المنتجات المدرفلة على البارد المتطورة مثل صفائح الأجهزة المنزلية, تتطلب صفائح السيارات والفولاذ الكهربائي جودة صارمة للغاية لشكل الشريط. لذلك, أصبح التحكم في شكل الشريط تقنية أساسية في تحسين عملية الدرفلة على البارد, أبحاث المعدات والتحكم الذكي. تتضمن طرق تعديل الشكل التقليدية ثني اللف المتماثل, إمالة لفة والتبريد المجزأ. لكن, هذه الأساليب لها قيود واضحة عند التعامل مع عيوب الشريط غير المتماثلة. نتيجة ل, يوفر تطوير وتطبيق التحكم في ثني لفة العمل غير المتماثل حلاً فعالاً لمشاكل الشكل غير المتماثل الشائعة في إنتاج الدرفلة على البارد.
## 1. الوضع الحالي وقيود التحكم التقليدي في شكل الشريط
### 1.1 مخاطر عيوب الشريط غير المتماثلة
في إنتاج الدرفلة الباردة, العديد من العوامل تسبب تشوهًا غير متساوٍ للشريط. على سبيل المثال, سمك واردة غير متساو, تؤدي خصائص المواد غير المتناسقة وتشغيل المعدات غير المتماثلة على جانبي المطحنة بسهولة إلى عيوب موجة أحادية الحافة. هذه المشاكل النموذجية غير المتماثلة تقلل من إنتاجية المواد, زيادة تكاليف الإنتاج وإضعاف القدرة التنافسية للمنتجات. في الحالات الشديدة, قد تتسبب العيوب أيضًا في تقشير سطح اللفة وتعطل المعدات.
يمكن التخلص من العيوب المتماثلة مثل الموجات المركزية والموجات ذات الحافة المزدوجة بشكل جيد عن طريق الانحناء المتماثل التقليدي. في المقابل, لا يمكن تصحيح الموجات غير المتماثلة أحادية الحافة بدقة باستخدام الطرق التقليدية, وقد قيدوا منذ فترة طويلة تحسين جودة الشريط البارد.
### 1.2 عيوب طرق تعديل الشكل التقليدية
تعتمد مصانع الدرفلة على البارد الحديثة بشكل أساسي على إمالة اللف, ثني لفة العمل المتماثل والتبريد المجزأ للتحكم في الشكل. الانحناء المتماثل هو طريقة التعديل الأكثر استخدامًا والأكثر حساسية, ولكنه يعمل فقط على تحسين انحرافات الشكل الثانوي والرابع المتماثل. ولا يمكنه استهداف أخطاء الشريط غير المتماثلة.
يعتمد معظم التصحيح غير المتماثل حاليًا على إمالة اللفة والتبريد المحلي. إمالة اللفة لها عيوب متأصلة. أولاً, فهو يسبب تقلبًا مفاجئًا في الشكل ودقة ضبط منخفضة. لا يمكنها إزالة العيوب غير المتماثلة بشكل كامل وقد تؤدي إلى مشاكل جديدة في الشكل أو كسر الشريط. فضلاً عن ذلك, تؤدي الحلقة المغلقة للموضع والحلقة المغلقة لقوة التدحرج إلى حدوث تداخل في الاقتران أثناء تعديلات الإمالة الصغيرة. تؤدي هذه المشكلة إلى ضعف استقرار النظام وأخطاء ثابتة كبيرة.
## 2. المبدأ وهيكل النظام للتحكم في ثني لفة العمل غير المتماثلة
### 2.1 مبدأ التحكم الأساسي
يعمل ثني لفة العمل على تغيير انحراف اللفة من خلال الدفع الهيدروليكي عند أطراف اللفة. إنه يعيد تشكيل فجوة اللفة ويضبط سمك مخرج الشريط وتوزيع التوتر العرضي لتحقيق التحكم في الشكل.
يطبق الانحناء المتماثل التقليدي قوة ثني متساوية على جانب القيادة وجانب التشغيل. تشوه اللفة متماثل على طول خط الوسط المتداول, لذا فإن التعديل من جانب واحد يؤثر حتماً على الجانب الآخر. على الجانب الآخر, التحكم في ثني لفة العمل غير المتماثلة يكسر حد القوة المتساوية. إنها تطبق قوى ثني مختلفة على كلا جانبي لفة العمل لإنتاج انحراف لفة غير متماثل. تغير هذه الطريقة توزيع الضغط بين اللفائف وتشكل فجوة لفة غير متماثلة, مما يعوض بشكل فعال انحراف سمك الإسفين وعيوب الموجة ذات الحافة الواحدة.
### 2.2 تحويل نظام التحكم
تعتمد مصانع الدرفلة الباردة التقليدية تحكمًا متزامنًا في ثني لفة العمل. في أثناء, يعمل التحكم غير المتماثل في ثني لفة العمل على ترقية النظام الأصلي عن طريق تثبيت حلقات تحكم مستقلة لجانب المحرك وجانب التشغيل.
يدعم النظام المحسن وضعين للعمل. يحافظ على قوة الانحناء المتساوية لتصحيح الشكل المتماثل التقليدي, كما يسمح أيضًا بإعداد القوة المستقلة لتحقيق التعديل غير المتماثل. إجمالي, يزيد هذا التحول من حرية التحكم في الشكل بتكلفة منخفضة دون استبدال معدات الدرفلة المتطورة.
## 3. التحليل النظري وطرق الحساب
لتحليل أداء التحكم في ثني لفة العمل غير المتماثلة بدقة, أنشأ باحثو الصناعة نموذجًا كاملاً للتحكم في الشكل. يغطي هذا النموذج التشوه المرن لللفة, تشوه الشريط البلاستيكي والتواء الشريط. تضمن طرق الحساب العددي الناضجة إمكانية التطبيق العملي الهندسي.
يتم اعتماد طريقة وظيفة تأثير الوحدة المجزأة لحساب تشوه اللفة. فهو يوازن بين دقة الحساب والكفاءة. علاوة على ذلك, إنه يتجنب الدقة المنخفضة للطرق التحليلية ومشكلة عدم التقارب لمحاكاة العناصر المحدودة للشرائط الرقيقة. في ظل ظروف العمل غير المتماثلة, يتم تحليل جسم اللفة بالكامل بناءً على نظرية كاستيجليانو.
يتم استخدام الطريقة المتغيرة لحساب تشوه الشريط البلاستيكي للتكيف مع خصائص التشوه ثلاثي الأبعاد للشرائط المدرفلة على البارد. تم إنشاء خوارزمية تكرارية متعددة الدورات لمراجعة الضغط الداخلي, قوة المتداول, سمك الخروج والتوتر. يقدم النظام تدفقًا معدنيًا عرضيًا ويستخدم تركيب شريحة مكعبة لمحاكاة توزيع السمك العرضي. أخيراً, يتنبأ نظام الحساب الأمثل بدقة بتوزيع الضغط, سمك الخروج وتباين التوتر العرضي تحت قوى الانحناء غير المتماثلة المختلفة.
## 4. المزايا التقنية وتأثيرات التطبيق للتحكم في ثني لفة العمل غير المتماثل
### 4.1 تحسين الضغط بين البكرات وإطالة عمر خدمة الأسطوانة
تعمل أداة التحكم في ثني أسطوانة العمل غير المتماثلة على موازنة ضغط التلامس بين بكرات العمل بشكل فعال, لفات وسيطة ولفات احتياطية. إنه يقلل من الضغط الأقصى عند أطراف اللفة ويحسن التوزيع غير المتساوي للضغط. تعمل هذه التقنية على تخفيف تآكل اللفة غير المتماثلة وتجنب تقشير سطح اللفة, وبالتالي تقليل تكاليف صيانة المعدات ومعدلات الفشل.
### 4.2 القضاء على السماكة غير المتماثلة وانحراف التوتر
تتسبب الشرائط الواردة ذات سماكة الإسفين دائمًا في حدوث توتر عرضي غير متوازن وموجات ذات حافة واحدة. لا يمكن للانحناء المتماثل أن يحل اختلاف السُمك من جانب واحد. لكن, يعمل التحكم غير المتماثل في ثني لفة العمل على تصحيح انحراف السُمك العرضي وتحقيق توزيع موحد للتوتر عند مخرج الشريط. إنه يزيل بشكل أساسي عيوب الشكل غير المتماثلة.
### 4.3 استبدل إمالة الأسطوانة للحصول على ضبط دقيق عالي الدقة
استخدام انحراف بيسل المعياري كمؤشر للتقييم, تظهر المقارنة العملية أن تعديلات إمالة اللفة الصغيرة تسبب تقلبًا كبيرًا في الانحراف المعياري وضعف ثبات الشكل. عندما يستبدل المستخدمون الإمالة بالتحكم في ثني لفة العمل غير المتماثلة, ينخفض انحراف الشكل ونطاق التذبذب بشكل ملحوظ. إنه يحسن بشكل كبير تجانس الشريط ودقة التحكم الشاملة في ظل العيوب البسيطة غير المتماثلة.
## 5. ملخص فني
إن التحكم في ثني لفة العمل غير المتماثلة يكسر قيود الانحناء المتماثل التقليدي. إنه يشكل نظامًا نظريًا وعمليًا كاملاً لتصحيح شكل الشريط غير المتماثل. تعمل التقنية على تحسين توزيع ضغط اللفة, يقلل من تآكل الأسطوانة ويقلل من مخاطر الإنتاج. إنه يحل محل إمالة اللفة غير المستقرة في سيناريوهات الضبط الدقيق ويحقق التحكم عالي الدقة في الشكل مع تكلفة تجديد منخفضة.
متوافق مع HC, جامعة كاليفورنيا, CVC ومطاحن الدرفلة الباردة التقليدية ذات الأربعة مستويات العالية, يتميز التحكم غير المتماثل في ثني لفة العمل بمنطق بسيط وعتبات تطبيق منخفضة. لقد أصبحت تقنية عملية رئيسية للقضاء على عيوب الشريط غير المتماثل وتلبية متطلبات إنتاج الدرفلة على البارد المتطورة.
