濟南達順科技設備有限公司
消除應力機,時效振動機,應力檢測儀
產品
| 產品型號︰ | ZS系列 |
|---|---|
| 產品規格︰ | ZS系列 |
| 產品品牌︰ | 博納 |
| 產品單價︰ | 15000/套 |
| 供貨總量︰ | 10 |
| 最小訂量︰ | 1 |
| 發布時間︰ | 2018-03-23 10:29 |
| 有效期至︰ | 2018-06-23 |
詳情描述
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振動時效消除應力設備工藝
一、振動時效原理
◆振動時效技術又稱“振動消除應力法”，國外簡稱“VSR”技術。它的實施過程是通過振動時效裝置的控制系統控制激振器的轉數和偏心作用在工件上產生離心力，使工件發生共振（諧振），讓工件需時效部位產生一定幅度、一定周期的交變運動，並吸收能量，經過一定時間的振動引起工件微小塑性變形及晶粒內部位錯逐漸滑移，並重新纏繞釘扎使得殘余應力被消除和均化，防止工件變形和開裂，從而達到提高工件尺寸精度穩定性，增強工件的抗變形能力和提高疲勞壽命。
◆從宏觀角度分析振動時效使零件產生塑性變形，降低和均化殘余應力並提高材料的抗變形能力，無疑是導致零件尺寸精度穩定的基本原因。從分析殘余應力松馳和零件變形中可知，殘余應力的存在及其不穩定性造成了應力松馳和再分布，使零件發生永久塑性變形。故通常采用熱時效方法以消除和降低殘余應力，特別是危險的降值應力，振動時效同樣可以降低殘余應力，零件在振動處理後殘余應力通常可降低30—80\%，同時也使峰值應力降低使應力分布均勻化。
◆從微觀方面分析振動時效可視為一種以循環載荷的形式施加于零件上的一種附加動應力，眾所周知工程上采用的材料都不是理想的彈性體，其內部存在著不同類型的微觀缺陷，鑄鐵中更是存在著大量形狀各異的切割金屬基體的石墨。故而無論是鋼、鑄鐵或其他金屬，其中的微觀缺陷附近都存在著不同程度的應力集中，當受到振動時，施加于零件上的交變應力與零件中的殘余應力疊加。當應力疊加的結果到一定的數值時，在應力集中最嚴重的部位就會超過材料的屈服極限而發生塑性變形。這種塑性變形降低了該處殘余應力降值，並強化了金屬基體，而後振動又在一些應力集中較嚴重的部位上產生同樣作用，直至振動附加應力與殘余應力疊加的代數和不能引起任何部位的塑性變形為止，此時振動便不再產生消除和均化殘余應力及強化金屬的作用。
◆實踐證明振動時效替代熱時效後可節約能源90\%以上，提高抗變形能力30\%以上，尺寸穩定性提高30\%以上，疲勞壽命提高20\%以上。處理時效通常只需15—45分鐘，不分場地，不受工件尺寸、形狀、重量等限制，可處理幾公斤至幾百噸的工件。便攜工件不需運輸可就地處理，可插在任何工序之間進行處理。采用振動時效可提高工效幾十倍，它具有減少環境污染、縮短生產周期、改善勞動條件、工藝簡便等優點，是一項投資少、見效快、綜合效益顯著的工藝。
◆振動時效適應于碳素結構鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬（銅、鋁、鋅及其合金）等鑄件、鍛件和焊接件及其機加工件。
二、振動時效振型
隨著振動時效的推廣，工藝失敗的例子也越來越多。究其原因，海倫博大和許多國內外學者發現影響VSR效果的主要因素除時效時間、振幅外，更主要的是工件時效時的振型（也即與其一一對應的共振頻率）。因為振型決定了工件時效時的動應力場，而VSR的機理之一就是動應力與殘余應力疊加超過某一極限就會導致殘余應力降低，所以振型也決定了工件各點的殘余應力降低效果。
振型或頻率決定了動應力分布、決定了時效效果。要想讓工件有好的去應力效果，必須先知道工件的殘余應力σr，然後再在該部位疊加上適當的動應力σd，才能獲得最佳效果。所以在已知殘余應力分布下，工件的動應力分布就至關重要了，而動應力分布完全取決于振型，也即振型對應的頻率。任意一個工件都有多個共振峰值，不同峰值對應不同振型，而不同振型對應不同的應力場，所以只有有效振型或有效峰值才能真正降低均化殘余應力場。
所以不是簡單振動起來就有效果，需輔助振型分析、在線打印等觀察手段來判定效果；由于殘余應力場及動應力場都不是均勻分布的，所以應力消除效果也不均勻。工件若沒有彎曲只是整體振起來就不能產生動應力，就不會有效果。 所以，不需要操作者干預的全自動設備對大多數工件是無效的。
三、振動時效亞共振的原理
用激振器對工件施加周期性外力，通常在1000-10000rpm範圍內，從低速到高速掃頻，當施加外力的頻率與工件固有頻率合拍時，產生共振，尋找所有能產生共振的固有頻率，然後在共振頻率的亞共振區對工件施加振動，產生動應力，與殘余應力疊加，發生塑性屈服，從而降低峰值殘余應力，使殘余應力分布均化。
四、振動時效效果判定
◆目前國內研究振動時效效果判定有幾種方法。第一種方法是參數曲線觀測法，主要采用中華人民共和國機械行業標準JB/T5926—91或JB/T10375—2002。可根據振動時效過程中實時打印的a-t曲線的變化及a-n曲線振動前後的變化對比振動時效的實際效果。其中a表示加速度，n表示電機轉數，t表示時間。出現下列情況之一時即可判定振動時效有效；
◆a-t曲線上升後變平；
◆a-t曲線上升後下降，最終變平；
◆a-n曲線振後共振峰發生了單項特征或組合特征變化（出現振幅升高、降低）；
◆a-n曲線振後變得簡潔而平滑；
◆a-n曲線振後出現低幅振峰增值現象。
◆第二種方法是精度穩定性檢測法，此方法主要用于要求精度穩定性為主的工件，振後應進行精度穩定性檢驗，精加工後檢驗，長期放置檢驗靜尺寸穩定性，在放置15天時第一次檢驗，以後每隔30天檢驗一次，總的靜置時間半年以上。
還有一種方法是用測量構件殘余應力消除多少來衡量的。其檢測手段有X射線法，磁應力法和盲孔法（鑽孔釋放法）。
五、間接定性判斷工藝效果的有效標準
顯見，常規振動時效的主機、傳感器、測速裝置能從電機及工件處檢測到的信號只有激振頻率和振動加速度，這些信號或物理量都不能與工件的殘余應力建立起解析關系，所以無法定量、直接地知道有關殘余應力降低的具體數值。但由于內應力與固有頻率及其振幅值有一定的、無法用公式表達的趨勢關系，故可依據固頻及其幅值變化，間接、定性地反映工藝效果。
針對以加速度計作傳感器的常規振動時效系統，新行業標準規定了它的效果快速判定準則︰
“在絕對相同的振前準備條件及掃頻速率下，出現下列情況之一時，即可判斷在當前狀態下，工件部分區域已達到了時效效果︰
a) A∼t曲線上升後變平；
b) A∼t曲線上升後下降然後變平；
c) A∼t曲線的峰值振後的比振前的升高；
d) A∼t曲線的峰值點振後的比振前的左移；
e) A∼t曲線的帶寬振後的比振前的變窄；
f) A∼t曲線共振峰有裂變現象發生。”