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被振工件与激振器连接用的专用卡具,当工件的残余应力被消除完毕时

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一些大型焊接机架、箱体、搅拌容器和长搅拌轴等构件,由于缺少大型退火炉,而且部分构件材质、结构以及加工工艺本身的限制,无法采用热时效进行残余应力处理,因此迫切需要一种可靠、高效的消除残余应力的工艺方法。

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伊宁振动时效机械工件去应力振动时效机器货源充足

振动时效工艺(VibratoryStressRelief)简称VSR技术,自20世纪70年代末从国外引进,经过国内的系统研究和消化吸收后,已在航天航空、机床、冶金、造船、矿山机械及纺织机械等行业推广使用,而且还制定了相应的指导技术文件和行业标准。

振动时效工艺的制作分以下几个部分:
(1)分析工件可能出现的振型,找出合理地支撑位置,激振器装卡位置。(2)动应力的测试。(3)振动时效设备的使用。(4)残余应力和动应力测试。1
分析:根据振动时效工件可能出现的振型,合理地支撑工件及装卡激振器的位置。
(一)
梁型件(如图50)多以弯振型较多,支撑一般应用4点距一端2/9和7/9处。激振器一般装卡在中间波峰附近,加速度计安装在一端的波峰附近。(二).板型件(如图51)一般采用3点(互成120度)或4点(对角)支撑再边缘处,激振器一般装卡在两橡胶垫中间边缘波峰附近,加速度计安装在一侧两橡胶垫中间边缘的波峰附近。(三).圆板型件(如图52)一般采用3点(互成120度)或4点(对角)支撑再边缘处,激振器一般装卡在两橡胶垫中间边缘波峰附近,加速度计安装在一侧两橡胶垫中间边缘的波峰附近。(四).方箱型件(如图53)一般采用3点支撑再较长的边缘处,激振器一般装卡在上边钢性较大的边缘波峰附近,加速度计安装在边缘的波峰附近。上述只是简要的介绍一般常规工件的支撑与激振器的装卡位置,具体情况还需要反复试验(利用手动工作模式)来找出合适的振动时效工艺参数。2
动应力的测试。
测试动应力所用的仪器设备: 1)动态电阻应变仪(如图54),
2)测试方法
1.贴片,沿波峰–波节–波峰的振型方向依次贴6–10片。2.计算:可用虎克定律计算动应力值。(3)振动时效设备的使用:
(一) 准备工作:
1.振动时效处理前要准备好做弹性支撑的橡胶垫(或用旧轮胎代替)。被振工件与激振器连接用的专用卡具。
2.将被振工件水平放置在橡胶垫上。
一般情况下,要根据工件的几何形状合理地选择好支撑点?
支撑点应选择在波节处(工件在自由振动时振幅最小处)。
3.激振器的安装:将激振器安装在被振工件的被振工件的波峰处(工件在自由振动时振幅最大处)。激振器底座与工件应刚性连接,接触面要良好。并用专用卡具卡紧,然后将偏心调到1档。连接大小四芯线。
4.加速度传感器的安装:将加速度传感器固定在磁座上放置在工件的波峰处。连接好加速度信号线。
5.绘图仪的安装:将绘图仪水平放置与控制箱连接绘图仪信号线,插上电源。连接控制箱电源。
(二) 操作 1.智能工作:
打开控制箱电源,打开绘图仪电源,此时机器进入自检程序,控制箱各显示器显示为零,绘图仪绘制四个彩色小方框,按复位键几秒钟后按智能启动键,绘图仪绘制坐标后机器启动进入智能工作程序。自动扫频,自动选择工艺参数,自动时效处理,并绘制工艺曲线。
2.手动工作模式:
不用绘图仪,打开控制箱电源开关,按复位键,使系统初始化。按手动键,再按启动键机器即进入手动工作模式,调节手动旋钮即可达到你所需要的转数进行时效处理或制定工艺参数(波峰、波节及支撑位置)。
3.效果检查:
按中华人民共和国机械行业标准(jb/t5926-91)中的振动时效工艺参数选择及技术要求,即可判定振动时效工艺效果。
(三)时效处理的频率.波峰波节.支撑点的选择:
利用手动扫频到被振工件发出较大的翁翁声时,往工件上撒一些沙子,沙子会剧烈的跳动,沙子聚拢处为波节,反之为波峰,共振频率是在电流和加速度值最大时相对应的频率。波峰.波节要反复找多次,使支撑更加合理。
(四)激振力的选择:
激振力大小的选择应根据工件的不同材质.几何形状.刚度的大小及重量等因素来确定。实验和国内外的资料证明,工件的动应力应在20mpa-35mpa之间。焊接件大一些(35mpa)铸件小一些(20mpa)效果较好。动应力的大小可用动态电阻应变仪来测定,若无仪器,可根据被振工件的形态依据材料力学介绍的”理想体”来进行估算。动应力大小的调整是通过改变激振力的大小来完成的,改变激振力是通过改变激振器的偏心距来实现。
(五)振动时间的选择:根据国内外总结的振动时效处理时间表参考来选择。
构件重量(吨) 处理时间(分钟)小于或等于1吨 15–20在1-5吨 20–25大于5吨
25–30表中数据只作参考,实际情况应根据被振工件的几何形状。材质.重量及检查尺寸稳定性,通过实验找出最佳时间。
(六)应注意的几个问题
1.发生强迫共振:随着振动频率的升高,电枢电流一直上升无下降趋势,这时即发生了强迫共振,这种现象一般是由被振工件的重量太小而刚性又太大所导致。
2.找不到共振区:在扫频过程中发现随着频率的升高,电枢电流也缓慢增加,但是电流并不大,直到扫频结束加速度始终在增加并很小,这种现象一般都是由于工件的固有频率超出设备的控制频率范围。
3.发生以上情况,通过实验的方法可以解决。方法1.可以反复改变激振力和支撑点以及激振器的装卡位置。方法2.可以采用悬臂的方法(将工件一端固定.激振器装卡在另一端的方法)。方法3.采用组合振动法(将多个工件刚性连接在一起可以降低工件的固有频率)。
(end)

文章来源:力拓发布时间:2019-01-24 22:52:40

振动时效是通过专门的振动时效设备,首先测出被处理工件自身的共振频率,再控制激振器,给工件施加一个与其共振频率相适应的周期激振力使工件产生共振。工件本身的各个部位获得一定的振动能量,这种能量一部分使工件产生宏观谐振,另一部分消耗在工件内部阻尼和微观的塑性变形上。随着应力集中区大量位错的滑移、空位和晶界的扩散,歪曲的晶格逐渐减少,振动能量更多地转向使工件产生宏观谐振,随着振动处理时间的延长,工件的振幅逐渐增大,工件的共振频率逐渐减小,当工件的残余应力被消除完毕时,这些参数的变化亦趋向稳定。

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我公司某搅拌器结合件全长7.5m,回转直径约3m,全重4.3吨,为低合金钢焊接结构。采用山东煜宏科技有限公司KL10B型振动时效仪进行处理,激振器最大激振力10KN,可激振工件最大重量50吨。

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该件号为轴类零件,可参照典型梁型工件振动处理工艺进行。首先设计了专用工装支架在距两轴端约总长2/9的部位支撑工件,支架支撑工件处采用橡胶哈夫垫支撑,激振器固定在搅拌轴中央,拾振器用磁铁吸紧在一端。考虑到搅拌器残余应力较大,决定在搅拌轴截面上互相垂直的两个方向上都进行处理,其中一个为主振,另一个为副振。主振时间定为15分钟,副振时间5分钟。经过试振,对支撑位置、激振器装夹位置、拾振器位置进行了凋整,激振器偏心档位选择为60,工件达到了较好的振动效果。在确定好以上工艺参数后,对工件进行了振动时效。搅拌器主振后,从相关曲线判断,达到振动时效工艺效果。考虑到搅拌器残余应力较大,又将搅拌轴转动90,重新装夹激振器及拾振器,进行了5分钟的副振以加强振动时效效果。副振时相关曲线已趋稳定,说明工件的残余应力已消除完毕,振动已不再产生消除和均化残余应力和强化金属的作用。

被振工件与激振器连接用的专用卡具,当工件的残余应力被消除完毕时。振动时效之所以能够部分地取代热时效,是由于该项技术具有一些明显的特点。振动时效的几个重要参数是:“支撑点、振型、激振点、加速度、固有频率、时间”其中振动加速度、共振频率、共振时间是决定工艺效果的主要参数。1.机械性能显著提高
经过振动处理的构件其残余应力可以被消除20%~80%左右,高拉应力区消除的比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命,降低应力腐蚀。可以防止或减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生。可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。2.适用性强
由于设备简单易于搬动,因此可以在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几百吨的构件都可使用振动时效技术。特别是对一些大型构件无法使用热时效处理时,振动时效就具有更加突出的优越性。3.节省成本
振动时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需一至二天以上,且需大量的煤油、电等能源。因此,相对于热时效来说,振动时效可节省能源90%以上,可节省费用90%以上,特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。

搅拌器经振动时效消除应力处理后,通过比照有关振动时效处理标准,证明振动时效技术在降低乃至消除搅拌器类零部件残余应力方面,是一种简便、有效、节能、环保和快捷的先进工艺,不受工件尺寸、重量、结构以及场地的限制,值得应用与推广。现在,振动时效工艺在公司其他一些大型零部件加工中也得到了广泛应用。

振动时效的好处。一,
投资少:与热时效相比,它无需庞大的时效炉,可节省占地面积与昂贵的设备投资。二,
振动时效后不会改变工件的机械性能,能够保持原来的尺寸及硬度,同时大大提高了抗变形能力三,
生产周期短:自然时效需经几个月的长期放置,热时效亦需经数十小时的周期方能完成,而振动时效一般只需振动数十分钟即可完成。四,
节约能源,降低成本:在工件的共振频率下进行时效处理,耗能极小。{

□郑州纺织机械股份有限公司 马光田 周世勇

机床部件振动时效工艺分为两种振动时效工艺、整体时效、一般重量50公斤以上的构件。振动台工艺、单个重量在50公斤以下的构件、箱体单件整体振动时效,箱型构件、它的振动时效常规工艺是由三个弹性支撑、目的是在振动过程中减小振动阻力、使构件达到动应力。激振器用专用c型卡具钢性连接在被震构件上。如图:2图2粱型构件、它的振动时效常规工艺是由四个弹性支撑、减小振动阻力。激振器用专用c型卡具钢性连接在被震构件上。如图:3图3回转工作台以下两种支撑方法、可根据现场环境进行调上述准备完成进行振动时效、对被震构件进行扫频、调整激振力使其达到消除应力效果,振动消除应力系统的振动加速度应在3.5g-20g范围)。振动时效整机组成部分及相关特点振动时效设备是由控制器、激振器、传感器、弹性胶垫、打印系统、装卡工具及相关连接线组成。伊宁振动时效机械工件去应力振动时效机器货源充足所以消除残余应力是在现代加工过程中不可缺少的部分。又由于振动时效在消除残余应力方面有着传统方法无法媲美的优势,它的应用将大大改善残余应力,可以满足加工的需要。尤其在能源紧缺、限制环境污染及高效生产的形势下,振动时效技术越来越受到国内外的重视,其发展空间是巨大的。同时,在这种情况下,对振动时效技术的要求也会越来越高,就要必须加大对其研究和开发,使其快速发展,以满足市场的需要。但是,由于我国对这方面的研究起步较晚还不够深入,而以前的研究大都是对其某一部分的研究,而并没有全面的探讨,所以在推广上存在着较多困难。本次课题主要是从这项技术总体出发,研究包括机械部分、原理、工艺以及控制单元,使其形成一个整体脉络。伊宁振动时效机械工件去应力振动时效机器货源充足伊宁振动时效机械工件去应力振动时效机器货源充足我国已有大量振动时效设备投入使用,涉及领域包括机床、冶金、矿山、航空、航天、、轻工、电力、纺织、风机、建筑、造纸等几乎所有机械制造行业。随着其应用日益广泛,对其研究也越来越深入[5]。我国科技工作者经过多年努力,在振动时效技术发展和设备研制上取得了突破性进展,振动时效设备从普通型发展到智能型、专家型;在操作方式及数据分析上由人工手工完成发展到计算机分析处理数据;电控工艺过程自动控制并达到***振动时效效果。可以说在振动时效技术国已经取得了相当大的突破。随着加快制造业的发展,对其工艺的要求越来越高,而由于金属构件在加工过程中产生的残余应力又对构件的尺寸、结构等方面存在着潜在的危害,很可能影响到整个加工。

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