專利名稱：一種軋機(jī)振動(dòng)抑振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軋機(jī)信號檢測和自動(dòng)化控制領(lǐng)域，特別涉及一種軋機(jī)振動(dòng)抑振裝置。
背景技術(shù)：
半個(gè)世紀(jì)以來，在全世界范圍內(nèi)大多數(shù)軋機(jī)在軋制薄規(guī)格或變形抗力較大的帶材時(shí)頻繁出現(xiàn)強(qiáng)烈的“幽靈式”振動(dòng)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(jī)的安全運(yùn)行。許多學(xué)者和專家對軋機(jī)振動(dòng)問題進(jìn)行了大量的研究，取得了一些成果，但抑制軋機(jī)振動(dòng)一直沒有找到通用的裝置。在實(shí)際生產(chǎn)中當(dāng)振動(dòng)發(fā)生時(shí)，被迫降速、改變潤滑狀態(tài)或換輥等臨時(shí)措施來改善軋機(jī)振動(dòng)狀態(tài)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。究其原因，不僅因?yàn)檐垯C(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜、液壓輥縫控制系統(tǒng)和主傳動(dòng)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(jī)呈現(xiàn)出機(jī)電液界多態(tài)耦合振動(dòng)現(xiàn)象。即使是同一架軋機(jī)，在軋制過程中也同時(shí)存在著多種的振動(dòng)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(gè)技術(shù)難題。近年，由于軋機(jī)信號檢測技術(shù)的發(fā)展和動(dòng)力學(xué)仿真軟件的功能完善使軋機(jī)振動(dòng)問題研究進(jìn)入到了一個(gè)新的時(shí)代。經(jīng)過對8套軋機(jī)振動(dòng)的現(xiàn)場測試，捕捉到了軋機(jī)振動(dòng)存在機(jī)電液界耦合振動(dòng)現(xiàn)象，即軋機(jī)的機(jī)械、電氣、液壓和工藝動(dòng)態(tài)耦合導(dǎo)致軋機(jī)振動(dòng)，并通過計(jì)算機(jī)仿真研究得到了驗(yàn)證。因此，為了抑制軋機(jī)振動(dòng)帶來的一系列危害，迫切需要發(fā)明抑制軋機(jī)振動(dòng)的通用裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決當(dāng)前國內(nèi)外數(shù)千套軋機(jī)組存在的機(jī)電液界耦合振動(dòng)問題，本發(fā)明提出了一種軋機(jī)振動(dòng)抑制裝置，其基本原理是:首先將軋機(jī)振動(dòng)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(jī)振動(dòng)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(jī)振動(dòng)的能量，以消除軋機(jī)出現(xiàn)的強(qiáng)烈振動(dòng)，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(jī)振動(dòng)抑振裝置，主要由軋機(jī)振動(dòng)信號源、抑振信號發(fā)生器、抑振執(zhí)行單元和軋機(jī)組成。軋機(jī)振動(dòng)信號源由軋機(jī)扭振信號、軋制速度信號、軋機(jī)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(jī)上的主傳動(dòng)速度給定和液壓輥縫給定構(gòu)成。軋機(jī)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(dòng)電機(jī)軸上的扭振傳感器和發(fā)射機(jī)、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(jī)連接，發(fā)射機(jī)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(jī)振動(dòng)信號源連接，軋機(jī)振動(dòng)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(dòng)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(jī)振動(dòng)信號源的軋機(jī)扭振信號、軋制速度信號、軋機(jī)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(jī)振動(dòng)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(dòng)速度給定和液壓輥縫給定來參與控制，消除軋機(jī)出現(xiàn)的強(qiáng)烈振動(dòng)，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O與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)是:依據(jù)軋機(jī)振動(dòng)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(dòng)速度給定和液壓輥縫給定中參與軋機(jī)控制來降低軋機(jī)振動(dòng)的能量，從而達(dá)到抑制軋機(jī)振動(dòng)的目的。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是組成本發(fā)明的四個(gè)單元方框 圖2是本發(fā)明控制信號的三個(gè)單元具體框 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(jī)振動(dòng)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(jī)7、發(fā)射天線8、接收天線9、主控單元10、主傳動(dòng)電機(jī)軸11、軋機(jī)12、牌坊13、液壓缸14、工作輥15、支承輥16、帶材17。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的軋機(jī)振動(dòng)抑振裝置結(jié)構(gòu)由軋機(jī)振動(dòng)信號源1、抑振信號發(fā)生器2、抑振執(zhí)行單元3和軋機(jī)12組成。當(dāng)軋機(jī)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，將軋機(jī)振動(dòng)信號源I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(jī)12的振動(dòng)。
如圖2所示，本發(fā)明的原理是當(dāng)軋機(jī)在軋制薄規(guī)格或變形抗力較大帶材時(shí)，軋機(jī)出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng)現(xiàn)象。此時(shí)首先拾取軋機(jī)振動(dòng)信號源I中的軋機(jī)扭振信號、軋制速度信號、軋機(jī)垂振信號和軋制壓力信號，其中軋機(jī)扭振信號由扭振信號發(fā)射部分4和扭振信號接收部分5構(gòu)成，扭振信號發(fā)射部分4由扭振傳感器、發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線構(gòu)成，扭振信號接收部分5由接收天線和主控單元構(gòu)成；然后送到軋機(jī)振動(dòng)信號源I，再進(jìn)入抑振信號發(fā)生器2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(jī)振動(dòng)的阻尼信號；最后將阻尼信號分別送到抑振執(zhí)行單元3中的主傳動(dòng)速度給定和液壓輥縫給定來參與軋機(jī)控制，消除軋機(jī)出現(xiàn)的強(qiáng)烈振動(dòng)，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。
如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施方案由軋機(jī)振動(dòng)信號源I (其中軋機(jī)扭振信號由扭振發(fā)射部分4和扭振接收部分5組成)、抑振信號發(fā)生器2、抑振執(zhí)行單元3和軋機(jī)12組成。軋機(jī)振動(dòng)信號源I由軋機(jī)扭振信號、軋制速度信號、軋機(jī)垂振信號和軋制壓力信號構(gòu)成，其中軋機(jī)扭振信號由扭振信號發(fā)射部分4和扭振信號接收部分5構(gòu)成，扭振信號發(fā)射部分4由焊在主傳動(dòng)電機(jī)軸11上的扭振傳感器6和發(fā)射機(jī)7、發(fā)射天線8構(gòu)成，扭振信號接收部分5由接收天線9和主控單元10構(gòu)成；抑振信號發(fā)生器2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)行單兀3由主傳動(dòng)速度給定和液壓輥縫給定構(gòu)成；軋機(jī)12由牌坊13、液壓缸14、工作輥15、支承輥16和帶材17構(gòu)成。當(dāng)軋機(jī)軋制薄規(guī)格或變形抗力較大的帶材17時(shí)，軋機(jī)12產(chǎn)生強(qiáng)烈垂振和主傳動(dòng)電機(jī)輸出軸Ii產(chǎn)生強(qiáng)烈扭振，使軋機(jī)振動(dòng)信號源I內(nèi)的軋機(jī)扭振信號、軋制速度信號、車L機(jī)垂振信號和軋制壓力信號也出現(xiàn)振動(dòng)；將這些振動(dòng)信號送到抑振信號發(fā)生器2，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獲得抑振阻尼信號，再將阻尼信號送到抑振執(zhí)行單元3中的主傳動(dòng)速度給定和液壓輥縫給定來參與軋機(jī)控制，以抑制軋機(jī)出現(xiàn)的強(qiáng)烈振動(dòng)，消除軋輥和帶材表面的振紋，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量和軋輥在線使用壽命，解決半個(gè)世紀(jì)以來在世界范圍內(nèi)困擾軋制領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難題。
權(quán)利要求
1.一種軋機(jī)振動(dòng)抑振裝置，其特征是由軋機(jī)振動(dòng)信號源(I)、抑振信號發(fā)生器(2)、抑振執(zhí)行單元(3)和軋機(jī)(12)組成； 軋機(jī)振動(dòng)信號源(I)由軋機(jī)扭振信號、軋制速度信號、軋機(jī)垂振信號和軋制壓力信號構(gòu)成；抑振信號發(fā)生器(2)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(3)由軋機(jī)(12)上的主傳動(dòng)速度給定和液壓輥縫給定構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軋機(jī)振動(dòng)抑振裝置，其特征是軋機(jī)扭振信號是由扭振信號發(fā)射部分(4)和扭振信號接收部分(5)構(gòu)成,扭振信號發(fā)射部分(4)由焊在主傳動(dòng)電機(jī)軸(11)上的扭振傳感器(6)和發(fā)射機(jī)(7)、發(fā)射天線(8)構(gòu)成,扭振信號接收部分(5)由接收天線(9)和主控單元(10)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軋機(jī)振動(dòng)抑振裝置，其特征是軋機(jī)(12)由牌坊(13)、液壓缸(14)、工作輥(15 )、支承輥(16 )和帶材(17)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明屬于軋機(jī)信號檢測和自動(dòng)化控制領(lǐng)域，涉及一種軋機(jī)振動(dòng)抑振裝置。其特征是由軋機(jī)振動(dòng)信號源、抑振信號發(fā)生器、抑振執(zhí)行單元和軋機(jī)組成；軋機(jī)振動(dòng)信號源由軋機(jī)扭振信號、軋制速度信號、軋機(jī)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)行單元由主傳動(dòng)速度給定和液壓輥縫給定構(gòu)成。本發(fā)明的特點(diǎn)是依據(jù)軋機(jī)振動(dòng)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(dòng)速度給定和液壓輥縫給定中參與軋機(jī)控制來降低軋機(jī)振動(dòng)的能量，以抑制軋機(jī)出現(xiàn)的強(qiáng)烈振動(dòng)，消除軋輥和帶材表面的振紋，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量和軋輥在線使用壽命。
文檔編號B21B28/00GK103121037SQ20131007215
公開日2013年5月29日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者閆曉強(qiáng) 申請人:北京科技大學(xué)