بررسی پدیده چتر در نورد سرد ورق با تمرکز روی شرایط اصطکاکی

سرعت نورد بالا و فروکاست زیاد از شرایط مطلوب برای افزایش تولید در فرایند نورد سرد ورق می باشند. ولی اغلب، این شرایط سبب به وجود آمدن چتر می شوند که باعث کاهش کیفیت محصول و صدمه زدن به دستگاه ها می گردد. با توجه به ارزش بالای دستگاه های نورد، پایین نگه داشتن میزان تولید به واسطه وقوع چتر می تواند اثر چشمگیری بر روی قیمت محصولات نورد داشته باشد. لذا انجام پژوهش هایی جهت کنترل پدیده چتر ضروری به نظر می رسد. از سوی دیگر نتایج تجربی نشان داده است که شرایط اصطکاکی نقش بسیار مهمی در چتر ایفا می کند. فعالیت های انجام شده در این تحقیق را می توان به دو قسمت اصلی تقسیم کرد. در قسمت اول این تحقیق مکانیزم های مختلف ایجاد پدیده چتر شناسایی شده و این پدیده با استفاده از مدل های ساده اصطکاکی مدل سازی شده است. برای انجام این کار از نرم افزار متلب و سیمولینک کمک گرفته شده است. همچنین با اضافه کردن موارد تکمیلی مانند حل غیرخطی مدل فرایند، در نظر گرفتن تغییر شکل الاستیک غلتک کار و کارسختی ماده ورق سعی شده تا مدل به واقعیت نزدیک تر گردد. صحت سنجی نتایج از دیدگاه چهار پارامتر خروجی برنامه یعنی سرعت بحرانی چتر، فرکانس غالب، نیرو وگشتاور نورد صورت گرفته و برای این منظور از نتایج عملی واحد نورد سرد تاندم دو قفسه ای مجتمع فولاد مبارکه اصفهان استفاده شده است. بررسی تأثیر ضرایب اصطکاک بر روی چتر بخش دیگری از فعالیت های قسمت اول تحقیق حاضر است. یکی از مهم ترین دستاورد های قسمت اول تحقیق این است که برای رسیدن به سرعت بحرانی ماکزیمم در واحد تاندم دو قفسه ای، مقدار ضریب اصطکاک قفسه دوم بایستی تا حد امکان افزایش یابد. این در حالی است که مقدار بهینه ضریب اصطکاک قفسه اول وابسته به مقدار ضریب اصطکاک قفسه دوم تغییر خواهد کرد. از طرفی ارتعاشات سازه باعث می شود روانکاری سیستم از حالت پایا خارج شود و در نتیجه اصطکاک بین ورق و غلتک تابعی از زمان و موقعیت گردد. داشتن فهمی جامع از پدیده روانکاری ناپایا می تواند به ساختن یک مدل اصطکاکی واقعی برای فرایندهای تحت ارتعاش کمک کند و همچنین می تواند راهکارهایی جهت جلوگیری از ارتعاشات ارائه دهد. لذا در قسمت دوم این تحقیق سعی شده فهم درستی از پدیده روانکاری ناپایا حاصل شود و مدل چتر بر مبنای روانکاری ناپایا تهیه گردد. همچنین در بخش تکمیلی قسمت دوم با کاستن از فرضیات، مدل سازی روانکاری ناپایا در حالت مکانیزم غالب روانکاری در فرایند نورد سرد یعنی رژیم روانکاری مخلوط صورت گرفته است. در نهایت علاوه بر صحت سنجی نتایج از دیدگاه چهار پارامتر خروجی، مقایسه ای بین نتایج حاصل شده از دو قسمت فوق با یکدیگر صورت گرفته و تأثیر پارامترهای روغن بر روی چتر بررسی شده است. از نتایج کلیدی قسمت دوم می توان به دقیق تر شدن مدل چتر با لحاظ کردن روانکاری ناپایا و همچنین مشخص شدن تنش برشی حدی روغن به عنوان یک پارامتر تأثیرگذار بر روی چتر اشاره کرد. از جمله اصلی ترین نوآوری های این تحقیق عبارتند از: تعیین نحوه تأثیرگذاری ضرایب اصطکاک بر روی پدیده چتر در واحد تاندم دوقفسه ای، مدل سازی دینامیکی فرایند نورد با لحاظ کردن روانکاری ناپایا برای کاربردهای عملی مانند بررسی پدیده چتر، نحوه تأثیرگذاری پارامترهای روغن بر روی ارتعاشات سیستم.