Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed ZeiaeiRad,MohammadReza Forouzan
سعید ضیائی راد (استاد مشاور) محمدرضا فروزان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Rasoul Shahsamandi
رسول شاه سمندی اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Study on Roll Separation with Forced Vibration of Two Tandem Cold Rolling Mills
One of the problems in metal rolling products is forced vibrations in mill stands. These vibrations can degrade the quality of the strip surface and can trigger self-excited vibration (chatter). These vibrations can be due to different components of equipment. Some of these defects are eccentricity and ovality of rollers, misalignment of coupling, wear in gears and defects in bearing. Rolling equipment of mill stands produces sounds which will be increased when chatter happens. It is supposed that the sounds are due to separation of the roller from strip or between the rollers themselves. To analyze the vibrations, a dynamic model of rolling stand has been developed in SIMULINK space of MATLAB software. Rolling mills vibrations are produced as a result of interaction between the structure and the process, therefore, this model consists of two parts: the model of process, and the model of structure. The model of structure is considered to possess two degrees of freedom which are vertical. The model of the process is also considered to be dynamic. Possible defects are considered as external forces. Considering the fact that each defect produces a force with the specified frequency the defects of the system can be identified using frequency analysis of forced vibrations of the system. For model verification data from two stand reversing cold mill of Foolad Mobarake Steel Company (MSC) have been used. This unit consist of two four-high (F-H) rolling mills. Thickness of the strip is reduced in three reversing passes. The direction of rolling in second pass is reverse. All the condition of rolling are measured using tens sensors and saved as digital and analogue signals. Comparing FFT of the data with simulation result, the defects of the equipment can be identified. After investigation into data of two-stand cold rolling unit, it has been understand that the usual defect in this unit is eccentricity of the back-up rollers. In addition, wear in one side of the tooth-gear in the gear box of the first stand has been observed. To investigate the separation, this phenomena has been modeled with kinematical model. Due to the fact that the effects of the inertial forces and spring-back not considered, a more complete model has been proposed using FE analysis. Considering the fact that the amplitude of vibrations reaches its maximum amount during chatter, the possibility of separation has been investigated in chatter. Experiments have been done to observe the vibrations of rollers. Considering simulation and experiment results, it has been proved that there is no separation between strip and work roll also between rolls themselves when close to threshold speed of the chatter. Keywords: Rolling mills, Forced vibration, Separation, Frequency analysis
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. کلمات کلیدی: 1- قفسه نورد 2-ارتعاشات اجباری 3-جدایش 4-تحلیل فرکانسی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی