Vibration diagnostics of rolling mills based on nonlinear effects in dynamics

Abstract

This paper intends to describe nonlinear effects occurring in rolling mills dynamics. That is necessarily for vibrations damping and reliable diagnostics of rolling mills equipment under non-stationary working conditions. Three types of nonlinear effects are investigated taking place in drivelines and stands of different design, namely, transient torsional vibrations in hot rolling mills, chatter vibrations in tandem cold rolling mills and parametrical vibrations in high-speed wire and rod rolling mills. The procedure is proposed for natural frequencies identification when short transient torque signals restrict application ofthe Fourier transform. Examples are given on using nonlinear effects for wear diagnostics and vibrations control based on natural frequencies and modes analysis of multibody systems.

В статье описаны нелинейные эффекты, возникающие в динамике прокатных станов. Это необходимо для демпфирования колебаний и надежной диагностики оборудования прокатных станов в условиях нестационарных режимов работы. Исследованы три типа нелинейных эффектов, наблюдаемых в трансмиссиях и клетях различной конструкции, а именно, переходные крутильные колебания в станах горячей прокатки, колебания "чаттер" в станах тандем холодной прокатки и параметрические колебания в высокоскоростном стане прокатки проволоки и прутков. Предложена методика для идентификации собственных частот при коротких переходных сигналах крутящего момента, когда применение преобразования Фурье ограничено. Приведены примеры использования нелинейных эффектов для диагностики износа и контроля вибраций на основе анализа собственных частот и форм колебаний многомассных систем.