軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)是軋機(jī)的核心組成部件，由于軋機(jī)長(zhǎng)期服役導(dǎo)致運(yùn)行磨損和頻繁換輥等多方面客觀因素，系統(tǒng)在多個(gè)位置(如萬向節(jié)軸的滾動(dòng)軸承間、軋輥偏頭處等)都存在間隙，由于間隙的存在導(dǎo)致系統(tǒng)的非線性振動(dòng)。該間隙使軋機(jī)在咬鋼過程中對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)形成較大幅度的扭振，使傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生相當(dāng)大的尖峰力矩。扭矩放大系數(shù)可達(dá)2～4，甚至較大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)超過連接軸材料的許用強(qiáng)度，破壞軋機(jī)設(shè)備，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。當(dāng)間隙引起沖擊發(fā)生時(shí)，各軸段在位移往復(fù)過程中均有多處交叉出現(xiàn)，可以說明間隙處出現(xiàn)重復(fù)碰撞現(xiàn)象。在外載荷的作用下，軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)呈現(xiàn)非線性扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，振幅變化異常無序，表現(xiàn)出復(fù)雜的非周期性。

間隙沖擊導(dǎo)致萬向聯(lián)軸器叉頭斷裂的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，由于設(shè)計(jì)、安裝以及磨損等因素導(dǎo)致中厚板軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)存在不同間隙，在咬鋼沖擊或打滑條件下，各軸段在間隙內(nèi)發(fā)生重復(fù)碰撞，造成振幅變加。針對(duì)某鋼廠現(xiàn)役中厚板軋機(jī)聯(lián)軸器叉頭斷裂事故，將軋機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化成4自由度非線性扭振模型，在MATLAB中建立軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型，采用數(shù)值計(jì)算方法軋機(jī)在間隙沖擊下各軸段的扭矩曲線以及對(duì)扭矩放大系數(shù)的影響，并通過采集連接軸的應(yīng)變數(shù)據(jù)，應(yīng)變曲線。研究結(jié)果給出了軋制過程中聯(lián)軸器叉頭斷裂事故的原因之一，由間隙產(chǎn)生的沖擊改變了系統(tǒng)的加載方式，軋輥咬入鋼坯的速度越高，扭振響應(yīng)越嚴(yán)重。