بررسی فرایند نورد سرد ورق تحت رژیم روانکاری مخلوط با امولسیون آب و روغن

نیاز روزافزون صنعت به ورق های فلزی با ابعاد دقیق و کیفیت بالا محققان را بر آن داشته تا با مطالعه ی دقیق تر فرایند نورد سرد ورق پاسخگوی نیاز های علمی در این زمینه باشند. از این میان می توان به تحقیقات در زمینه ی روانکاری نورد اشاره نمود. امولسیون آب و روغن از جمله ی روانساز هایی است که به شکل گسترده در صنایع نورد به کار گرفته می شود و لازم است رفتار آن در روانکاری نورد دقیق تر بررسی شود. در این تحقیق با تکیه بر روانکاری مخلوط و استفاده از معادله ی چنگ و مارسالت در این زمینه و ترکیب آن با معادله ی رینولدز توسعه یافته ی ین و کرودا، مدلی برای نورد سرد با امولسیون آب و روغن ارائه شده است و به منظور نزدیک تر شدن فرضیات به شرایط واقعی نورد، کشش های جلو و عقب بر ورق به مدل اضافه شده است. مسئله در دو ناحیه ی ورودی و کاری بررسی می شود که شامل حل دو معادله ی دیفرانسیل غیر خطی مرتبه اول برای یافتن فشار کل و نسبت تماس به همراه معادله ی مرتبه دوم رینولدز برای یافتن فشار فیلم روانکار است. حل مسئله، در یک چرخه شامل پنج حلقه ی سعی و خطا برای ارضاء شرایط مرزی و دستیابی به مجهولات مسئله صورت می پذیرد. در انتهای حل، تغییرات غلظت، توزیع فشار ، نیرو و گشتاور نورد و ضخامت فیلم روانکار به همراه سایر مجهولات بدست آمده ضمن اینکه تغییر شعاع الاستیک غلتک ها به کمک رابطه ی معروف هیچکاک محاسبه می شود. نتایج نشان می دهد که اثر غلظت اولیه ی امولسیون بر متغییر های نورد در سرعت بالا خیلی چشمگیر-تر از سرعت های پایین است و افزایش غلظت سبب افزایش ضخامت فیلم، کاهش نیروی نورد و جابجایی نقطه ی خنثی می شود. با افزودن حل عددی نشان می دهد که در کشش های پایین ورق، استفاده از امولسیون به جای روغن خالص سبب نزدیک شدن نقطه ی خنثی به و رودی، و در کشش های بالا سبب نزدیک شدن آن به خروجی می گردد.