بررسی احتمال جدایش غلتک از ورق در ارتعاشات اجباری در نورد سرد دو قفسه

یکی از مشکلاتی که در نورد محصولات فلزی وجود دارد، ارتعاشات اجباری موجود در دستگاه نورد است. این ارتعاشات موجب کاهش کیفیت سطح ورق شده و همچنین می تواند عامل اولیه ای برای ارتعاشات خودتحریک چتر نیز باشد. این ارتعاشات بر اثر وجود عیوب در قطعات مختلف تجهیز می تواند باشد. از جمله این عیوب می توان به خارج از مرکزی غلتک ها، بیضیگونی غلتک ها، سایش دندانه چرخدنده ها، خرابی اجزاء کوپلینگ و خرابی اجزاء یاتاقان های غلتشی اشاره کرد. تجهیزات قفسه نورد حین فرآیند نورد بر اثر ارتعاشات تولید صدا کرده که این صدا در موقع بروز چتر به مراتب افزایش می یابد. از فرضیات مطرح شده به عنوان منبع تولید صدا، جدایش ورق از غلتک و غلتک ها از یکدیگر می باشد. برای تحلیل ارتعاشات، مدل دینامیکی از تجهیز نورد در فضای سیمولینک و متلب تهیه شده است. با توجه به اینکه ارتعاشات در قفسه های نورد از برهمکنش سازه و فرایند ایجاد می گردد، این مدل شامل دو بخش مدل فرآیند و مدل سازه می باشد. مدل سازه به صورت عمودی با دو درجه آزادی و مدل فرایند به صورت دینامیکی در نظر گرفته شده است. به منظور مدل سازی ارتعاشات اجباری باید عیوب محتمل در قفسه نورد، به عنوان نیروی خارجی به مدل سازه اعمال گردد. با توجه به اینکه هر کدام از این عیوب نیرویی با فرکانس مربوط به خود ایجاد می کند می توان با تحلیل فرکانسی ارتعاشات اجباری سیستم به شناسایی عیوب در تجهیز نورد پرداخت. برای صحت سنجی نتایج از داده های عملی موجود در واحد نورد سرد دوقفسه مجتمع فولاد مبارکه استفاده شده است. این واحد از دو قفسه نورد چهار طبقه تشکیل شده است. کاهش ضخامت ورق طی سه پاس و به صورت رفت و برگشتی صورت می گیرد. جهت نورد در پاس دوم به صورت معکوس می باشد. کلیه شرایط نورد توسط ده ها سنسور اندازه گیری شده و به صورت سیگنال های دیجیتال و آنالوگ دخیره می گردد. با مقایسه ی فرکانس های غالب در محتوای فرکانسی اطلاعات عملی ثبت شده در واحد نورد سرد با نتایج شبیه سازی ها می توان عیوب موجود در تجهیز را شناسایی کرد. با بررسی اطلاعات چندین کلاف از واحد نورد سرد مشخص شد که عیب رایج در این واحد خارج از مرکزی غلتک های پشتیبان می باشد. همچنین وجود سایش در یک طرف دندانه-های چرخدنده گیربکس قفسه ی اول نیز شناسایی شد. برای بررسی مدل جدایش یک مدل سینماتیکی ارائه شده است. با توجه به اینکه در این مدل اثرات اینرسی و برگشت فنری در نظر گرفته نشده بود، به کمک مدل اجزاء محدود مدل کامل تری ارائه شد. با توجه به اینکه دامنه ارتعاشات در موقع چتر به مقدار بیشینه ی خود می رسد، احتمال جدایش در وضعیت چتر مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی نتایج حاصل از شبیه سازی، آزمایشاتی برای بررسی چگونگی نوسانات غلتک ها انجام گرفت. باتوجه به نتایج شبیه سازی ها و آزمایشات معلوم گردید که در آستانه ی چتر جدایشی بین ورق و غلتک و همچنین غلتک ها صورت نمی گیرد.