Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов
В работе показано, что при разработке системы диагностирования оборудования прокатной клети необходимо учитывать вибрационные процессы в переходных режимах работы и при установившемся процессе прокатки и холостого хода. При таком подходе существенно обогащается информационное поле для диагностически...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2018
|
| Назва видання: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167572 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов / В.В. Веренев, А.В. Баглай, С.В. Белодеденко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 2. — С. 59-62. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-167572 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1675722025-02-09T16:55:55Z Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов Питання вібраційного діагностування обладнання прокатних станів Issues of vibration diagnosis of rolling mill equipment Веренев, В.В. Баглай, А.В. Белодеденко, С.В. Производственный раздел В работе показано, что при разработке системы диагностирования оборудования прокатной клети необходимо учитывать вибрационные процессы в переходных режимах работы и при установившемся процессе прокатки и холостого хода. При таком подходе существенно обогащается информационное поле для диагностических целей. Приведены примеры переходных и вибрационных процессов в оборудовании клетей. В роботі показано, що при розробці системи діагностування обладнання прокатної кліті необхідно враховувати вібраційні процеси в перехідних режимах роботи і при сталому процесі прокатки і холостого ходу. При такому підході істотно збагачується інформаційне поле для діагностичних цілей. Наведені приклади перехідних і вібраційних процесів в обладнанні клітей. The study shows that vibration processes in transition operating modes and at the steady-state process of rolling and idle run of the mill should be taken into account at development of the system for diagnosis of rolling stand equipment. With such an approach, the information field for diagnostic purposes is significantly enriched. Examples of transition and vibration processes in the stand equipment are given 2018 Article Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов / В.В. Веренев, А.В. Баглай, С.В. Белодеденко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 2. — С. 59-62. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0235-3474 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/tdnk2018.02.08 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167572 621.771 ru Техническая диагностика и неразрушающий контроль application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Веренев, В.В. Баглай, А.В. Белодеденко, С.В. Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description |
В работе показано, что при разработке системы диагностирования оборудования прокатной клети необходимо учитывать вибрационные процессы в переходных режимах работы и при установившемся процессе прокатки и холостого хода. При таком подходе существенно обогащается информационное поле для диагностических целей. Приведены примеры переходных и вибрационных процессов в оборудовании клетей. |
| format |
Article |
| author |
Веренев, В.В. Баглай, А.В. Белодеденко, С.В. |
| author_facet |
Веренев, В.В. Баглай, А.В. Белодеденко, С.В. |
| author_sort |
Веренев, В.В. |
| title |
Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов |
| title_short |
Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов |
| title_full |
Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов |
| title_fullStr |
Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов |
| title_full_unstemmed |
Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов |
| title_sort |
вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2018 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/167572 |
| citation_txt |
Вопросы вибрационного диагностирования оборудования прокатных станов / В.В. Веренев, А.В. Баглай, С.В. Белодеденко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2018. — № 2. — С. 59-62. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| work_keys_str_mv |
AT verenevvv voprosyvibracionnogodiagnostirovaniâoborudovaniâprokatnyhstanov AT baglajav voprosyvibracionnogodiagnostirovaniâoborudovaniâprokatnyhstanov AT belodedenkosv voprosyvibracionnogodiagnostirovaniâoborudovaniâprokatnyhstanov AT verenevvv pitannâvíbracíjnogodíagnostuvannâobladnannâprokatnihstanív AT baglajav pitannâvíbracíjnogodíagnostuvannâobladnannâprokatnihstanív AT belodedenkosv pitannâvíbracíjnogodíagnostuvannâobladnannâprokatnihstanív AT verenevvv issuesofvibrationdiagnosisofrollingmillequipment AT baglajav issuesofvibrationdiagnosisofrollingmillequipment AT belodedenkosv issuesofvibrationdiagnosisofrollingmillequipment |
| first_indexed |
2025-07-15T00:51:40Z |
| last_indexed |
2025-09-17T02:55:21Z |
| _version_ |
1843983951236956160 |
| fulltext |
59ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2018, №2
пРОИЗвОДСТвЕННыЙ РАЗДЕЛ
УДК 621.771 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/tdnk2018.02.08
вопРосы вибРаЦионного ДиагностиРования
обоРУДования пРоКатных станов
в. в. веренев1, а. в. баГлай2, С. в. белоДеДенко3
1институт черной металлургии нан Украины им. з. и. некрасова. 49107, г. Днепр, пл. академика стародубова, 1.
E-mail: verenev0704@gmail.com
2Дп «Диамех-Украина», 61105, г. харьков-105, ул. Киргизкая, 19, аКб-1. E-mail: baglay@diamech.com.ua
3национальная металлургическая академия Украины.49600, г. Днепр, просп. гагарина, 4. E-mail: sergeibelo@gmail.com
в работе показано, что при разработке системы диагностирования оборудования прокатной клети необходимо учитывать
вибрационные процессы в переходных режимах работы и при установившемся процессе прокатки и холостого хода.
при таком подходе существенно обогащается информационное поле для диагностических целей. приведены примеры
переходных и вибрационных процессов в оборудовании клетей. библиогр. 5, табл. 1, рис. 4.
К л ю ч е в ы е с л о в а : прокатный стан, оборудование, линия привода, переходные процессы, вибрация, диагностика
в последние два десятилетия расширяется
применение средств и методов вибрационной ди-
агностики роторных машин на прокатных станах.
станы различного типа и назначения работают в
специфических условиях и при разных техноло-
гических режимах. поэтому при внедрении из-
вестных диагностических систем необходимо
учитывать конструктивные, технологические и ре-
жимные условия работы прокатного стана. Цель
данной работы состоит в том, чтобы раскрыть не-
которые аспекты, относящиеся к диагностирова-
нию оборудования прокатных станов.
в качестве примера рассмотрим типовой непре-
рывный широкополосный стан горячей прокатки
(нШс г.п.) 1680. стан состоит из последовательно
расположенных пяти черновых и шести чистовых
клетей. на стане прокатываются полосы толщинами
1,5…6,0 мм шириной 900...1500 мм. исходная заго-
товка представляет собой сляб толщиной 140...110
мм. Каждая клеть включает два опорных и два рабо-
чих валка, которые приводятся от электродвигателя
через редуктор, шестеренную клеть и универсаль-
ные шпиндели (рис.1). Режим работы каждой кле-
ти носит периодически повторяющийся характер и
включает: а – захват полосы валками; б – установив-
шийся процесс прокатки на постоянной скорости; в
– выброс полосы из валков; г – холостой ход.
Рассмотрим более подробно первые два режи-
ма. особенность процесса захвата полосы валками
заключается в том, что он носит ударный характер
нагружения, в результате которого во всем обору-
довании клети и линии привода формируются за-
тухающие колебательные процессы (рис. 2, 3) [1].
Длительность переходных процессов весьма незна-
чительная (до 0,8...1,0 с), однако они обладают су-
щественной информативностью. Это связано не
только с быстрым нагружением, но и действием
Рис. 1. схема прокатной клети и линии привода валков (оси передач редуктора расположены в горизонтальной плоско-
сти): М и ↓ – точки измерения момента и вибрации
© в. в. веренев, а. в. баглай, с. в. белодеденко, 2018
60 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2018, №2
пРОИЗвОДСТвЕННыЙ РАЗДЕЛ
ряда сопутствующих возмущающих факторов, свя-
занных с износом оборудования (таблица).
так, в крутильной системе главного привода ко-
эффициент динамичности K достигает значений
3,5…5,0 при развитом износе бронзовых вклады-
шей универсальных шпинделей и 1,8…2,5 при но-
вых вкладышах [1]. подобные систематические пе-
регрузки, несмотря на кратковременное действие,
отрицательно сказываются на ресурсе работы обо-
рудования [2]. поэтому одна из важных задач со-
стоит в определении текущего технического состо-
яния (износа, зазоров) шпиндельного сочленения.
в настоящее время они непосредственно во время
работы стана не измеряются. замену шпинделей
производят по результатам замеров износа бронзо-
вых вкладышей во время остановки стана в связи с
перевалкой рабочих валков или согласно плановым
ремонтным срокам, определяемым на основе опыта
эксплуатации.
частота и амплитуда колебаний оборудования
в переходный период зависят также от износа зуб-
чатых зацеплений шестеренной клети, редукто-
ра и муфт, от зазоров в подшипниковых опорах и
между подушками валков и станиной клети.
на основании опытно-промышленных экспе-
риментальных измерений на шести нШс г. п. и
возмущающие факторы, влияющие на вибродинамические процессы в двух режимах работы прокатной клети
Режим захвата полосы валками Установившийся режим
1 износ (зазоры) в сочленении «шпиндель-рабочий валок» 1 поломка и износ зубчатых зацеплений
2 износ (зазоры) в зубчатом зацеплении шестеренной клети
редуктора
2 поломка и износ в подшипниковых опорах валов
шестеренной клети и редуктора
3 износ подшипниковых опор 3 поломки подшипников рабочих и опорных валков.
4 зазор между опорами валков и станиной 4 Эксцентриситет бочки валков
5 ослабление крепежных болтов шестеренной клети и
редуктора
5 биение шпинделей
Длительность колебаний до 0,8..1,0 с
6 Разнотолщинность полосы.
Длительность колебаний 10...30 с и более
Рис. 2. Момент М1 сил упругости на промежуточном валу меж-
ду двигателем и редуктором и вибрация корпуса шестеренной
клети и редуктора: 1, 2 –опоры быстроходного вала; 3, 4 – опо-
ры; 5, 6 – опоры шестеренных валков. Клеть № 1 стана 1680
Рис. 3. переходной процесс по моменту сил упругости на
шпинделях и промежуточном валу при захвате полосы валка-
ми. Клеть № 5 стана 1700
61ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2018, №2
пРОИЗвОДСТвЕННыЙ РАЗДЕЛ
математического моделирования установлен ряд
особенностей переходных процессов [1].
1. чем больше износ и угловой зазор в шпин-
дельном сочленении, тем больше коэффициент
динамичности в линии привода.
2. в процессе эксплуатации клетей вид коле-
баний момента на валу между двигателем и ре-
дуктором существенно изменяется от типового
затухающего осциллятора до появления обрат-
ных ударов после одного-двух пиков колебаний
(рис. 3) при уменьшении их частоты.
3. наблюдается взаимосвязь момента и вибра-
ции корпусного оборудования вдоль линии приво-
да (рис. 2). она состоит в том, что при хорошем
(начальном) состоянии оборудования низшая ча-
стота крутильных колебаний четко проявляется
в вибрации, а при увеличении износа, например,
подшипниковых опор редуктора, проявляется вы-
сокочастотная составляющая.
4. происходит запаздывание реакции участков
линии привода на ударное приложение нагрузки к
валкам тем большее, чем больше износ в сочлене-
ниях (рис. 3).
5. с увеличением износа опорных подушек
валков увеличиваются удары между подушкой и
станиной [3].
в работе [4] показано каким образом параметры пе-
реходных процессов, обусловленные захватом полосы
валками, используются в диагностических целях.
Установившийся режим прокатки длится 10…30 с
и более в зависимости от типа стана. в отличие от
режима захвата здесь действуют другие возмуще-
ния со стороны оборудования (таблица). характер
их вибрационного проявления во многом иденти-
чен тем, которые изучены для роторных машин.
например, приведенный на рис. 4 вид существен-
ного ударного вибрационного процесса в т. 1 ре-
дуктора, где имелся дефект в подшипнике, близок
к известным примерам из публикации [5]. поэто-
му для режимов работы с нагрузкой и без нагруз-
ки приемлемы известные и опробованные спосо-
бы и методы диагностирования при постоянной
частоте вращения механизма.
Клети широкополосных станов по конструктивно-
му решению идентичны и отличаются величиной пе-
редаточного отношения редуктора. частота вращения
валков от клети к клети увеличивается. особенность
технологического режима состоит в том, что захват
полосы валками осуществляется на скорости холосто-
го хода при небольшом (0,5 %) падении ее после на-
гружения линии привода. существенное значение для
прокатных станов имеет то, что путем сравнения ви-
брационных процессов в идентичных точках оборудо-
вания одной клети, а также между клетями в режимах
работы под нагрузкой и без нагрузки повышается до-
стоверность диагностических выводов.
в результате представленных материалов при-
ходим на первый взгляд к тривиальному выводу
– вибрационные процессы в идентичных точках
оборудования в переходном и установившемся ре-
жимах существенно отличаются. однако вместе
с этим существенно отличаются и возмущающие
Рис. 4. характер вибраций в точках 1, 2 и 3 (рис. 1) во время холостого хода при наличии дефекта в т.1
62 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2018, №2
пРОИЗвОДСТвЕННыЙ РАЗДЕЛ
факторы. последние, в свою очередь, тесно связа-
ны с техническим состоянием оборудования. Рас-
смотренные режимы в информативном отноше-
нии (в части вибрации) дополняют и обогащают
друг друга. например, в режиме б задача опреде-
ления зазора в шпиндельном сочленении не реша-
ется, однако решается в режиме а; не решается в
режиме а задача определения поломки зуба в за-
цеплениях, но решается в режимах б и г.
Диагностической информацией обладают также
режимы выброса полосы из валков и не отмечен-
ные в таблице: разгон и торможение стана, прокат-
ка сварных соединений, взаимодействие смежных
клетей через прокатываемую полосу, когда в первой
клети наступает установившийся режим прокатки,
а в следующей происходит захват полосы валками.
Учет этих режимов существенно наполняет вибра-
ционную информацию о состоянии оборудования
и технологии прокатки и повышает эффективность
применения систем диагностики.
выводы
1. вибрационные процессы в оборудова-
нии прокатных станов существенно различают-
ся при захвате полосы валками и в режиме про-
катки в части информативности о состоянии
оборудования.
2. при разработке систем вибрационной диа-
гностики, предназначенных для прокатных ста-
нов, учет не только режимов захвата и прокатки,
но и таких, как выброс полосы из валков, взаимо-
действие клетей, разгон и торможение стана, про-
катка сварных соединений позволяет полностью
использовать в диагностических целях все инфор-
мационное богатство вибрационных сигналов.
3. Дополнительно требуется разработка спо-
собов, методов и алгоритмов диагностирования и
распознавания технического состояния оборудо-
вания по параметрам переходных процессов, не-
которые из которых изложены в работе [4].
Список литературы
1. веренев в. в. (2014) Снижение динамических нагрузок и
диагностика широкополосных станов в переходных ре-
жимах. никополь, спД Фельдман о.о.
2. гребеник в. М., Цапко в. К. (1989) Надежность метал-
лургического оборудования (оценка эксплуатационной
надежности и долговечности). справочник. Москва,
Металлургия.
3. Усуги т., Каяси К. (2005) Устройство для демпфирования го-
ризонтальных ударных нагрузок и вибрации клети на стане
горячей прокатки. Бюлл. «Черная металлургия», 6, 52–55.
4. веренев в. в., большаков в. и., путноки а. Ю. и др.
(2007) Диагностика и динамика прокатных станов. Дне-
пропетровск, иМа-пресс.
5. генкин М. Д., соколова а. г. (1987) Виброакустическая
диагностика машин и механизмов. Москва, Машино-
строение.
References
1. Verenev, V.V. (2014) Lowering of dynamic loads and diag-
nostics of wide-plate mills in transition modes. Nikopol, SPD
Feldman [in Russian].
2. Grebenik, V.M., Tsapko, V.K. (1989) Reliability of metallur-
gical equipment (assessment of operational reliability and
fatigue life): Refer. book. Moscow, Metallurgiya [in Russian].
3. Usugi, T., Kayasi, K. (2005) Device for damping horizontal
shock loads and stand vibration in a hot rolling mill. Bull.
Chyorn. Metallurgiya, 6, 52-55 [in Russian].
4. Verenev, V.V., Bolshakov, V.I., Putnoki, A.Yu. et al. (2007)
Diagnostics and dynamics of rolling mills. Dnepropetrovsk,
IMA-press [in Russian].
5. Genkin, M.D. (1987) Vibroacoustic diagnostics of machines
and mechanisms. Moscow, Mashinostroenie [in Russian].
в. в. веРенев1, а. в. баглай2, с. в. белоДеДенКо3
1інститут чорної металургії нан України ім. з. і. некрасова,
49107, м. Дніпро, пл. академіка стародубова, 1.
E-mail: verenev0704@gmail.com
2Дп «Діамех-Україна». 61105, м. харків-105, вул. Киргизька,
19, аКб-1. E-mail: baglay@diamech.com.ua
3національна металургійна академія України. 49600,
м. Дніпро, просп. гагаріна, 4.
E-mail: sergeibelo@gmail.com
питання вібРаЦійного ДіагностУвання
облаДнання пРоКатних станів
в роботі показано, що при розробці системи діагностування
обладнання прокатної кліті необхідно враховувати вібраційні
процеси в перехідних режимах роботи і при сталому процесі
прокатки і холостого ходу. при такому підході істотно збага-
чується інформаційне поле для діагностичних цілей. наведені
приклади перехідних і вібраційних процесів в обладнанні клі-
тей. бібліогр. 5, табл. 1, рис. 4.
Ключові слова: прокатний стан, обладнання, лінія приводу, пе-
рехідні процеси, вібрація, діагностика
ISSUES OF VIBRATION DIAGNOSIS OF ROLLING
MILL EQUIPMENT
V.V.VERENEV1, A.V.BAGLAI2, S.V.BELODEDENKO3
1Z.I.Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy of the NAS of Ukraine,
1 Akademik Starodubov sq., 49107, Dnepr. E-mail:
verenev0704@gmail.com
2SC «Diamekh-Ukraine», 19, Kyrgyzka str., Kharkiv, 61105,
AKB-1. E-mail: baglay@diamech.com.ua
3National Metallurgical Academy of Ukraine, 4 Gagarina Ave.,
49600, Dnepr, Ukraine. e-mail: segeibelo@gmail.com
The study shows that vibration processes in transition operating
modes and at the steady-state process of rolling and idle run of the
mill should be taken into account at development of the system
for diagnosis of rolling stand equipment. With such an approach,
the information field for diagnostic purposes is significantly
enriched. Examples of transition and vibration processes in the
stand equipment are given. 5 References, 1 Table, 4 Figures.
Keywords: rolling mill, equipment, drive line, transition processes,
vibration, diagnostics
Поступила в редакцию
21.04.2018
|