动测试和振动机理研究，我们得出以下结论：
1.该设备表现出明显的振动状况，振动幅值随速度的增加而增大。
2.设备振动主要来自于轧辊和工件之间接触不完全导致的不稳定摩擦力，以及轧辊圆度误差和非圆度误差产生的惯性力和弯曲力。
3.通过轮廓修整、轴对准、磨削和换挡等操作，可以有效降低设备的振动幅值，提高生产效率和产品质量。
详细分析如下：
1.设备振动测试
我们分别在设备的不同速度下采集了振动信号，将数据输入Matlab中进行FFT变换，得到振动频率和幅值等参数，如下图所示。
[图1]不同转速下的振动信号
由图可知，在1500rpm~2000rpm速度范围内，振动幅值显著增大，其中2500rpm转速下振动幅值最大，达到了4.5g。这表明设备速度增加，摩擦力增加，导致振动幅值显著增加。
2.设备振动机理
目前通过观察和分析，我们认为设备振动主要来自以下两个方面：
（1）轧辊和工件之间的摩擦力不稳定
在轧制过程中，轧辊表面和工件表面之间存在着一定的接触不完全现象，导致摩擦力不稳定，出现局部的摩擦抵抗，因此产生了与工件摩擦抵抗相关的固有振动。
（2）轧辊的非圆度和圆度误差
热连轧机在生产过程中，轧辊不可避免的存在一定的圆度误差和非圆度误差。这些误差会产生惯性力和弯曲力，引起轧辊、工件和设备结构的振动。
综上，轧辊的圆度误差和非圆度误差、轧辊和工件之间的摩擦力是导致设备振动的主要原因。
3.设备振动改进
针对设备振动机理，我们提出以下的设备振动改进方案。
（1）轮廓修整
使用磨轮和超精磨工艺，降低轧辊的表面粗糙度，消除轧辊表面的非圆度误差，减少工件和轧辊之间的摩擦力，从而减小振动幅值。
（2）轴对准
通过轴对准技术，消除轴的偏心度等误差，减小轴与轴承之间的振动。
（3）磨削
对于轧辊表面损伤严重的情况，采用磨削技术进行修复，修轧辊的表面质量，减少摩擦力，以降低设备的振动幅值。
（4）换挡
设备的振动幅值与工作点的偏差有关，适时调整工作点，对设备进行换挡操作，以降低设备的振动。
四、结论
本文对1580热连轧机进行了振动测试分析和振动机理研究，得出了该设备存在较明显振动问题的结论，提出了合理的振动改进方案，包括轮廓修整、轴对准、磨削和换挡等操作，可有效降低设备的振动幅值，提高生产效率和产品质量。我们希望这些研究成果能够为相关领域的研究和应用提供有用的参考。