大连船舶重工海洋工程有限公司铆焊公司
振动时效是采用共振的原理——即在激振器的周期性外力的作用下,当所施加给工件的动应力大于或等于材料的屈服极限即工件与激振器的频率相叠加时产生共振,这时在共振状态下,就会使工件内受约束的分子发生位错滑移,而使一大部分残余应力得到释放,余下的部分残余应力经过二十至四十分钟的调整部分处于均化状态。振动时效可以使残余应力降低或均化,高应力区降低的比例要大一些,振动时效具有生产周期短、无环境污染、节约生产成本、工件尺寸精度稳定性好等诸多优点。
振动时效在我国从上世纪七十年代开始做为国家重点科研攻关项目才逐渐被人们认识,经过近三十年的不断研究探索,目前已被我国机械制造业广泛的采用。如:北京机床所的机床床身、鞍钢、宝钢、首钢的高炉炉壳、热风炉拱顶、热风炉封口带、中国一重集团的大型锻件、哈尔滨电站集团的大型电站设备、齐齐哈尔二机床厂的大型立车铸件、CW6163系列铸造床身等都很好的采用了振动时效来替代传统的加热回火时效工艺。
受大连船舶重工海洋工程有限公司铆焊公司的委托在工厂的生产现场对该公司生产制造的7组分机体(MS-GRA-01-00 共计3件)进行现场振动时效处理,其振动过程如下:
1、工件的支撑
为了使工件能够更好的振动,根据工件的几何形状,将机体安放于地面,用三点橡胶垫进行支撑。(每个橡胶垫块之间成120度)
2、激振器的位置及激振力的选择
根据构件的几何形状,将激振器固定上盖板上(在两个支撑垫之间)比较利于振动能量的施加,激振器的位置如图,经开机试振、确定在8档时,所产生的振幅可以满足工件的时效要求。
3、拾振器的位置
经过试振可以看出,四档时所产生的振幅较大、且振动响应较好,各部位都振动较大,经观察后拾振器固定在激振电机对面的下方的法兰沿上比较合适。
4、振动时效处理时间
振动时采用自动的方式,振动处理时间为二十分钟,并自动绘制振动处理曲线。
5、振动时效处理效果分析
从振动的参数曲线数据上看:预置的参数如下,扫频起始:2500rpm, 扫频终止:2900rpm, 振动时间:20分钟。振动时效前的转数:2722rpm ,经过20分钟的振动后,转数变成2719rpm ,也就是说频率左移了3rpm .振动时效前的振幅为11.1g , 经过20分钟的振动后振幅变成了13.5g , 振幅升高了2.4g .
上述现象的产生是由于20分钟的振动时效使被振工件的内部组织发生了变化,应力被******后振动阻尼变小导致共振频率变小,振幅升高。这也符合国家行业标准JB/T5926-2005(振动时效效果评定方法)中的“效果评定方法的5.1.2条的c)、d)之规定,工件已达到时效效果。
附:1、被振工件支撑位置及整体振动图
2、振动参数曲线图
3、中华人民共和国机械行业标准(JB/T5926-2005)