كاهش نيروي نامتوازن در فرآيند شكل دهي چرخشي چند غلتكه لوله با تنظيم موقعيت شعاعي غلتك ها

Reducing Unbalance Force in Multi-Rollers Tube Spinning Process by Adjustment of Rollers Radial Position

از مزاياي مهم فرآيند شكل دهي چرخشي لوله با چند غلتك، دقت بالاي قطعات توليدي با اين فرآيند است. در اين فرآيند يكي از عوامل تاثيرگذار بر دقت، تعادل نيرويي بين غلتك ها است. درصورتي كه نيروي غلتك ها در اين فرآيند مساوي نباشد مندرل جابه جا شده، باعث كاهش دقت در ضخامت قطعه نهايي مي شود. همچنين عدم تساوي نيروي غلتك ها باعث كاهش كيفيت سطح محصول مي شود. در مقاله حاضر روشي به منظور ايجاد تعادل نيرويي بين غلتك ها و افزايش دقت محصول ارايه شده است. به اين منظور، در ابتدا نيروي هر غلتك به صورت تابعي از موقعيت شعاعي غلتك ها محاسبه مي گردد. در ادامه شبيه سازي اجزاي محدود اين فرآيند در نرم افزار ABAQUS انجام شده و ضرايب لازم در معادلات محاسبه مي شوند. سپس موقعيت شعاعي غلتك ها به نحوي محاسبه مي شود كه نيروي غلتك ها با هم مساوي باشد و عدم تعادل نيرويي بين غلتك ها حذف گردد. با حذف نيروي نامتعادل بين غلتك ها خيز مندرل و عدم دقت ناشي از آن نيز حذف مي شود. در پايان نيروي اعمالي به مندرل قبل و بعد از اعمال روش بالا مقايسه و نشان داده شده است كه با اعمال اين روش، ميانگين اين نيرو به ميزان 97 درصد كاهش مي يابد.

An advantage of tube spinning process is high accuracy of products. Balancing forces among rollers is one of the most effective parameters on product accuracy in this process. Unbalance forces cause mandrel deflection that directly reduces product thickness accuracy. Unbalance forces also reduce surface quality of the product. In this paper, a procedure is proposed to omit unbalance forces between rollers and improve product accuracy. For this purpose, rollers forces are calculated as functions of rollers radial positions. Then coefficients of these functions are calculated from FEM simulations by ABAQUS software. Using these functions the radial positions of rollers are obtained such that the unbalance force among rollers is omitted. As a result, the mandrel deflection due to rollers unbalance force is reduced and the accuracy of product is increased. In verifying the method, mandrel force before and after applying the method has been compared and it is observed that this force is reduced by 97 percent.