佛山铸件应力消除设备 震动去应力

一、前言
上海重型机械厂有限公司是国内在机床基础件上应用振动时效工艺早也是开展的厂家，每年都有大批量的床身铸件与组合机床焊接结构件进行振动时效处理、振动时效工艺的开展为企业节约了大量的时效费用，为企业创造了直接的经济效益。近年来，由于我国机械制造业的飞速发展，机械加工设备的需求量不断扩大，随着企业产品市场占有量的增加，现有的热时效炉窑不能完全保证生产计划的顺利实施，这样就要有大量的基础件要由振动时效来替代热时效工艺。根据目前所掌握的国内**业厂家的振动时效工艺应用情况，如齐齐哈尔机床厂、河南安阳机床厂等厂家都在CW6163×3000及大型卧式车床铸造床身上成功的应用了振动时效工艺，针对目前上海重型机械厂有限公司大型床身还采用热时效工艺的情况，在生产周期、能源消耗等方面已不适应目前的生产实际，为了探索振动时效工艺在大型铸件应用的可行性，经上海重型机械厂有限公司技术部与上海交通大学协商，对二种CW6163×4000、CW6163×5000床身的振动时效前后和热时效前后进行残余应力检测，依据检测结果以决定扩大振动时效应用领域的可行性。
二、检测
根据厂方提出的要求，我们对一台CW6163×5000床身做了热时效后的残余应力检测，未做任何处理的CW6163×4000床身一件进行振动时效前及振动时效后的残余应力检测，从这些测试数据对比中可以看出振动时效效果及热时效后的应力水平，对两种工艺效果进行评价，但由于两种工序没有相同的工件进行直接对比，故热时效前的应力状况数据只能用振动时效处理件振动处理以前的测定值来做为参考，但考虑到以同等材料、同期工件的应力水平来对比，应该肯定是可以的。
三、检测方法及测点的布置
（一）检测方法
采用目前国内经常采用的盲孔法来测试，应变仪及平衡箱由上海华东电子仪器厂生产，质量可靠，数值准确。
（二）贴片位置
按照机械部振动时效工艺标准JB/T5926-98要求，我们选择五点进行贴片检测，具体位置如图。
CW6163C-01-011/5000床体（上面）测点图
CW6163C-01-011/4000床体（底面）测点图
四、检测结果
测点号 σ1 σ2
毛坯 振动时效 热时效 毛坯 振动时效 热时效
1 47.21 27.72 60.80 8.17 21.01 56.60
2 51.25 1.03 57.89 40.13 8.38 40.68
3 121.42 56.15 93.82 128.34 73.99 83.95
4 161.68 68.45 79.56 140.69 50.61 21.23
5 135.93 86.97 73.73 128.79 123.48 100.17
应力水平 103.50 48.07 73.16 89.23 55.49 60.53
消除率 -53.56 -29.31 -37.81 -32.16 （1）振动时效使残余应力平均降低了-53.56%。
（2）热时效使残余应力平均降低了-29.31%。
五、结论
从检测数据看，符合JB/T5926-2005标准中要求的降低铸件残余应力应在30%以上的要求，所以振动时效工艺可以在大型床身上采用，替代热时效工艺。
六、建议
（一）振动时效工艺在大型铸件上应用效益十分可观，建议对大型铸件应用振动时效工艺时，对工艺进行优化，制定符合实际的振动时效工艺。
（二）热时效件保温后出窑时在200℃—150℃时为宜，防止产生二次应力。
CW6263C-01-011/3000
床身（铸件）振动时效工艺参数
一、床身固有频率：3612转/分左右
振动时效设备型号：VSRDS-08型（上海乐展电器有限公司生产）；
振动时效设备转数：1000~8000转/分。
二、振动时效激振参数：
1．激振点：（见照片1），采用三点支撑；
2．激振器偏心档位：7档；
3．拾振点：床身端头；
4．自动处理：转数预置3800转/分；
5．手动处理：手动调节转数至3564转/分；
6．初加速度显示：10g左右；
7．处理时间：均为25分钟。

什么是飞车，飞车的危害是什么?
　　当激振器在启动或运行过程中，激振器转速在瞬间达到转速(接近20000r/min),被视为飞车;飞车的危害有以下几种:
a．激振器转速瞬间**过了极限值将造成激振器的烧损；
b．电流瞬间过大将造成控制箱和五芯电缆的烧损；
c．如果飞车时激振器的偏心过大可能使激振器脱落或工件歪倒而造成人员伤亡；
7．什么是飞车保护?
飞车保护是指，激振器在将要飞车之前，设备的*处理器通过外部各传感器的信号反馈提前获知，从而关闭电源输出，避免了飞车现象的发生。

加速度值过大，曲线打印不完整怎么办？
当加速度值**过160 m/s2后，打印a—n曲线时，曲线没有打印完整就不打曲线了，这种情况下，应将传感器向振幅较小的位置（波节）方向移动，或停机后将激振器偏心调小些。
描过程中发现了共振峰但不停机仍继续升速怎么办？
在扫描过程中加速度值小于60 m/s2时，微机判断加速度值过小就会继续升速，寻找*二个共振峰，升到找到或升到转速为止。这种情况下，应将传感器向振幅较大的位置（波峰）方向移动，或停机后将激振器偏心调大些。
工件已经振动，传感器处振幅也较大，但加速度显示窗口无加速度值显示？
在机器运转情况下，将传感器和磁座一起从工件上取下，再向较硬物体上碰撞几下，若此时仍无显示，说明屏蔽线或LM353坏。处理方法如下:
a.检查屏蔽线，用万用表测量，应为两头芯与芯相通，屏蔽层和屏蔽层相通，芯和屏蔽层不通，否则修好。
b.打开控制箱，检查里面屏蔽线接头是否脱落。
c.以上两条都无问题，一般需更换LM353。
电流太大怎么办？
在扫描过程的共振状态下，属正常现象，也可将偏心调小些；在振动处理过程中，可采取降低电机频率的方法减小电流。
若电机在1000~2000r/min，工件还没振动电流就**常大时。
a.可能激振器与工件表面接触不平，卡具将激振器底座卡变形。
b.可能是调节偏心时将偏心块靠到一边与底座侧壁磨擦。松开重新调正。
c.检查电机与偏心箱接触是否松动。

振动时效处理报告
项目名称：中节能西安启源机电装备有限公司
“机架”振动消除应力报告
委托单位：中节能西安启源机电装备有限公司
项目施工单位：陕西安烨顺电子科技有限公司
项目现场施工： 刘智
报告制作：刘智
项目实施时间：2018年12月11日
构 件 振 动 时 效 处 理 报 告
委托单位 中节能西安启源机电装备有限公司 日期 2018/12/11
构件名称 机架 重量 1030KG/995KG
图号 ZX75B-ZB4-50/ZX75B-ZB3-8-0 材质 Q235
使用设备 振动消除应力系统 型号 VSR-668
检测标准 国家机械行业标准 JB/T5926-2005
完成人 刘智 电话
振动时效处理情况与结论：
根据设计要求，对机架进行了振动时效处理。处理过程是在手动调频反复试振后确定了自动处理参数，然后对该套构件采用自动处理方法。其处理效果可通过处理曲线分析。从曲线图可见，出现下列情况之一时，即可判断工件已达到时效效果。
a-t曲线上升后变平；
a-t曲线上升后下降然后变平；
a-n曲线振后加速度峰值比振前升高；
a-n曲线振后的共振频率比振前变小；
a-n曲线振后的比振前的带宽变窄；
a-n曲线共振峰有裂变现象发生。
这完全符合国家行业标准中*5.1条的有关规定，说明处理明显有效，处理符合要求。
结论：
整套构件的振动时效处理工艺符合要求；
所选用处理设备完全适合构件处理要求。
完成单位: 陕西安烨顺电子科技有限公司
2018年12月11日 振动时效处理及效果
前言：
振动处理技术又称做振动消除应力，我国又称为振动时效。它是将一个具有偏心重块的激振系统，刚性的固定在构件上通过微机自动控制的一个调速系统控制与调节其转速，使构件处于共振状态，经过二十到三十分钟的共振，即可达到调整残余应力的目的，它的特点是经过振动时效的构件残余应力可以被消除20％――80％左右，高应力区消除比例要比低应力区的比例大，且均化效果好，还可以提高构建的抗变性能力，稳定构建的尺寸精度，提高机械性能质量，可大大的缩短生产周期减少环境污染，同热时效相比可节约95％以上的生产成本。国内外的许多机械制造厂家都将振动时效作为一项基础工艺广泛采用。
机架的振动时效处理
手动调试；通过手动调频慢扫调整支撑，偏心档位，拾振器位置等参数。在此基础上观察共振时的幅值与频率关系，确定自动的扫频的频率。具体工艺为；
扫频范围；1000～3200转/分
机架采用四点支撑，激振点，拾振点对角摆放；
偏心档位为4档；
时效时间为自动40分钟；
2、自动处理；通过手动所得参数作为振动时效参数，用于机架做自动处理。由于本次所选用设备具有较高的自动性，只要通过手动调频选择所需处理的峰值，同时确定好扫频范围后，在自动处理事做好扫频范围设置，然后就自动完成全部工艺。这是该设备的显著优点。
二．效果分析与结论
根据自动处理曲线图――曲线法分析效果（见附图）：
三、结论与分析：
1、振动曲线分析
根据机架处理曲线均符合国家机械行业标准JB/T5926-2005中的有关规定，因此可以认为机架消除应力达到了要求。
2、结论：
机架采用振动时效工艺在消除应力上是合格的，达到了国家标准。
附：机架振动消除应力处理采集曲线图象
《*共和国机械行业标准》（焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求）