بررسی و ارائه مدل پیش بینی سایش غلتک های نورد گرم

نورد یکی از مهم¬ترین فرآیندهای صنعت است که نسبت به بقیه¬ی فرآیندهای شکل¬دهی توجه بیشتری را در بر می¬گیرد. سایش غلتک یک پدیده¬ی چندوجهی است که ترکیب خستگی مکانیکی و حرارتی، خراشیدگی، چسبندگی و خوردگی را شامل می¬شود و به شرایط تماسی دو جسم و خصوصیات مواد درگیر بستگی دارد. سایش غلتک¬های کاری نورد گرم از مواردی است که تأثیر مهمی بر شکل¬گیری پروفیل ورق و عیوب ناشی از آن مثل موج و کاناله¬ی ورق دارد. پیش¬بینی پروفیل سایش غلتک در صنعت امری پراهمیت است که مستلزم شناخت دقیق پارامترهای اثرگذار و اعمال آنها و همچنین، شرایط تجربی خط نورد مورد بررسی می¬باشد. پیش¬بینی مناسب پروفیل غلتک امکان تعویض به¬موقع غلتک¬ها و تخمین واقعی از پروفیل ورق را فراهم می¬سازد. در این پروژه سعی شده است پدیده¬ی سایش به طور کامل معرفی گردد و پارامترهای موثر بر سایش غلتک¬های کاری نورد گرم مورد بررسی قرار گیرد. همچنین، انواع مکانیزم¬های سایش غلتک¬های کاری و تفاوت آنها در قفسه¬های مختلف بیان شده¬اند. در ادامه، انواع سایش ایجاد شده در غلتک که عبارت از سایش یکنواخت و محلی است، بحث شده است. تعریف¬های مربوط به پروفیل ورق و المان¬های آن و نیز اثر سایش بر پروفیل و عیب کاناله در ادامه آمده است. از آن¬جا که یکی از مهم¬ترین اهداف این پروژه، پیش¬بینی سایش غلتک¬های کاری بعد از عبور هر ورق و همچنین، پس از برنامه¬ی نورد می¬باشد، تئوری¬های مربوط به آن و نیز دو مدل ارائه شده تا کنون ذکر شده است. دو مدل مجزا یکی برای پیش¬بینی پروفیل سایش غلتک پس از عبور ورق و یکی برای پیش¬بینی آن در انتهای برنامه¬ی نورد، پیشنهاد می¬شود. در مدل اول با استفاده از روش المان محدود، و نوشتن برنامه¬ی مربوطه، نورد گرم، مدل¬سازی شده و با استفاده از توزیع فشار در طول غلتک، سایش اندازه¬گیری می¬گردد. برای به¬دست آوردن ضریب تجربی موجود در معادله، سایش ناشی از عبورهای مختلف، جمع و با سایش واقعی حاصل از نمونه¬ی تست انجام شده در خط نورد گرم شرکت فولاد مبارکه، کالیبره می¬شود. نتایج، به¬وسیله¬ی مقایسه¬ی نیروی به¬دست آمده با نیروی نورد واقعی تأیید می-گردد. در مدل دوم که برای پیش¬بینی سایش ناشی از یک برنامه¬ی نورد پیشنهاد شده است، نمودارهای تناژ و سایش نسبت به طول غلتک رسم شده است. در ادامه، طول غلتک به چهل قسمت مساوی تبدیل شده و بر اساس تناژ و عرض¬های ورق¬های یک برنامه¬ی نورد، تناژ عبوری از هر قسمت، به-دست آمده و به عنوان ورودی برای آموزش شبکه¬ی عصبی به کار می¬رود. خروجی شبکه، سایش هر قسمت است که به¬وسیله¬ی گراف¬های حاصل شده از قبل و بعد از برنامه¬ی نورد از شرکت فولاد مبارکه به¬دست آمده¬اند. مبنای این مدل، گراف¬های سطحی واقعی به¬دست آمده از دستگاه سنگ¬زنی کارگاه غلتک نورد گرم می¬باشد. مدل اول از نظر منظور کردن همه¬ی پارامترهای موثر بر مدل دوم برتری دارد و مدل دوم از دیدگاه سرعت حل مسئله بهتر از مدل اول می¬باشد. تفاوت نیروهای نورد تئوری و تجربی در مدل اول، به¬دلیل اختلاف تخمین تنش تسلیم با مقدار واقعی و نادیده گرفتن تختی غلتک، قابل توجیه است. همچنین، اختلاف پروفیل سایش تئوری و واقعی در مدل دوم به¬دلیل نادیده گرفتن برخی پارامترهای موثر در سایش، آموزش ناکافی شبکه¬ی عصبی و سایش-های محلی غیرقابل پیش¬بینی می¬باشد. به¬طور کلی می¬توان نتایج حاصل شده از هر دو مدل¬سازی را قابل قبول دانست. همچنین، پروفیل¬های سایش پیش-بینی شده از نظر کیفی تطابق خوبی با نمونه¬های تجربی دارند.