Geschwindigkeit & Schwingungen — Metaltehnomash Ltd.

HAUPTABSCHNITTE DER ARBEIT:

1 ÜBERSICHT DER UNTERSUCHUNGEN ZU RESONANZSCHWINGUNGEN IN KALTWALZSTRASSEN UND ANSÄTZE ZU IHRER BESEITIGUNG

2 AUFBAU DER STRUKTUR DES MATHEMATISCHEN SCHWINGUNGSMODELLS
2.1 Schwingungsmodell des Walzensatzes und des Antriebsstrangs
2.2 Modell der Schwingungen der Reibungskräfte im Walzspalt
2.3 Modell der Schwingungen des Zwischengerüstzugs
2.4 Modelle verschiedener kinematischer Störungen
2.5 Frequenzkennlinien des mechanischen Systems von Gerüst und Antriebsstrang

3 ANPASSUNG DES MATHEMATISCHEN SCHWINGUNGSMODELLS DER GERÜSTE ANHAND VON SCHWINGUNGSMESSUNGEN AN BESTIMMTEN PUNKTEN DER AUSRÜSTUNG
3.1 Abhängigkeit der Eigenfrequenzen von den technologischen Parametern
3.2 Amplituden der kinematischen Frequenzen der Ausrüstung bei verschiedenen Walzgeschwindigkeiten

4 ANALYSE DER DIAGNOSEMETHODEN FÜR DIE AUSRÜSTUNG DER WALZGERÜSTE UND ANTRIEBSSTRÄNGE DER WALZSTRASSE
4.1 Lager der Arbeitswalzen
4.2 Lager (MORGOIL) der Stützwalzen
4.3 Zahnkupplungen der Spindeln, Getriebe und Sicherheitskupplungen

5 ANALYSE DER KINEMATISCHEN FREQUENZEN DER AUSRÜSTUNG ANHAND VON SCHWINGUNGSMESSUNGEN AN DER WALZSTRASSE 2030
5.1 Schwingungen der Walzenlagereinheiten
5.2 Schwingungen in den Getrieben des Antriebsstrangs

6 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DER SCHWINGUNGEN IN DEN GERÜSTEN UND DER PROZESSPARAMETER BEIM WALZEN VON BÄNDERN VERSCHIEDENER ABMESSUNGEN
6.1 Statistische Auswertung der technologischen Parameter bei Ratterschwingungen
6.2 Frequenzanalyse der Schwingungen an verschiedenen Punkten der Ausrüstung
6.3 Empfohlene Anordnung der Schwingungssensoren an der Walzstraße 2030

7 ENTWICKLUNG EINER WALZTECHNOLOGIE ZUR STEIGERUNG DER GESCHWINDIGKEIT UND VERRINGERUNG VON BANDRISSEN
7.1 Mögliche Wege zur Beeinflussung kritischer dynamischer Zustände in der Walzstraße
7.2 Überwachung der Entwicklung dynamischer Zustände in der Walzstraße
7.3 Verringerung des Einflusses der Haspelexzentrizität auf das Entstehen von Resonanzschwingungen bei Übereinstimmung der Durchmesser von Coil und Stützwalzen
7.4 Diagramm der kinematischen Frequenzen und Eigenfrequenzen der Walzstraßenausrüstung

8 ERPROBUNG NEUER TECHNOLOGISCHER LÖSUNGEN UND ALGORITHMEN
8.1 Schwingungsgefährdete Bereiche der Walzgeschwindigkeit
8.2 Einfluss der Verteilung des spezifischen Bandzugs und der Bandbreite
8.3 Abschwächung der Kopplung zwischen den Gerüsten durch geringere Bandzüge und einen abnehmenden Abnahmeplan
8.4 Führung des Walzprozesses mit garantiert positiver Voreilung in den Gerüsten

Beispiel für die Installation eines Schwingungssensors im Gerüst

Verschiebung des Maximums im Schwingungsspektrum im 5. Gerüst im kinematischen Frequenzbereich
500-600 Hz bei sinkender Geschwindigkeit

Entwicklung der Schwingungen vor dem vom System ausgegebenen Alarmsignal

HAUPTABSCHNITTE DER ARBEIT:

1 ANALYSE BEKANNTER UNTERSUCHUNGEN ZU RESONANZSCHWINGUNGEN
1.1 Dynamische Modelle von Resonanzschwingungen und Methoden der Walzstraßensteuerung
1.2 Einfluss periodischer Fehler beim Walzenschleifen
1.3 Einfluss des technischen Zustands der Walzstraßenausrüstung
1.4 Überwachung der Prozessparameter und Steuerung der Walzgeschwindigkeit
1.5 Passive Dämpfung von Resonanzschwingungen
1.6 Aktive Dämpfung von Resonanzschwingungen
1.7 Zielsetzung der Untersuchung von Resonanzschwingungen an der Walzstraße 2030

2 UNTERSUCHUNG DER SCHWINGUNGEN DER ARBEITSWALZENLAGER
2.1 Analyse von Schäden an den Lagern der Arbeitswalzen
2.2 Berechnung der kinematischen Schwingungsfrequenzen der Lager
2.3 Analyse der Diagnosemethoden für Lager von Arbeits- und Stützwalzen
2.4 Einfluss der hydraulischen Walzenbiegung auf die Lagerschwingungen
2.5 Einfluss der Walzenprofilierung auf die Frequenzeigenschaften der Gerüste

3 UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES VON WALZEN- UND BANDFEHLERN AUF DIE SCHWINGUNGEN
3.1 Analyse des Einflusses von Exzentrizität und Rundheit der Walzen
3.2 Analyse des Einflusses von Oberflächenfehlern der Walzen
3.3 Analyse periodischer Oberflächenfehler der Bänder (Rattermarken)

4 UNTERSUCHUNG DER SCHWINGUNGEN IN DEN ANTRIEBSSTRÄNGEN DER GERÜSTE
4.1 Analyse der Verhältnisse der Walzendurchmesser in den Gerüsten
4.2 Analyse des Einflusses des Verschleißes der Antriebsstränge auf das Schwingungsniveau
4.3 Entwicklung und Erprobung einer neuen Diagnosemethode für die Antriebsstränge

5 UNTERSUCHUNG DER REGENERATION VON RESONANZSCHWINGUNGEN
5.1 Analyse der Auswirkungen der Schwingungen auf periodische Bandfehler
5.2 Analyse der Dämpfungseigenschaften des Bandes im Walzspalt

6 ANALYSE DER EINWIRKUNGEN DES WALZSTRASSEN-STEUERUNGSSYSTEMS
6.1 Einwirkungen des Systems zum Lastausgleich der Arbeitswalzenantriebe
6.2 Einwirkungen bei der Kompensation der Walzenexzentrizität

7 ENTWICKLUNG TECHNISCHER LÖSUNGEN ZUR SCHWINGUNGSUNTERDRÜCKUNG
7.1 Diagnosemethoden für periodische Bandfehler
7.2 Einführung von Methoden zur Früherkennung von Resonanzschwingungen
7.3 Konstruktion einer passiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung
7.4 Entwicklung von Vorrichtungen zur aktiven Schwingungsdämpfung

Spuren periodischen Verschleißes in den Walzenlagern

Änderung des RMS-Schwingungspegels mit der Walzgeschwindigkeit
für verschiedene Sätze von Arbeitswalzen und Einbaustücken

Zeitverläufe und spektrale Zusammensetzung der Schwingungen bei Vorliegen von Schäden
in den Lagern der Arbeitswalzen

Zeitverläufe und spektrale Zusammensetzung der Schwingungen bei Vorliegen von Schäden
in den Lagern der Stützwalzen

Ratterfehler auf dem Band der 2. Oberflächengüteklasse:

Fehler an der Stützwalze in Gerüst 5 (Teilung 50-60 mm)

Signale der Walzkraft und der Schwingungen im Moment der Resonanzschwingungen der Walzstraße

HAUPTABSCHNITTE DER ARBEIT:

1 STATISTISCHE ANALYSE DER ERGEBNISSE DER AUTOMATISCHEN GESCHWINDIGKEITSREGELUNG DER WALZSTRASSE DURCH DAS SCHWINGUNGSÜBERWACHUNGSSYSTEM
1.1 Modernisierung des VCS und Schwingungsanalyse des oberen Antriebsstrangs des 2. Gerüsts

2 BESTIMMUNG DES ZUSAMMENHANGS ZWISCHEN DEN SCHWINGUNGSPARAMETERN DER WALZSTRASSE UND DER HOCHFREQUENTEN DICKENSCHWANKUNG DER BÄNDER IN LÄNGSRICHTUNG
2.1 Umsetzung einer Funktion zur Bestimmung der hochfrequenten Banddickenschwankung

3 ENTWICKLUNG UND ERPROBUNG NEUER TECHNOLOGIE UND REGIME FÜR DAS HOCHGESCHWINDIGKEITSWALZEN DÜNNER BÄNDER
3.1 Einfluss der Dämpfungseigenschaften und der Steifigkeit des Bandwerkstoffs
3.2 Einfluss des Abnahmeplans in den Gerüsten
3.3 Einfluss der Bandzugkräfte zwischen den Gerüsten
3.4 Einfluss des Profils der gewalzten Bänder
3.5 Einfluss der Kühlschmierstoffkonzentration

4 ENTWICKLUNG VON SCHWINGUNGSDÄMPFUNGSVORRICHTUNGEN FÜR WALZENEINHEITEN
4.1 Modellierung äußerer Einwirkungen an der Walzstraße 2030
4.2 Bewertung der erforderlichen Dämpfungsniveaus in den Gerüsten
4.3 Auswahl des Werkstoffs für die Dämpfungsvorrichtungen
4.4 Erstellung der Zeichnungen und Festlegung der Einbauorte der Dämpfungsvorrichtungen
4.5 Bewertung der Wirksamkeit der Schwingungsdämpfungsvorrichtungen
4.6 Zur Erprobung an der Walzstraße 2030 empfohlene Dämpfungsmethoden

5 DIAGNOSE PERIODISCHER FEHLER BEIM WALZENSCHLEIFEN
5.1 Messungen der Schwingungen und Prozessparameter beim Walzenschleifen
5.2 Diagnose verdeckter periodischer Fehler auf der Walzenoberfläche

Einbau und Erprobung von Dämpfungsvorrichtungen im Gerüst

Messung der Schleif- und Schwingungsparameter an der Walzenschleifmaschine

Unten sind die Einbauorte von zwei Schwingungssensoren (Beschleunigungsaufnehmern) an der Lagerung der Schleifscheibenspindel dargestellt.
Liste der zu messenden Parameter:

• Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens;
• Antriebsstrom der Schleifscheibe;
• Drehzahl der Schleifscheibe;
• Schwingungen an der Scheibenlagerung in vertikaler Richtung;
• Schwingungen an der Scheibenlagerung in horizontaler Richtung;
• Drehzahl der Walze (gemessen mit einem Impulsdrehzahlgeber).

Diagnose verdeckter periodischer Fehler an den Stützwalzen