[發(fā)明專利]一種軋機振動抑振裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310072157.0
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103121037A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆曉強
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: B21B28/00
• 分類號: B21B28/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軋機信號檢測和自動化控制領(lǐng)域，特別涉及一種軋機振動抑振裝置。

背景技術(shù)

半個世紀(jì)以來，在全世界范圍內(nèi)大多數(shù)軋機在軋制薄規(guī)格或變形抗力較大的帶材時頻繁出現(xiàn)強烈的“幽靈式”振動現(xiàn)象，導(dǎo)致帶材和軋輥上形成振痕，降低了帶材表面質(zhì)量和軋輥在線使用壽命，甚至造成設(shè)備等事故，嚴(yán)重威脅軋機的安全運行。許多學(xué)者和專家對軋機振動問題進行了大量的研究，取得了一些成果，但抑制軋機振動一直沒有找到通用的裝置。在實際生產(chǎn)中當(dāng)振動發(fā)生時，被迫降速、改變潤滑狀態(tài)或換輥等臨時措施來改善軋機振動狀態(tài)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。究其原因，不僅因為軋機機械結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜、液壓輥縫控制系統(tǒng)和主傳動控制系統(tǒng)功能繁多，而且還由于軋制過程中工藝參數(shù)眾多，各種參數(shù)相互耦合交織在一起，使軋機呈現(xiàn)出機電液界多態(tài)耦合振動現(xiàn)象。即使是同一架軋機，在軋制過程中也同時存在著多種的振動形式，成為全世界范圍內(nèi)軋制領(lǐng)域迫切亟需解決的一個技術(shù)難題。

近年，由于軋機信號檢測技術(shù)的發(fā)展和動力學(xué)仿真軟件的功能完善使軋機振動問題研究進入到了一個新的時代。經(jīng)過對8套軋機振動的現(xiàn)場測試，捕捉到了軋機振動存在機電液界耦合振動現(xiàn)象，即軋機的機械、電氣、液壓和工藝動態(tài)耦合導(dǎo)致軋機振動，并通過計算機仿真研究得到了驗證。因此，為了抑制軋機振動帶來的一系列危害，迫切需要發(fā)明抑制軋機振動的通用裝置。

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發(fā)明內(nèi)容

為了解決當(dāng)前國內(nèi)外數(shù)千套軋機組存在的機電液界耦合振動問題，本發(fā)明提出了一種軋機振動抑制裝置，其基本原理是：首先將軋機振動信號源的信號送到抑振信號發(fā)生器，抑振信號發(fā)生器產(chǎn)生抑制軋機振動的阻尼信號，最后將阻尼信號送到抑振執(zhí)行單元參與控制來降低軋機振動的能量，以消除軋機出現(xiàn)的強烈振動，避免軋輥和帶材上產(chǎn)生振痕，提高帶材表面質(zhì)量和軋輥在線使用壽命。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種軋機振動抑振裝置，主要由軋機振動信號源、抑振信號發(fā)生器、抑振執(zhí)行單元和軋機組成。

軋機振動信號源由軋機扭振信號、軋制速度信號、軋機垂振信號和軋制壓力信號構(gòu)成；抑振信號發(fā)生器由信號輸入模塊、濾波處理模塊、相位識別模塊、抑振信號模塊和信號輸出模塊構(gòu)成；抑振執(zhí)行單元由軋機上的主傳動速度給定和液壓輥縫給定構(gòu)成。

軋機扭振信號是由扭振信號發(fā)射部分和扭振信號接收部分構(gòu)成，扭振信號發(fā)射部分由焊在主傳動電機軸上的扭振傳感器和發(fā)射機、發(fā)射天線構(gòu)成，扭振信號接收部分由接收天線和主控單元構(gòu)成。

扭振傳感器與發(fā)射機連接，發(fā)射機與發(fā)射天線連接，發(fā)射天線與接收天線通過無線數(shù)據(jù)連接，接收天線與主控單元連接，主控單元與軋機振動信號源連接，軋機振動信號源與抑振信號發(fā)生器連接，抑振信號發(fā)生器中的信號輸入模塊、濾波處理模塊、相位辨識模塊、抑振信號模塊和信號輸出模塊按次序連接；信號輸出模塊分別與主傳動速度給定單元和液壓輥縫給定單元連接。

基本工作原理是：首先拾取軋機振動信號源的軋機扭振信號、軋制速度信號、軋機垂振信號和軋制壓力信號；然后送到抑振信號發(fā)生器中，經(jīng)過信號輸入模塊、濾波處理模塊、相位識別模塊、抑振信號模塊和信號輸出模塊處理獲得抑制軋機振動的阻尼信號；最后將阻尼信號分別送到抑振執(zhí)行單元中的主傳動速度給定和液壓輥縫給定來參與控制，消除軋機出現(xiàn)的強烈振動，避免軋輥和帶材上產(chǎn)生振痕，提高帶材表面質(zhì)量和軋輥在線使用壽命。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點是：依據(jù)軋機振動信號源，通過抑振信號發(fā)生器產(chǎn)生抑振阻尼信號送到抑振執(zhí)行單元的主傳動速度給定和液壓輥縫給定中參與軋機控制來降低軋機振動的能量，從而達到抑制軋機振動的目的。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

圖1是組成本發(fā)明的四個單元方框圖；

圖2是本發(fā)明控制信號的三個單元具體框圖；

圖3是本發(fā)明主要組成部件示意圖。

具體附圖標(biāo)記為：軋機振動信號源1、抑振信號發(fā)生器2、抑振執(zhí)行單元3、扭振信號發(fā)射部分4、扭振信號接收部分5、扭振傳感器6、發(fā)射機7、發(fā)射天線8、接收天線9、主控單元10、主傳動電機軸11、軋機12、牌坊13、液壓缸14、工作輥15、支承輥16、帶材17。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明的軋機振動抑振裝置結(jié)構(gòu)由軋機振動信號源1、抑振信號發(fā)生器2、抑振執(zhí)行單元3和軋機12組成。

當(dāng)軋機發(fā)生振動時，將軋機振動信號源1的信號引入到抑振信號發(fā)生器2中產(chǎn)生抑振阻尼信號，通過抑振執(zhí)行單元3來完成抑制軋機12的振動。