連軋機帶鋼振動紋檢測方法

2023-06-14 20:09:51

專利名稱：：連軋機帶鋼振動紋檢測方法
技術領域：
：本發明涉及冶金企業帶鋼生產過程的監測，尤其涉及一種連軋機帶鋼振動紋檢測方法。通過對軋機振動和轉速等動態參量的獲取，實現對帶鋼振動紋的監測預警。
背景技術：
：振動紋是帶鋼生產中普遍存在的問題，是世界範圍內困擾鋼鐵企業的技術難題，它是指帶鋼產品表面形成的明暗相間的條紋，其不但影響帶鋼產品的質量，劇烈的振動還會造成斷帶或設備損壞事故，威脅生產安全並造成巨大的經濟損失。因此，振動紋問題是軋鋼生產中亟待解決的問題。國內外不少學者和專家對此進行了研究，包括振動紋產生的機理，振動紋的振動特徵、振動紋的抑制方法等等。對於軋機的振動監測系統也時有所聞。但總體來說，處於實驗研究階段的系統較多，真正投入生產運行的較少；用於分析軋機振動的系統較多，直接用于振動紋報警的尚未見到。振動紋之所以產生，還是由於軋鋼設備存在顫振。軋機存在多種形式的振動，其振動特點和發生原因各不相同。根據振動產生機理，可分為強迫振動和自激振動，由於強迫振動容易識別和消除，已經不是研究重點，當前對軋機自激振動的研究主要集中在扭轉振動、三倍頻程顫振和五倍頻程顫振方面。軋機振動問題經過多年的研究，取得了不少成果，但始終未得到圓滿解決，尤其是自激振動的機理尚不明了，在帶鋼和軋輥表面振紋形成機理和軋制界面潤滑對振動的定量分析方面還存在很大的分歧與困惑。比較一致的結論認為，振紋的產生主要與五倍頻程的顫振有關。多年以來，國內外不少學者一直潛心研究冷軋顫振問題，並取得一定進展。他們主要從建立顫振模型出發，研究顫振發生的內在機理、以及顫振發生後如何著手來減弱或消除顫振、提高冷軋帶鋼質量等等。有的是從故障診斷的角度，分析研究振動紋產生的原因及處理對策。而從軋制工藝參數或設備狀態參數的變化趨勢出發，來及時監測識別顫振的發生，這方面工作相對較少。在報告的在線振動系統中，用於軋機垂直振動監測和報警的系統居多；或者是用於研究的系統，大量布置傳感器，不利於在生產現場的推廣。因此，實用的振紋預警系統尚未見到。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種連軋機帶鋼振動紋檢測方法，其直接進行振動紋監測，及時預警振動紋的發生。為解決上述技術問題，本發明連軋機帶鋼振動紋檢測方法，該方法包括如下步驟-步驟一針對每一組原始信號和軋制速度，根據速度的範圍，將原始信號劃段，其分段情況如下tableseeoriginaldocumentpage5其中分段頻率用帶有兩位下標的變量表示。formulaseeoriginaldocumentpage5為可設定輸入參數/^二/wh;"。其中j為02，k為37對於每一段數據的帶通濾波結果，計算義陋二^54t^其中Z,,表示該頻段濾波後數據的第i個值，i為l,2，3…，K7二去i;《，表示該頻段測量後數據的平均值，Z，.表宗該頻段濾波後數據的有效值，K為數據長度。定義formulaseeoriginaldocumentpage5當^/(x)〉M時，Q二l。其牟，1,為該頻段有效值義,的基準值或門限值，M為可設定的允許超限次數，Q為邏輯變量；步驟二、對原始信號做FFT譜，計算4=5]4其中L為譜線數，Z,為第i條譜線；計算原始信號的有效值Z^^"^r"其中X，為原始數據的有效值；尤表示原始數據的第i個值；f表示原始數據的平均值；L為譜線數；A,為第i條譜線；找出Ai對應的F,，Ai滿足A》30。/。X4，其中F,為第i條譜線對應的頻率。如果N二Fi/fK為整數，P二l。其中fK為輸入的設備參數，K=l，2,3……，P為邏輯變量；步驟三、當W二TxDx"為整數，R二l60xg其中，D為工作輥直徑，n為轉速，F,與步驟二相同，R為邏輯變量。步驟四、當QH(PUR)=1時，系統發出預警信號。其中P、R各自獨立，Q與P、R有關聯。由於本發明連軋機帶鋼振動紋檢測方法採用了上述技術方案，其直接進行振動紋的監測，對各種原因產生的振動紋進行預警，避免了不合格產品的批量產生，並根據鋼巻信息可對應地查找產生振動紋的鋼巻。該方法對提高產品質量，減少輥面的磨損，提高生產效率起到了積極的作用。下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明圖1為本發明連軋機帶鋼振動紋檢測方法的示意圖。具體實施例方式如圖所示，帶鋼振動紋檢測裝置3對來自於軋機1的軋機振動信號和來自軋機控制系統2的轉速、鋼巻等工藝信號進行同步採集，按下述方法進行帶鋼振動紋的檢測和信號處理，並實現振動紋預警。步驟一針對每一組原始信號和軋制速度，根據速度的範圍，將原始信號劃段，其分段情況如下tableseeoriginaldocumentpage7其中分段頻率用帶有兩位下標的變量/j表示。A。，6。，/^為可設定輸入參數/^二diW。其中戶^兄對於每一段數據的帶通濾波結果，計算X，.t其中《表示該段數據的第i個值，i為l,2,3',表示該段數據的平均值，L表宗該段數據的有效值；定義/(4tableseeoriginaldocumentpage7其牟，^為該段1的基準值，M為可設定的允許超限次數，Q為邏輯變:步驟二、對原始信號做FFT譜，計算4=^4其中L為譜線數；計算原始信號的有效值^_='K一l其中1為原始數據的有效值；《表示原始數據的第i個值；7表示原始數據的平均值；找出A,對應的F'，使A,滿足A,〉30%X4:其中Ai為第i條譜線，F,為第i條譜線對應的頻率。如果N二F,/fK為整數，P=l。其中fK為輸入的設備參數，K=l，2，3……，P為邏輯變量；步驟三、當A^』x"為整數，R=l60xF'其中，D為工作輥直徑，n為轉速，Fi與步驟二相同，R為邏輯變量。步驟四、當Qn(PUR)=1日寸，系統發出預警信號。其中P、R各自獨立Q與P、R有關聯。權利要求1、一種連軋機帶鋼振動紋檢測方法，包括儲存有軋機設備參數的在線監測系統，該系統對軋機的轉速、振動、鋼卷等信號進行採集，並處理後進行預警信號輸出。其特徵在於該方法包括如下步驟步驟一針對每一組原始信號和軋制速度，根據速度的範圍，將原始信號劃段，其分段情況如下其中分段頻率用帶有兩位下標的變量fjk表示。f00，f02，f10，f20，f22為可設定輸入參數fjk＝fj(k-1)+10其中j為0～2，k為3～7對於每一段數據的帶通濾波結果，計算其中Xi表示該頻段濾波後數據的第i個值，i為1，2，3…，K表示該頻段測量後數據的平均值，Xrms表示該頻段濾波後數據的有效值，K為數據長度。定義當時，Q＝1。其中，Arms為該頻段有效值Xrms的基準值或門限值，M為可設定的允許超限次數，Q為邏輯變量；步驟二、對原始信號做FFT譜，計算計算原始信號的有效值其中Xrms為原始數據的有效值；Xj表示原始數據的第i個值；X表示原始數據的平均值；L為譜線數；Ai為第i條譜線；找出Ai對應的Fi，Ai滿足Ai>30％×A∑，其中Fi為第i條譜線對應的頻率。如果N＝Fi/fK為整數，P＝1。其中fK為輸入的設備參數，K＝1，2，3……，P為邏輯變量；步驟三、當為整數，R＝1其中，D為工作輥直徑，n為轉速，Fi與步驟二相同，R為邏輯變量。步驟四、當Q∩(P∪R)＝1時，系統發出預警信號。其中P、R各自獨立，Q與P、R有關聯。全文摘要本發明公開了一種連軋機帶鋼振動紋檢測方法，其同步採集連軋機的各項技術參數及連軋機運行過程中的轉速、振動、鋼卷等信息，對上述信息採用分頻段處理的預警策略，根據連軋機實時速度確定動態濾波的頻帶範圍，確定濾波結果，對應生產中的輥徑參數，產生振動紋綜合預警，並對預警結果給出解釋；本方法直接進行振動紋的監測，對各種原因產生的振動紋進行預警，避免了不合格產品的批量產生，並根據鋼卷信息可對應地查找產生振動紋的鋼卷。該方法對提高產品質量，減少輥面的磨損，提高生產效率起到了積極的作用。文檔編號B21B37/28GK101450352SQ200710171770公開日2009年6月10日申請日期2007年12月4日優先權日2007年12月4日發明者萬年紅申請人:上海寶鋼工業檢測公司