工作辊轴承滚道波纹度故障下板带轧机垂直振动特性研究

来源：振动与冲击杂志2024年第18期北京时间：

作者：侯东晓,，石俊祥，张博，宛启智，郎小月

单位：1.东北大学秦皇岛分校控制工程学院，河北 秦皇岛066004；2.冀东发展集团有限责任公司博士后工作站，河北 曹妃甸063200

摘要：考虑滚道波纹度的影响，基于Hertz弹性接触理论建立了工作辊故障轴承的动态非线性接触力模型。在此基础上，考虑轧机辊系结构振动的影响，建立了工作辊轴承滚道波纹度故障下板带轧机的三自由度非线性垂直振动模型。通过数值仿真分析了波纹度波数、幅值、轴承间隙以及转速等参数对轧机轧辊非线性振动特性的影响。研究发现：在故障轴承非线性接触力的激励下，不同波纹数振动频谱图中出现不同的故障特征频率、倍频以及与轧辊转频的组合频率；当波纹数等于滚动体数目时，轧辊将产生剧烈振动。随着轧辊轴承波纹度幅值的增大，故障特征频率及其三倍频幅值显著增加，通过合理改变轴承间隙能够有效抑制，但过大的轴承间隙会降低系统稳定性。在中等转速范围内，轴承波纹度故障将导致轧机出现超谐波共振、主共振等多种非线性振动行为。此外，相对于外圈故障，轧机系统对工作辊轴承内圈波纹度故障的表现更为敏感。<br>

关键词：滚道波纹度；轴承；非线性；板带轧机；垂直振动