بررسی علل و عوامل سخت افزاری نوسانات نیرو در قفسه های نورد گرم در تست کالیبراسیون

برای تشخیص سلامت دستگاه¬های نورد گرم مجتمع فولاد مبارکه تست کالیبراسیون انجام می¬شود.در این تست نیرویی از مرتبه¬ی نیروی نورد به مدت حدوداً شش ثانیه اعمال می¬شود و سپس پس از آن نیرویی از مرتبه¬ ای پایین تر به مدت حدوداً شش ثانیه اعمال می¬شود.بعد از هربار تعویض غلتک و یا عدم تنظیم سیستم کامپیوتری تست کالیبراسیون انجام می¬شود.در تست کالیبراسیون شرایطی همانند شرایط هنگام نورد ایجاد می¬شود با این تفاوت که در شرایط کالیبراسیون ورق بین غلتک¬های کار وجود ندارد.این تست می-تواند به عنوان ابزاری مناسب برای تخمین شرایط نورد به کار برده شود واز نتایج این تست می¬توان برای تصمیم گیری در مورد انجام یا عدم انجام نورد استفاده کرد. در قفسه¬های نهایی واحد نورد گرم مجتمع فولاد مبارکه نوساناتی در نیروی کالیبراسیون مشاهده شده است که نگران کننده می¬باشد چون ممکن است این نوسانات در نهایت منجر به کیفیت پایین محصول نهایی شود.یکی از اهداف این تحقیق اینست که از روی نوسانات مشاهده شده در تست کالیبراسیون بتوان عیوب سخت افزاری و میزان خرابی را به تفکیک مشخص کرد تا در صورت تشخیص بحرانی بودن شرایط از انجام نورد جلوگیری گردد. منحنی¬های مربوط به نیروها در تست کالیبراسیون در نرم افزار ایباآنالایزر بیانگر اینست که قدر مطلق بیشینه¬ی دامنه¬ی نوسانات تقریباً ثابت است و وقوع ارتعاشات اجباری محتمل به نظر می-رسد.هدف اصلی این پروژه تعیین عوامل سخت افزاری است که باعث این گونه ارتعاشات می¬شوند. برای نیل به هدف فوق الذکر ابتدا باید مدل ریاضی مناسب برای دستگاه نورد تهیه شود.مدل دستگاه شامل دو مدل عمودی و پیچشی می¬باشد.سپس معادلات دیفرانسیل مربوطه استخراج می¬گردند.درگام بعدی باید ضرایب سختی عمودی،ضریب سختی پیچشی معادل و ممان اینرسی جرمی معادل بدست آید.سپس اثر عوامل سخت افزاری شامل عیوب خروج از مرکزیت وبیضی گونی غلتک¬های کار وپشتیبان،مقاومت در برابر غلتش، عدم همراستایی در کوپلینگ¬های چرخ دنده،عیوب موجود در چرخ دنده¬ها و انواع عیوب موجود در یاتاقان¬های غلتشی در معادلات دیفرانسیل بدست آمده وارد می¬شود و این اثرات به صورت تغییرات نیرو و یا به صورت تغییرات گشتاور بر مدل¬های عمودی و پیچشی اعمال می¬شوند.در نهایت معادلات با استفاده از نرم افزار simulink به صورت کوپله حل می¬گردند.لازم به ذکر است تمامی پارامترهای مدل براساس نقشه¬ها و اطلاعات موجود در مجتمع فولاد مبارکه می¬باشد. جواب¬های بدست آمده با جواب¬های ایباآنالایزر مقایسه¬ می¬شود.در ابتدا جواب¬ها با استفاده از نرم افزار matlab و تبدیل فوریه¬ی سریع به حوزه¬ی دامنه بر حسب فرکانس برده می¬شوند.جواب¬های ایباآنالایزر هم می¬بایست به حوزه¬ی دامنه بر حسب فرکانس برده شود.در ادامه فرکانس¬ها و دامنه¬های بدست آمده از شبیه سازی با فرکانس¬ها و دامنه¬های موجود در ایباآنالایزر مقایسه می¬گردند تا نوع عیب و شدت خرابی مشخص شود. از نتایج شبیه سازی مشخص می¬شود که عیوبی بر نوسانات نیروی کالیبراسیون تأثیر گذارند که در مدل عمودی وارد می¬شوند و در واقع به صورت تغییرات نیرو ظاهر می¬شوند.از جمله¬ی این عیوب می¬توان به خروج از مرکزیت وبیضی گونی غلتک¬های کار وپشتیبان و انواع عیوب موجود در یاتاقان¬های غلتشی اشاره کرد.به عبارت دیگر عیوبی که در مدل پیچشی وارد می¬شوند و به صورت تغییرات گشتاور هستند نظیر مقاومت در برابر غلتش، عدم همراستایی در کوپلینگ¬های چرخ دنده و عیوب موجود در چرخ دنده¬ها بر نوسانات نیرو در تست کالیبراسیون تأثیر قابل توجهی ندارند.از مقایسه¬ی نتایج با جواب¬های ایباآنالایزر مشخص می¬شود که خروج از مرکز وبیضی گونی از مهم ترین عیوب هستند و با افزایش میزان خروج از مرکز یا بیضی گونی ،دامنه¬ی نوسانات هم به همان نسبت افزایش می یابد و یکی از قابلیت¬های برنامه¬ی نوشته شده اینست که میزان خروج از مرکز یابیضی گونی را می¬توان از آن استخراج نمود.تعیین دامنه¬ی بحرانی برای عیوب یاتاقان¬ها از نتایج این تحقیق می¬باشد.از نوآوری¬های این تحقیق ایجاد مدل دینامیکی قفسه¬ی نورد در حالت کالیبراسیون و هم چنین مقایسه¬ی نتایج تئوری وعملی می¬باشد.