【摘 要】利用Timoshenko梁模型建立了轧机辊系横向振动方程，在此基础上，提出了一种新的动态轧制理论模型，求解了动态轧制过程中的各参数表达式，利用某轧机具体参数进行了仿真计算，为研究动态板厚板形控制打下了基础。
　　【关键词】轧制过程；轧辊振动；仿真计算；板厚板形控制
　　板厚板形控制的实质是辊缝控制，而辊系振动又影响辊缝形状。因此，建立考虑辊系振动的轧制理论模型是实现板厚板形动态控制的关键。
　　一、辊系横向振动方程
　　以四辊轧机为研究对象，假设：辊系上下对称，工作辊和支承辊两端为弹性支承，之间接触为Winkler弹性基础，考虑剪切变形引起的挠度和转动惯量对轧辊横向振动的影响，在支承辊和工作辊中分别截取一微元段进行受力分析，应用Timoshenko梁模型列出其横向振动方程。
　　求解此方程，即可得到在轧制力和弯辊力作用下轧辊横向振动位移函数。
　　二、轧制过程参数求解
　　以轧制中心线为轴，两工作辊的中心连线为轴，交点为坐标原点，建立坐标系，并规定轴正方向与轧制方向相反。考虑轧机辊系的动态特性及轧制过程中金属变形的动力学特性，利用金属变形动态秒流量相等理论，引入轧机辊系振动速率对轧制过程的影响。求得板带入口截面到轧辊中心连线的距离为
　　三、仿真计算
　　以某钢厂2030冷轧机组中的第二机架进行仿真计算，所用参数见表1。仿真结果如下：
　　图1、图2给出了板带出口厚度的波动情况，可见出口厚度沿板带宽度方向呈二次曲线分布，且在平衡位置附近随时间作往复振动。出口厚度的最大波动量约为，且板带中部波动量大于边部波动量。可知在动态轧制中，轧后板带的出口厚度并不是恒定的，而是一直在做这种比较平稳的微幅波动，而一旦这种波动的幅值超过误差范围，将会引起轧后板带的横向和纵向厚差。
　　图3、图4给出了单位轧制力的波动情况，可见随着轧辊的振动，单位轧制力也在不断变化。单位轧制力波动的相位与板带出口厚度波动的相位正好相反。单位轧制力沿板带宽度方向也呈二次曲线分布，且板带中部波动量大于边部波动量，单位轧制力的最大波动量约为300kN/m。由于单位轧制力是轧辊横向振动的激振力，所以其波动又会引起轧辊横向挠度的变化，并最终影响板带的板厚板形质量。
　　四、结论
　　辊系横向振动特性决定了辊缝形状，辊缝形状又反映了板带的板厚板形质量，可见轧机辊系横向振动特性直接影响到轧后板带的板厚板形质量。本文将轧机辊系横向振动引入到轧制过程中，建立的动态轧制过程模型，为实现动态板厚板形控制打下了基础。
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　　作者简介：王玉良（1984.8- ），男（汉），河北临西人，硕士，一重集团大连设计研究院热轧部助理工程师，主要研究方向：板带轧机设计及分析。