作者:admin 發(fā)布時間:2021-05-08 11:56 瀏覽次數(shù) :
陜西安燁順科技有限公司從事機械設(shè)備、智能自動化設(shè)備、機械零部件、電子產(chǎn)品及配件和振動時效消除應(yīng)力設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的實業(yè)公司:服務(wù)于航空航天、船舶重工、、機械加工、汽車制造、重型機械、科研院所、檢測機構(gòu)、高校、等領(lǐng)域。
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振動時效消除應(yīng)力工藝特點
振動時效消除應(yīng)力之所以能夠取代熱時效,是由于該技術(shù)具有明顯的優(yōu)點。
1、 機械性能顯著提高
經(jīng)過振動時效消除應(yīng)力處理的構(gòu)件其殘余應(yīng)力可以被消除20%—80%左右,高拉應(yīng)力區(qū)消除的比例比低應(yīng)力區(qū)大。因此可以提高使用強度和疲勞壽命,降低應(yīng)力腐蝕??梢苑乐购蜏p少由于熱處理、焊接等工藝過程造成的微觀裂紋的發(fā)生。可以提高構(gòu)件抗變形的能力,穩(wěn)定構(gòu)件的精度,提高機械質(zhì)量。
2、 適用性強
由于設(shè)備簡單易于搬動,因此可以在任何場地上進行現(xiàn)場處理。它不受構(gòu)件大小和材料的限制,從幾十公斤到幾十噸的構(gòu)件都可以使用振動時效消除應(yīng)力技術(shù)。特別是對于一些大型構(gòu)件無法使用熱時效時,振動時效消除應(yīng)力就具有更加突出的優(yōu)越性。
3、節(jié)省時間、能源和費用
振動時效消除應(yīng)力只需30分鐘即可進行下道工序。而熱時效至少需要一至兩天以上,且需要大量的煤油、電等能源。因此,相對與熱時效來說,振動時效消除應(yīng)力可節(jié)省能源90%以上,可節(jié)省費用95%以上,特別是可以節(jié)省建造大型燜火窯的巨大投資。
三、振動時效消除應(yīng)力工藝的發(fā)展及應(yīng)用
用振動的方法消除金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力技術(shù),于1900年在美國就取得了。但由于人們長期使用熱時效,加上當(dāng)時對振動時效消除應(yīng)力消除殘余應(yīng)力的機理還不十分明確,且高速電機尚未出現(xiàn)造成設(shè)備沉重、調(diào)節(jié)不便,因此該技術(shù)一直未得到實際應(yīng)用。
一、 振動頻率的確定
在共振狀態(tài)下,可用小的振動能量,使工件產(chǎn)生的振幅,得到的動應(yīng)力和動能量,從而使工件中的殘余應(yīng)力消除的更,工件獲得的尺寸穩(wěn)定性效果更好。
振動時效消除應(yīng)力中的共振狀態(tài),是在外部激振器激振力的持續(xù)作用下,零件處于“受迫振動”時的一個狀態(tài)。它的條件是激振頻率接近工件的固有頻率,這時振動特性中的振幅—頻率曲線出現(xiàn)一個峰值,振幅的陡然對振動時效消除應(yīng)力產(chǎn)生附加動應(yīng)力有利。
工件在振動時效消除應(yīng)力時是一個振動體,它與其支撐用的彈性橡膠墊和激振器組成為一個振動系統(tǒng),當(dāng)該系統(tǒng)進行自由振動時,根據(jù)振動學(xué)原理,它的共振頻率僅與系統(tǒng)本身的質(zhì)量、剛度和阻尼有關(guān)。這個頻率是由系統(tǒng)固有性質(zhì)所決定的,稱為固有頻率。
振動時效消除應(yīng)力中一個工件和它的支撐體組成振動學(xué)中一個質(zhì)量和一個彈簧的振動系統(tǒng),它的固有頻率可用下列通式表示:
(4-1)
式中: -----固有頻率(HZ);K---彈簧的剛度(Kg/cm);
m---振動體質(zhì)量(Kg)。
圖4-1示出了某均質(zhì)等截面梁彎曲的頻率及相應(yīng)的振型。
由振動頻率的方程解及上圖可知,具有幾個自由度的振動系統(tǒng),有幾個固有頻率,按低至高
頻順序分別稱為:固有頻率(基本固有頻率);二個固有頻率……。對于每一個固有頻率都有一個確定的位移形態(tài),稱為振型,就是說,對應(yīng)每一個固有頻率都有對應(yīng)的一個振型。
工件的固有頻率可用振動時效消除應(yīng)力設(shè)備本身來測定,以VSR系列振動時效消除應(yīng)力設(shè)備為例,只要按一下控制器面板上的“啟動”按鈕,整套裝置就會在其掃頻范圍內(nèi)尋找出被時效工件的固有共振頻率,并將固有頻率值、固有頻率下所對應(yīng)的工件的振動加速度值及工件在固有頻率周圍的振動趨勢圖打印出來,使操作者一目了然。
圖4-2
振動頻率一般選擇在共振峰前沿,即工件的亞共振區(qū),一般確定在共振峰高度的 所對應(yīng)的頻率范圍內(nèi),如圖4-2所示,該工件的固有共振頻率為4500r/min,共振時產(chǎn)生的振動加速度(峰值)為60.0m/s2,則對工件的振動時效消除應(yīng)力頻率就確定為工件的振動加速度值在20.0~40.0m/s2區(qū)域內(nèi)所對應(yīng)的頻率。具體的確定方式有兩種:
1.手動調(diào)節(jié)。首先將激振器頻率調(diào)節(jié)到工件固有頻率以下100r/min處,即4400r/min,觀察控制器上加速度的值,然后再用手動慢慢升速,使加速度值升高在20~40m/s2范圍內(nèi),具體掌握在多大的頻率下,還要看工件的振動情況,若工件在共振狀態(tài)時振動很激烈,則可選擇在 范圍內(nèi),若工件振動不是很激烈,則選擇在 范圍內(nèi)。
2.自動調(diào)節(jié)。VSR系列全自動控制器會自動地控制整套設(shè)備對工件進行頻率、振動情況的測定,并給出數(shù)據(jù)及曲線圖,并根據(jù)系統(tǒng)自動地確定對工件的振動頻率,這一切無需人工干預(yù),而只需按一下自動按鈕就可完成。
振動時效消除應(yīng)力:
3.振動時效消除應(yīng)力,在國外稱之為“VSR”技術(shù),它是在激振器的周期性外力(激振力 )的作用下,使被處理的工件產(chǎn)生共振,并通過這種共振方式將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位,使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形—被歪曲的晶格逐漸恢復(fù)平衡狀態(tài)。位錯重新滑移并釘扎,從而使工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力得以消除和均化,終防止工件在加工和使用過程中變形和開裂,保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。
注意事項及禁止事項
1、開機前要確認(rèn)電源電壓是否正確,交流220V。
2、在電網(wǎng)波動較大的場合使用,一定要接入交流自動穩(wěn)壓電源(3KW以上);
3、控制器要經(jīng)常保持清潔、干燥、注意防塵防潮。
4、電機與偏心箱的軸承在設(shè)計時選用精密高速軸承,潤滑油選用高溫潤滑油,故激振器在工作過程中應(yīng)及時注油,以減少軸承磨損,降低電機電流,如在長期使用中出現(xiàn)雜音或電流升高現(xiàn)象,應(yīng)檢查是否軸承磨損嚴(yán)重,如確認(rèn)應(yīng)及時更換新的同型號軸承。
電機軸承型號為:D60203,偏心箱軸承型號為:D60209,D60208;
5、電機換向器表面應(yīng)保持清潔,若出現(xiàn)燒焦或劃傷時,可用600#紗布研磨。長期使用后,應(yīng)以電樞軸端中心孔定位,精磨換向器表面,電機電刷應(yīng)與換向器表面接觸良好,其接觸面積不能少于75%;
6、電機工作500—600小時后,要檢查電刷尺寸,如磨損嚴(yán)重,可更換電刷,更換后,將偏心調(diào)至零擋,進行低速研磨2小時以上,電刷與換向器接觸面要達到75%以上方可使用;
7、激振器要防止雨淋和雜物掉入;
8、調(diào)整偏心檔位時,內(nèi)六角螺釘一定要緊固,以防檔位滑移;
9、所有緊固件都要經(jīng)常檢查,嚴(yán)防松動;
10、激振器與被振工件要剛性連接,防止卡具松動或疲勞損傷,并注意檢查或及時更換;
11、拾振器是用一個永磁體制成的磁座吸附在被振構(gòu)件上的,吸力較大,使用時應(yīng)注意:
磁座在吸附和收起時,應(yīng)小心動作,以免拉斷拾振器信號線插頭。
聲波時效法是國外較流行的焊后處理、表面局部強化和消除余應(yīng)力的方法。該方法首先在前蘇聯(lián)的烏克蘭延生,于二十世紀(jì)六十年代在美國得到迅速發(fā)展,在十三屆國際焊接學(xué)會上被公認(rèn)為是提高焊接結(jié)構(gòu)疲勞性能方法,并在發(fā)達國家迅速得以推廣應(yīng)用,經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展,聲波時效處理的工藝及設(shè)備已日趨完善,該方法的執(zhí)行機構(gòu)輕巧,使用靈活方便、噪音小、效率高、成本低、節(jié)能、無污染。