轧机工况在线监测及在生产过程中的应用研究

摘要

以计算机为核心的工况监测与故障诊断系统在预防故障发生、保证设备安全运行、实现设备的预知维修、提高设备的利用率等方面发挥着重大的作用,随着现代轧钢设备逐步大型化、连续化、高速化和自动化,迫切需要开展轧钢设备的状态监测与故障诊断研究工作.扭矩作为反映轧机主传动系统工作状态的一个重要的力能参数,越来越引起工程技术人员和工厂管理者的重视,并且扭矩测量技术已成为测试技术领域的一个新的研究方向.该文结合某中板厂的一项实际工程项目——2500中板轧机以测量扭矩为主的轧机工况在线监测系统的开发与应用,来进行课题研究和论文撰写工作.首先,研究了该系统的构成、监测信号、及其主要功能,重点阐述了扭矩的遥测原理及方法,提出了扭矩报警门限值的确定及其方法.其次,研究了轧机主传动接轴中的关键另部件和承载薄弱环节,并采用三维有限元计算及经典计算方法进行分析,确定万向接轴危险点的应力水平和被测扭矩之间的关系,为确定扭矩的报警门限值提供了强度分析的依据.其三,通过对系统的监测数据进行分析和研究,揭示了轧制负荷水平、扭振发生的规律、破坏作用和应采取的对策.从而对确定扭矩的报警门限值提供了实验分析的依据.最后,结合设备现状和现场生产实际工况,在综合强度分析和实验分析结果的基础上,确定了扭矩报警门限值.同时,对该监测系统的应用以及轧机主传动轴系中存在的缺陷和问题,分别从传动系统本身和轧制工艺两个角度提出了一些降低主传动动载的解决措施和改进建议.

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1课题的提出及意义

1.2国内外监测技术研究动态

1.2.1监测技术发展概况

1.2.2扭矩测量技术发展概况

1.3论文主要研究内容

第二章 2500中板轧机工况在线监测系统

2.1轧机工况系统简介

2.1.1系统的构成及其监测信号

2.1.2系统的主要功能及应用意义

2.2扭矩的遥测原理及方法

2.2.1遥测系统的工作原理

2.2.2测量方法

2.2.3扭矩的标定

2.3本章小结

第三章 十字万向联轴器关键零部件的强度分析

3.1轧机主传动接轴的结构特点及技术参数

3.1.1轧机主传动接轴的发展概况

3.1.2大型十字轴式万向联轴器的结构型式

3.1.3 2500四辊轧机主传动技术性能要求

3.2有限元方法及软件ANSYS简介

3.2.1有限元方法简介

3.2.2有限元软件ANSYS简介

3.3叉头轴套的有限元分析

3.3.1叉头轴套的实体模型、初始条件及受载工况分析

3.3.2工况一中叉头轴套的有限元分析

3.3.3工况二中叉头轴套的有限元分析

3.3.4叉头轴套的分析结论

3.4轴承座把紧螺栓的强度分析

3.4.1轴承座把紧螺栓的结构与性能参数

3.4.2轴承座把紧螺栓的载荷计算

3.4.3螺栓强度分析

3.5本章小结

第四章 实验分析

4.1监测数据分析

4.1.1典型产品轧制负荷分析

4.1.2扭矩的定量统计分析

4.2典型事件及波形分析

4.2.1轧机在咬钢过程中的扭振现象

4.2.2轴系存在间隙造成的扭振现象

4.2.3轧制打滑产生的扭振现象

4.2.4因电控系统故障而产生的轴系振荡

4.2.5从扭矩监测波形来分析轴系动力学参数

4.3降低主传动系统动载的措施

4.4扭矩报警门限值的确定

4.4.1扭矩报警门限值的确定方法

4.4.2扭矩报警门限值的确定

4.5本章小结

第五章 全文总结

参考文献

致 谢