軋鋼 外文翻譯 外文文獻 英文文獻

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1、 附錄 1 冷軋橫向偏移量的控制性能 摘要 一些先進的軋機考慮到工作棍和支撐棍在板帶所在平面內(nèi)的偏移量，允許棍在三個方向變形。這個模型用來探究冷扎橫向偏移量控制系統(tǒng)的靈敏度對冷扎三個方向精度的影響。它最終揭示水平工作棍偏移量的影響最大，構(gòu)成了主要激勵。這種影響隨偏移的程度和工作棍的直徑的變化而變化，而激勵的主要成分的影響尤其顯著。另外，水平軋制偏移量本身可以成為激勵信號，盡管它的靈敏度大大的改變了偏移程度。 1.引言 板帶材冷扎機的設(shè)計需要在兩個物理因素之間協(xié)調(diào)衡量：當增大軋輥直徑時，總軋制力會增大；當減小軋輥直徑時，變形量又會增大。軋輥的變形使板

2、帶的材質(zhì)不均勻性減小，但是使產(chǎn)品的外形尺寸精度和平面度得不到保證。設(shè)計軋機時應協(xié)調(diào)這些因素，并應通過可控制的激勵對因材料不均勻性引起的變形進行補償。一些更先進的軋機允許工作棍或支撐棍在水平面內(nèi)可控制的竄動，這是靠軸承在與被軋板帶平行的平面內(nèi)移動實現(xiàn)的。圖 1 示意了這個過程。這樣的水平竄動是為了更好的保證被軋板帶的平面度，但是沒有專著論述這種方法，因為這方面的論文都假定所有的軋輥都在一個平面內(nèi)。但是事實上，軋機的軋輥即使沒有任何的滾動偏移，也會因為摩擦力的不平衡在水平面內(nèi)變形。已經(jīng)發(fā)表了的關(guān)于軋制偏斜的分析論述中最早的是 Townsend 和 Shohet，他們的模型已經(jīng)大大擴展并得到了廣泛印

3、證。他們的方法是把所有偏斜向軸向和水平方向分解，再用數(shù)學方法描述每一種變形。Pawelski， Rasp 和 Rieckman 證實了這種模型適用于六棍軋機，而且他們和 Wang， Pan 證明了連續(xù)不確定變化拱形是怎么形成的，在這里，一對扎根反對稱拱形軸向竄動可以被聯(lián)系起來。這些模型都是用簡單的一維形式，建立在與軋輥和軋輥變形都垂直的方向上。更精確一點，板帶對軋輥的壓力場應該是二維的，為此 Berger Pawelski 和Funke 給出了軋輥表面壓扁率這樣一個更精確的描述。 所有這些模型都遇到了同樣的難題，就是用數(shù)學模型來表示不同的激勵形式引起的軋輥之間的變形。Allwood 和 Bry

4、ant 論證了怎樣借鑒 Allwood， Bryant 和 Stubbs解決接觸問題的方法， 用簡單的運算法則把 Shohet 和 Townsend 的模型轉(zhuǎn)化為矩陣問題。Hacquin， Montmittonet 和 Guillerault 給出了用這些近似方法預測外形和有限元分析之間的詳細對比，得出兩種方法高度一致，但是也得出了卷端影響由兩個修正因素引起。 2.軋輥系模型和水平偏移量 軋輥系模型和水平偏移量 所有現(xiàn)有的軋棍系模型都可以用數(shù)字矩陣來描述，每一個位置對應一個軋輥表面或軋輥之間的接觸面。這種矩陣通過簡單的力分解以向量和線性的有特定意義的復數(shù)記錄和描述。一個典型的這樣的表面位

5、置計算應該做下面的變形 其中，x是描述分布式軋輥軸位置的量 y-描述軋輥表面與其他部件接觸部分的位置 -描述由變量y確定的接觸面上的垂直力 -描述除由變量y確定的表面以外的任何表面的垂直力， 例如軋輥之間的接觸力 u- 描述軋輥軸承上的力 v -描述軋輥軸端上點的位置 r -描述軋輥的變形（在軋輥長度方向上的直徑變化） -描述軋輥軸的大的變形，一般是將梁彎曲的理論加以修正用于計算大直徑的軋輥軸的變形 -描述軋輥表面的局部變形， 一般是用Boussinesq理論， 假設(shè)力只作用于一點，而表面是無限大平面 -描述由于軋輥軸承受力而引起的變形 -給出了

6、軋輥軸端兩點之間的線插補。軋輥堆疊模型建立的條件是必須保證軋輥之間或軋輥與其他部件之間不能粘連或者相互壓入。這里的第二個條件需要模型解決這樣一個問題，假設(shè)部件a和b(假定a在b的上面)，則它們之間的距離d應滿足： （2） 在這里，y表示的兩個表面位置可由式（1）計算得出。 如插圖2所示。方法預測外形和有限元分析之間的詳細對比，得出兩種方法高度一致，但是也得出了卷端影響由兩個修正因素引起. 假定在每一個取樣點，表面張力和分離距離d都是零，則公式（2）可以方便的表示

7、為： 這里，C是一個對角矩陣，在表示接觸面的位置都是1，其他位置都是0，Z是單位矩陣。用公式（2）中的第一個式子和公式（1）中的兩個式子可得，軋輥間距d在公式（3）中可表示為線性的力分布，因此，軋輥堆疊模型就可以解決了。接觸線長度取決于被軋件的布置形式，所以矩陣C必須在模型解決方法中確定。 2.1軋輥的三維變形軋輥的三維變形 軋輥的三維變形已由Stubbs給出，在這一節(jié)會詳細介紹。如圖3所示，兩個沒有變形的軋輥是平行排布的，當軋機運轉(zhuǎn)，壓力作用在軋輥上，軋輥之間靠分布的摩擦了傳遞扭矩。在這兩個力的作用下，軋輥在水平垂直方向均變形，以至于相互“纏繞”。這種“纏繞”

8、可用兩個相互垂直平面之間的夾角和接觸線長度沿軋輥軸向的變化來表示。 通過軋輥的一部分，圖4a表示了軋輥表面的力，圖4b表示了軋輥的相互變形。在相互接觸的表面存在著沿接觸線方向分布的接觸力?？梢约僭O(shè)力只沿軋輥軸向分布，但是那樣的話將轉(zhuǎn)化為二維問題。電機驅(qū)動一個軋輥，在軋輥之間產(chǎn)生剪力。圖4a也表示了軋輥除了受壓以外，還要受到上面或下面部件的摩擦力。 圖 3 水平偏移軋輥于相鄰軋輥的扭曲 根據(jù)現(xiàn)有的垂直模型，軋輥變形包括局部表面壓扁和軸向變形，而在交界面上，公式（2）的兩個條件中的一個必須得到滿足。在軋輥 a 和 b 接觸的區(qū)域接觸力需進行分解，如圖四 b 所示，沿水平和垂直方向

9、分解為.軋輥間距是沿軋輥軸縱向量取的， 所以 其中， 被假定為一個對角矩陣。 表面張力的作用方向平行于 d，因此表面位置 y 和軸向位置 x 有如下關(guān)系， 其中，示摩擦力 t 引起的表面變形。 為了確定軋輥系中每一個軋輥的變形位置，假定所有變形都可以分解為水平和垂直兩個方向。 Hacquin， Montmittonet 和 Guillerault 進行了校驗工作，因此這種做法被認為適用于軋輥偏斜的計算。同樣的影響函數(shù)矩陣用來表示垂直和水平方向。 用來 表示垂直和水平

10、方向 。 對公式（1）進行簡單的符號擴展，并且沿滾軸的軸向分解力 Vh表示軋輥軸承的水平偏移量，在本文中不考慮這個量的影響。解決堆疊模型中的偏移和扭曲需要把公式（6）代入到公式（5）中，再把公式（5）代入到公式（4）中，再和公式（3）相比較來解決。如前文所述，軋輥平衡和板帶所受名義約束也應考慮。 2.2 軋輥之間的摩擦力軋輥之間的摩擦力 大多數(shù)的軋輥部件都是靠電機帶動一對軋輥，一般是支撐棍。電機的扭矩靠軋輥之間的摩擦力傳遞到工作棍， 這就是前一小節(jié)提到的力 t.這些力可以在庫侖定律中找到，在該定律中為了加強對不受電機直接帶動的軋輥的扭矩的平衡，乘上了系數(shù)ρ.很顯然，這種摩

11、擦力的存在不完全是因為軋輥軸承存在摩擦阻力，所以有摩擦定律， 對角矩陣 m 是對摩擦力的分布的平均值的描述。 2.3 模型的迭代解法模型的迭代解法 如果正確的扭轉(zhuǎn)角被確定出來，它將滿足關(guān)系： （8） 其中， ‘./’是由被分解的元素決定的。軸向位置矩陣 x 是由公式（6）計算出來的。然而在最初只有θ 的估計值θ 是已知的，而且需要通過解決模型來修正改估計值，并且要用到公式： （9） 其中 是對θ 的 n次估計。運用這種方法會發(fā)現(xiàn)，各個角度迅速收斂于一個相對精確的值

12、。 重復迭代需要解決圖五所示的接觸力矩陣C和扭轉(zhuǎn)角θ 的問題。內(nèi)部循環(huán)則類似于現(xiàn)有的垂直軋輥系模型。3.橫向控制分析橫向控制分析 橫向軋制參數(shù)要么通過輪廓掃描儀測板厚，要么通過測板帶平面內(nèi)的殘余應力來確定。測出的測量值相對于參考值（通常是 0）的偏差被反饋到調(diào)整軋輥系動力部件的控制端?？刂贫隧憫姆€(wěn)定性和精度取決于可預知的動力部件的靈敏度。 為了深入了解板帶材控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，下面提到由 Duncan， Allwood 和 Garimella [lo]提出的方法。如果用γ 表示板帶的縱向距離，對動力部件 j 的響應可以簡單的表示為，

13、 （10） 其中， 是-延展系數(shù), -是主函數(shù)，一個 Chebyshev 多項式。激勵來源于軋輥彎曲和熱脹冷縮等物理效應，所以激勵的響應不大可能包括高頻的成分，這一觀點證實了上述論斷。計算過程中的值將被用到。系數(shù)的量級將被以頻譜的形式描述，利用頻譜圖來研究響應的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 被加工板帶的側(cè)面在寬度方向的厚度變化和縱向平面內(nèi)的殘余應力這兩個交叉的參數(shù)決定的板帶的質(zhì)量。計算這兩個參數(shù)需要一個和軋輥系模型想匹配的板帶變形模型。這方面的研究早在三十年前就已經(jīng)大規(guī)模投資進行，但是實際中可以和軋輥系模型相匹配的精確板帶模型研究發(fā)展的太慢了。于是用到一種將板帶看成是平行

14、的薄片的近似模型。這種近似模型在板帶的大部分部位足夠精確，但是在邊緣部位就不精確了。這個模型還給出了平面和輪廓之間的線性關(guān)系，所以只考慮平面就可以了。 表一：軋輥系模型試驗的幾何數(shù)據(jù) 工作棍直徑，cm 50――100 中間棍直徑，cm 100 支撐棍直徑，cm 200 軋輥長度，cm 400 軋輥支撐之間的距離，cm 500 板帶寬度，cm 350 入口厚度，mm

15、 23 出口厚度，mm 15 總軋制力，t 4750 中間棍水平偏移量 0 工作棍水平偏移量，cm -12.5――12.5 水平軋輥偏移的影響將通過表一中的六棍系和板帶幾何數(shù)據(jù)給出。軋輥軸的硬度與直徑的四次方成正 比，水平偏移的的主要影響與工作棍有關(guān)，而相對于支撐棍，中間棍的影響可以忽略不計。假定軋輥系有六個橫向控制激勵： （1） 工作棍水平壓力 （2） 中間棍水平壓力 （3） 中間棍水平竄動 （4）

16、 工作棍相對于支撐棍兩側(cè)的水平偏移 （5） 工作棍的可控頂噴冷卻的理想精確響應 （6） 中間棍的可控頂噴冷卻的理想精確響應 將頻譜值代入公式（10）并比較可得出各個激勵對板帶平面度的影響。 4.結(jié)果和討論結(jié)果和討論 圖 6 給出了在第三節(jié)列出的各個激勵在給定點對平面度影響的范圍。所有的插圖頻譜都由有對稱效應的激勵的偶分支決定，所以偶次多項式的系數(shù)決定了它們的分解結(jié)果。對于四個主要的激勵，它們的響應受控于第二，第四多項式。另外兩個較分散的激勵則有更復雜的響應。對于每一個激勵，圖六都給出了三個包跡圖。中間的狹長帶顯示了頻譜是由二維的軋輥系模型得到的。上下兩個寬帶顯示的是工作棍水平

17、偏移的端點值和工作棍直徑。很顯然工作棍的水平偏移對激勵的靈敏度有很大的影響。例如，考慮到中間棍彎曲的影響，會得到靈敏度由其它的小擾動影響的二維結(jié)果。與此相反，如果存在工作棍水平偏移，則靈敏度會出現(xiàn)出新組分。 圖 6 表示中間棍激勵的靈敏度是如何受（a）工作棍直徑（也與中間棍有關(guān)）和（b）水平偏移的影響而改變的。瀑布似的圖形表示了靈敏度大小沿板帶邊沿的變化，圖 6b 則給出了大的負偏移的四次多項式響應和主要的正偏移響應。 如圖六所示，所有激勵的響應都是二次或四次多項式。圖 7 和圖 8 給出了這兩個組分的頻譜是如何隨工作棍直徑和它的水平偏移量的變化而變化的。在本模型中，表面也被進行二維處理，

18、因此當水平變形被忽視時，任何相對于零偏移的背離都將視為是不精確的。 圖 7 和圖 8 顯示，激勵的響應主要受工作棍的水平偏移的影響。而受分散的激勵（例如‘震顫’ ）的影響很小。在這兩種情況下，都是較細的負偏移的軋輥的響應改變量大。表面區(qū)域的重要性表現(xiàn)在，在六棍軋機中只驅(qū)動支撐滾，中間棍和工作棍之間的摩擦力是沿工作棍變形的反方向的。如果工作棍正偏移，則由中間棍承擔變形力，但是如果工作棍負偏移，則變形量會減小甚至會脫離中間棍。這種情況會很糟糕，但是實際上是不會出現(xiàn)的，因為這樣的話就會出現(xiàn)工作棍和中間棍之間的劇烈震顫。 圖 7a—c 和圖 8a—c 表示了軋輥偏移影響著主要激勵。 但是圖 7

19、 卻給出了雖然對于大部分典型響應，偏移量影響的響應的大小，不過在二維范圍內(nèi)有 20％左右的響應不受偏移量影響，有些甚至發(fā)生在工作棍。總之，軋輥直徑的對激勵的影響相對與偏移量要小的多。 最后，圖 6 和圖 7d 證實了，工作棍水平偏移有可能成為有用的激勵。平面度的變化和和工作棍偏移有很相像的構(gòu)成，在極端情況下都包含四次組分。不像其它的激勵，靈敏度的大小主要依賴于偏移量，當偏移由正變?yōu)樨摃r，靈敏度符號也改變。 5.結(jié)論 本文以公式的形式給出了現(xiàn)有的二維軋輥系模型可以延拓為允許軋輥在板帶所在平面內(nèi)變形。試驗數(shù)據(jù)沒有進一步驗證，但是顯然對于現(xiàn)有的軸向部件模型，該模型的精度已經(jīng)足夠用了。

20、水平棍偏移的影響取決于軋輥直徑和偏移的方向。對于主要的激勵，當工作棍中心沒有被中間棍很好的固定時，逆向的水平工作棍偏移將使靈敏度的增加。對于其它的激勵，逆向水平偏移的影響更大，但是卻更不利于提高靈敏度，因為，工作棍直徑的小的震顫的影響是工作棍纏繞中間棍，并且板帶的凸凹減少。 沒有考慮軋輥間摩擦力的二維軋輥系模型會得出激勵靈敏度的錯誤結(jié)果，導致控制性能的退化和延緩。而且，水平工作棍偏移也有可能成為激勵，但是它的響應的大小顯著的受偏移量的影響。 軋機用彈性阻尼體減震 2.1 彈性阻尼體技術(shù)在軋機上的應用 軋機的軋輥平衡分離裝置是軋機的重要組成部分。長期以來，該裝置

21、采用傳統(tǒng)的彈簧、橡膠墊、液壓等平衡裝置，實踐中發(fā)現(xiàn)采用這些平衡方式存在許多弊端，如彈簧平衡壓下不足、易損壞、過鋼時跳動嚴重，影響產(chǎn)品精度；橡膠墊平衡，平衡力過大，常因軋輥產(chǎn)生撓度而斷輥；液壓平衡環(huán)節(jié)過多、故障頻繁、易污染等。為了合理的解決這一問題，歐洲軋機制造廠家于1964年推出了基于彈性阻尼體技術(shù)生產(chǎn)的軋機用阻尼平衡減震器，該減震器的體積小、使用方便、承載力大、壽命長、工作穩(wěn)定、無需外接設(shè)備，很快為許多鋼鐵企業(yè)所接受。 2.2 彈性阻尼體技術(shù)及其應用 2.2.1 彈性阻尼體性能 彈性阻尼體是一種由多種化合物合成的高分子材料，該材料于 1964 年首次被用于工業(yè)減震器的設(shè)計開發(fā)，并

22、在其后的幾十年中不斷完善和發(fā)展。今天，彈性阻尼減震、緩沖技術(shù)已經(jīng)成為國際公認的成熟技術(shù)，并被許多諸如馬來西亞等著名生產(chǎn)廠家直接設(shè)計選用。 2.2.1.1 粘性 性阻尼體可產(chǎn)生極強的粘稠摩擦力，吸收活塞運動時外力所產(chǎn)生的巨大能量，這種特性使減震器或或緩沖器具有特殊的減震緩沖功能。 2.2.1.2 可壓縮性 當彈性阻尼體受到很大外力時，其體積縮小、收縮部分體積與液體相似，其收縮率可達 15％，這種特性使它具備了優(yōu)于彈簧的功能。 以上特點決定了彈性阻尼體可被置于一密閉容器中，以一定的機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)其減震、平衡、緩沖功能，采用這一技術(shù)生產(chǎn)出的彈性阻尼體減震緩沖產(chǎn)品性能良好，貯能

23、大，無須維修，無老化現(xiàn)象，工作可靠，易于安裝，并可省去其它類緩沖減震器所需的彈簧預應力裝置、外部電源等輔助設(shè)備，其優(yōu)點是顯而易見的。 2.2.2 彈性阻尼體的制備及性能特點 彈性阻尼體母體是由精選的多種化工原料合成穩(wěn)定的高分子化合物后，經(jīng)水解、裂解，然后在催化劑作用下，進行離子型開環(huán)聚合而成的性能穩(wěn)定的高分子化合物。母體制成后，需經(jīng)過補強、抗老化、增粘等多道工序，以完善其各項物理指標性能。最后配置出的高分子化合物為酮類制品，根據(jù)不同需要，分子量穩(wěn)定在 40 萬-70 萬之間，以聚合物形態(tài)出現(xiàn)，呈鮮紅色半流體狀，靜置后，表面呈現(xiàn)金屬光澤。 特性 : (1) 高粘性 (2) 強壓縮

24、性 (3) 良好的熱穩(wěn)定性 (4) 特殊的化學惰性 (5) 無老化現(xiàn)象 附錄2 外文文獻原文 Elastic damping material shock absorber for rolling mill 2.1 The application of elastic damping material technique in rolling mill Roll balance dividing device is the important p

25、art of rolling mill. For a long time, the device uses traditional balance ways, such as spring, rubber backing and hydraulic etc. there are many problems in practice by using these balance ways, for example, the pressing force of spring is not insufficient, it is easy to damage and move up and d

26、own seriously when rolling so that affect the product precision; using a rubber backing to balance, the balance force is too large ,the roll often break because it has deflection; hydraulic balance has too many links so that troubles often arise and it is easy to pollute. In order to solve the

27、se problems, rolling mill in 1964 which was on the basis of elastic damping technique, the shock absorber has a small volume, large load-carrying ability and long service life, it was easy to use ,worked stably and didn’t need external device, it was accepted by many iron＆steel enterprises soon.

28、2.2 The brief introduction of the elastic damping technology＆ application 2.2.1 The property of elastic damping materials Elastic damping material is a macromolecule material synthesized by many compounds, it was first used for industrial shock absorber in 1964 and has been continually i

29、mproved and developed in the past decades. Today, elastic damping shock absorbing and suffering techniques have become international acknowledged mature techniques and have been used by many famous machinery manufactures, such as SMS Schloemann-Siemag AG. (1) Viscosity The viscosity of pasty ela

30、stic material can produce very strong stick friction and absorb tremendous energy produced by external force when piston moves, this special property makes shock absorber or buffer have special damping and buffering functions. (2) Compressibility When elastic damping material is exerted a very

31、 big external force, its volume contracts, the volume of contracted part is similar to liquid, its contraction can reach 15%.The special property makes its function better than spring. 2.2.2 Preparation of elastic damping materials and their property The mother body of elastic damping materia

32、l is a stable macromolecule compound, after it is synthesized by many kinds of carefully chosen industrial chemicals, through hydrolysis and crack then under the action of catalyst, make ionic open-loop polymerizing. After the mother body is finished, supplying intensity, anti-ageing and add

33、ing viscosity etc. many processes are needed to perfect its different physical properties. Last finished macromolecule compounds are ketonic products, according to different requirements, their molecular weights are between 4 hundred thousand-7 hundred thousand, they appear in polymer form and sca

34、rlet, half fluid, put them aside for a while, their surface shows metallic luster. Special properties: (1) High viscosity (2) Strong compressibility (3) Good thermal stability (4) Special chemical inertia (5) Without ageing phenomenon 2.3.1 High energy elastic damping disc shock

35、 absorber High energy elastic damping material disc shock absorber produced by Jerrat (shorter form: disc shock absorber) are annular high energy damping shock absorber, its structure is compact and there is shock absorbing need in the direction of axial. Compared with disc spring, disc shock ab

36、sorber eliminates complicated process of superposition mounting, its mounting is simple and doesn’t need to maintain. Because it realizes shock absorbing way with a shock absorbing instead of steel springs superposition, so its advantages of rigidity, ageing resistance stable mechanical proper

37、ty shown in practice are beyond comparison. Excellent properties of elastic damping materials enable disc shock absorber to satisfy big load shock absorbing requirement at very small volume so that effectively save design space. Its these good properties are also suitable for the anchor bolt s

38、hock absorbing etc. situations. 2.3.2 High energy damping buffer 2.3.2.1 Basic principle By the action of dynamic applied force, the fast insertion of piston will result in steep increase of friction between piston and damping material and piston rod is decided by moving speed, both are in d

39、irect proportion. The friction between solid sealing parts is decided by internal pressure, i.e., the larger internal pressure is, the larger friction is (the pressure is produced by compressing the volume of elastic material chamber). This shows that high energy damping buffer makes full use of

40、 compressibility and high viscosity of elastic damping medium, it converts instantaneous impact energy into elastic potential energy(produced by compressing medium)and thermal energy(produced by friction)and rapid release. High energy damping buffer made by using above principle has strong buffe

41、ring ability, and its volume is small, weight is light, its buffering energy is 3 times of which rubber buffer had at same volume, the highest energy absorptivity can reach 85%. 2.3.2.2 The advantages of products Compared with rubber buffer, high energy damping buffer can resist high temp

42、erature and corrosion, can suit adverse circumstances, it has strong rigidity and high shock strength, it works stably and has no ageing and failure phenomenon. Compared with traditional pneumatic buffer and air oil buffer or hydraulic buffer, it is easy to mount ,its structure is compact, volume

43、is small, weight is light and service life is long, it doesn’t need daily maintenance. Because it has fewer sealing links and is not easy to damage, it is more suitable for high temperature circumstances in which pneumatic buffer and hydraulic buffer can not work, and it doesn’t need other complicat

44、ed auxiliary devices, it has no air leak and oil leak phenomenon, it works stably and reliably. 2.3.2.3 Scope of application High energy damping buffers have been widely applied in iron＆steel industry and heavy machinery industry, such as: buffer for baffle plate and loop in rolling mill, for adjus

45、table end stop, for limits of soaking hood and various moving machinery, lifting machinery etc. many places where buffering and guard are needed, the use result is very ideal, they can increase collision safety coefficient of equipment with the highest limit at a limited design space and guard the main equipment well.