实践振动时效替代热时效后可节约能源90%以上,提高抗变形能力30%以上,尺寸稳定性提高30%以上,疲劳寿命提高20%以上。处理时效通常只需15—45分钟,不分场地,不受工件尺寸、形状、重量等限制,可处理几公斤至几百吨的工件。便携工件不需运输可就地处理,可插在任何工序之间进行处理。采用振动时效可提高工效几十倍,它具有减少环境污染、缩短生产周期、改善劳动条件、工艺简便等优点振动时效适应于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属(铜、铝、锌及其合金)等铸件、锻件和焊接件及其机加工件。
振动时效系统配置
C型卡具 我们采用45号弹簧钢铸造而成,增加其内在韧性、刚度,提高使用寿命。开口尺寸200mm。
激振器 电机采用**技术,是国内采用内缸套外铝合金复合机壳技术,电机具有功率大、重量轻、散热快、功耗小,可靠性高、防振等特点的永磁无槽直流电机。
偏心箱采用铝合金外壳,高碳钢偏心块精密组合而成;整机重量轻,人性化易安装;高碳钢偏心耐磨损、力量大、寿命长;偏心无极可调,调节范围宽,激振力可满足于从几公斤到三百吨构件的时效处理,真正做到一机多能,从而降低客户的投资成本;
采用电磁计数器,计数到0.1%,电磁计数器安全耐用,相对于光耦计数可以有效的防止电机在时效处理过程中产生抖动而影响计数不准确及电流过高烧坏计数器等。
激振器内置四个轴承,两个大轴承选用德国FAG原装进口的高速防振轴承,两个小轴承选用日本NSK原装进口的调心滚子轴承,承载能力大,刚性好,有效的保证电机的工作时间长,延长使用寿命;
热敏绘图仪 该仪器采用目前国际上的热敏打印机机芯,外型美观,操作简单,自动记录振动时效处理参数,并在同一坐标系内打印出处理前、后应力参数图形,应力参数对比直观,图形可靠,便于存档,是目前市场同类产品无法比拟的绘图打印纪录设备。
移动操作台 使用移动操作台可以快速的将设备安装到工厂任何地方进行时效,大大节约了设备来回搬运时间,同时大大提高工作效率。
橡胶垫 用于支撑工件,减少能量消耗,**振动效果。选用顺丁橡胶作为基本材质,经硫化处理将具有塑性的半成品制成高弹性,适用于振动时效设备的终产品。顺丁橡胶具有耐寒性、耐磨性和韧性强、弹性好,动负荷下发热少,耐老化性等特点。
拾振器 设备采用国家实验室级振动加速度传感器,屏蔽线,灵敏度高,抗干扰性强。
是利用共振的原理,在激振器的周期性外力作用下,施加给构件的一个动应力,使构件产生一定振幅的共振,经过二十至四十分钟的振动,使构件内部的余应力得到均化和部分释放,从而保证构件在机械加工和实际应用中的尺寸精度稳定,防止和减小变形,是替代热时效处理的理想方法与手段。
系统简介
VSR-30型是应用单片机数字信号处理技术,以与基本振动时效机理更贴切的数字模型为基础,并融入大量实践数据开发的具备动应力提示功能的新概念产品,创造了振动时效工艺设备新理念。设备具有的自动、半自动、数字手动功能及振动焊接功能。
该系统在生产过程中严格按着GB/T25713-2010《机械式振动时效装置》标准制造。试验数据不通过处理,直接由微型热敏打印机进行打印保存时效曲线及参数。用于按GB/T25712-2010《振动时效工艺参数选择及效果评定方法》定性检验时效效果。
系统功能特点
◎全智能化设计(一键操作),时效工艺过程变的简单、实用、。
◎智能扫频功能,可以人工选择五个以内激振频率及振型时效可以满足各种类型复杂构件的要求。
◎强震功能,可以解决某些构件固有频率高的问题。
◎全过程柔性控制,既节约时间又提高了激振器的使用寿命。
◎采用7吋触摸真彩液晶显示器,时效参数图形化处理,人机对话直观友好,操作简单。
◎储存功能,设备可以储存十个工艺,适用于批量工件使用。
◎自动生成时效工艺报告,可以汉字编辑工件名称及型号,可现场打印带有时效时间的工艺曲线及参数。
◎激振器偏心采用铝合金箱体,重量轻、激振力大,时效范围从几十公斤至上百吨。
◎*创的快速智能扫频,扫频精度高无数据遗漏,扫频速度提高5倍以上。
◎设备面板印有工艺,操作界有强大的帮助功能,适用于现在工厂无专人操作。
VSR-30型作为振动时效设备升级产品具备:
智能化高,操作简单
快速智能扫频,省时省事效率高
功能实用,可靠性高,耐用性好
一.残余应力说明
1.焊接应力的产生
金属构件在冷热加工过程中产生残余应力,高者在屈服极限附近构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度、降低疲劳极限,造成应力腐蚀和脆性断裂,由于残余应力的松弛,使零件产生变形,大大的影响了构件的尺寸精度。
在两块钢板上施焊时,会产生不均匀的温度场,焊缝附近温度高达1600°C,其邻近区域温度较低,且冷却很快。冷却时钢材收缩,冷却慢的区域收缩受到限制,从而产生拉应力,冷却快的区域受到压应力。焊接中.焊缝处温度*升高,体积膨胀,而热影响区温度低,阻碍焊缝膨胀,结果焊缝处产生压应力,热影响区产生拉应力。但此时焊缝处于塑性状态,焊缝被压应力墩粗,松弛了此应力。冷却时,热影响区冷却速度快,很快进入弹性状态,焊缝处温度高,处于塑性状态。这时焊缝收缩,较热影响区收缩慢,焊缝阻碍热影响区收缩,焊缝仍受压应力,影响区受拉应力。但焊缝处于塑性状态,焊缝的塑性墩粗,松弛了此应力。 热影响区温度不断降低,冷却速度也变慢,当焊缝的冷却速度**热影响区时,焊缝收缩较快,焊缝的收缩受到热影响区阻碍,应力方向发生了转变:焊缝受拉应力,热影响区受压应力。当焊缝和热影响区都进入弹性状态时,因焊缝温度高,冷却速度快,收缩量大,热影响温度低,冷却速度低,收缩量小,焊缝收缩受到热影响区阻碍,结果焊缝受拉应力,热影响区受压应力。此时没有塑性变形,这一对压应力,随着温度的降低,焊缝收缩受阻碍越来越大,拉应力也越来越大,直至室温,拉应力可近似于屈服极限。综上所述,铸造.锻造.焊接等都必然产生残余应力。
2.焊接应力的分类
1)纵向应力:沿着焊缝长度方向的应力
2)横向应力:垂直于焊缝长度方向且平行于构件表面的应力
3)厚度方向应力:垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力
3 .焊接应力的影响
1)对常温下承受静力荷载结构的强度没有影响,但刚度降低;
2)焊接应力使焊缝处于三向应力状态,阻碍了塑性变形,裂纹易发生和发展;
3)降低工件疲劳强度和稳定性;
4)使构件提前进入弹塑性工作阶段。
振动时效处理对金属构件的作用
振动时效是对具有残余应力的金属构件进行振动处理,使构件在共振频率下振动。由于在共振状态下构件按一定的振型产生弹性变形而产生动应力,当这个动应力与构件上各点的残余应力相叠加后,大于材料的屈服极限,则在该点出现局部的塑性变形,因而应力得到释放。所以振动时效从原理上来说,就是降低构件内的残余应力。应力降低的水平与构件内的动应力大小有关,动应力大则消除应力的效果高,动应力小,消除应力的效果也低。
振动时效既然可以降低应力,则必然可以消除或降低残余应力对构件的影响。其作用有如下几方面:
①降低和均化应力,消除应力集中,防止裂纹
因为振动过程中残余应力大的点首入屈服,所以高应力点下降的比例大,使应力均化程度高,从而降低应力集中而防止裂纹。
②减少或防止构件变形
构件的变形是由于残余应力特点造成的,因为残余应力的分布和量值具有很大的随机性,分布不均且量值差别太大,所以*产生变化,即可变性。残余应力的变化,必然使构件产生变形,因此在使用前或安装前,通过振动时效使应力降低和均化,必然防止或减少变形。
③提高焊接构件的疲劳寿命,增加使用周期
通过大量的实验和实践,振动时效可提高焊件的疲劳寿命50%以上,提高使用寿命0.5~1倍。
由于振动时效的上述作用,使该项技术得到厂矿企业和国家的重视和认可,1991年制定了国家行业标准JB/T5926.91,并在1993年被国家科委批准为“科技成果重点推广计划”项目,在全国普遍推广。
振动时效效果评定方法
5.1 参数曲线观测法
5.1.1 可根据振动时效过程中打印的时效曲线(a-t曲线)或振后扫频曲线(a-n曲线)相对振前扫频曲线的变化来监测。
5.1.2 出现下列情况时,即可判断工件已达到时效效果:
a) a-t 曲线上升后变平;
b) a-t 曲线上升后下降然后终变平;
c) a-n曲线振后加速度峰值比振前升高;
d) a-n曲线振后的共振频率比振前变小;
e) a-n曲线振后比振前的带宽变窄;
f) a-n曲线共振峰有裂象发生。
5.2 工件尺寸稳定性检测法
可将振后工件与不时效或热时效工件进行下列项目的比较:精加工后精度、长期放置精度、加动载荷后精度、切割释放变形,结果应达到工艺要求。
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