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振動(dòng)時(shí)效機失效的原因有哪些

振動(dòng)時(shí)效振前工藝分析工件時(shí)效前需分析工件的殘余應力場(chǎng)分布,尺寸要求精度,以及以后的工作載荷,可能的失效原因,然后再決定工件的時(shí)效路線(xiàn)及時(shí)效重點(diǎn)部位。下面重慶振動(dòng)時(shí)效公司小編分析一下振動(dòng)時(shí)效工藝失效的原因。

一.尺寸精度分析

1.若要求直線(xiàn)度,或圓柱度,同軸度等,應重點(diǎn)消除中間部位的應力,因為相對端部,中間的應力在加工前后及工況下若有變化的話(huà),從端面看,各方向都能產(chǎn)生彎曲振型

2.若要求平面度,也是重點(diǎn)消除中間部位的應力,但除采用彎曲振型外,還必須采用扭轉振型。

3.若要求同軸度,如箱型工件,應盡量用大激振力,選用彎曲和扭轉振型結合。


二.工作載荷

若以后工作載荷主要產(chǎn)生彎曲變形,則應采用彎曲振型;若以后工作載荷主要產(chǎn)生扭曲變形,則應采用扭轉振型。


三.工況失效原因

若以后可能出現的是變形問(wèn)題,可以用大激振力進(jìn)行振動(dòng);若以后出現的是開(kāi)裂問(wèn)題,則應盡可能選用小激振力,長(cháng)時(shí)間振動(dòng)。


振動(dòng)時(shí)效概述

1.振動(dòng)時(shí)效原理

振動(dòng)消除應力簡(jiǎn)稱(chēng)VSR(VibratoryStressRelief),它是利用受控振動(dòng)能量對金屬工件進(jìn)行處理,達到消除工件殘余應力的目的。

國內外大量的應用實(shí)例證實(shí),振動(dòng)時(shí)效對穩定零件的尺寸精度具有良好的作用。


從宏觀(guān)角度分析,振動(dòng)時(shí)效使零件產(chǎn)生塑性變形,降低和均化殘余應力并進(jìn)步材料的抗變形能力,無(wú)疑是導致零件尺寸精度穩定的基本原因。從分析殘余應力松弛和零件變形中可知,殘余應力的存在及其不穩定性造成了應力松弛和再分布,使零件發(fā)生塑性變形。故通常采用熱時(shí)效方法以消除和降低殘余應力,特別是危險的峰值應力。振動(dòng)時(shí)效同樣可以降低殘余應力。零件在振動(dòng)處理后殘余應力通?山档20%~30%,有時(shí)可達50%~60%,同時(shí)也可使峰值應力降低,使應力分布均化。


除殘余應力值外,決定零件尺寸穩定性的另一重要因素是松弛剛性,即零件抗變形能力。有時(shí)固然零件具有較大的殘余應力,但因其抗變形能力強,而不致造成大的變形。在這一方面,振動(dòng)時(shí)效同樣表現出明顯的作用。由振動(dòng)時(shí)效的加載試驗結果可知,振動(dòng)時(shí)效件的抗變形能力不僅高于未經(jīng)時(shí)效的零件,也高于經(jīng)熱時(shí)效處理的零件。通過(guò)振動(dòng)而使材料得到強化,使零件的尺寸精度達到穩定。


從微觀(guān)方面分析,振動(dòng)時(shí)效工藝可視為一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加應力。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(zhù)不同類(lèi)型的微觀(guān)缺陷,無(wú)論是鋼、鑄鐵或其他金屬,其中的微觀(guān)缺陷四周都存在著(zhù)不同程度的應力集中。當受到振動(dòng)時(shí),施加于零件上的交變應力與零件中的殘余應力疊加。當應力疊加的結果達到一定的數值后,在應力集中最嚴重的部位就會(huì )超過(guò)材料的屈服極限而發(fā)生塑性變形,降低了該處殘余應力峰值,并強化了金屬基體。而后,振動(dòng)又在另一些應力集中較嚴重的部位上產(chǎn)生同樣作用,直至振動(dòng)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(shí),振動(dòng)便不再產(chǎn)生消除均化殘余應力及強化金屬的作用。圖是振動(dòng)時(shí)效工藝處理的現場(chǎng),其中控制器是控制激振器產(chǎn)生所需振動(dòng)能量、頻率;激振器是剛性連接在工件上,產(chǎn)生激振力,帶動(dòng)工件產(chǎn)生振動(dòng)的設備,由電機與偏心輪組成;通過(guò)傳感器,獲取工件受振能量信息。


振動(dòng)時(shí)效特點(diǎn)


振動(dòng)時(shí)效之所以得到各方面的普遍重視,是由于它具有如下特點(diǎn):

(1)投資少:與熱時(shí)效相比,它無(wú)需龐大的時(shí)效爐,可節省占地面積與昂貴的設備投資,F代產(chǎn)業(yè)中的大型鑄件與焊接件,如采用熱時(shí)效消除應力需建造大型時(shí)效爐,不僅造價(jià)昂貴,利用率低,而且爐內溫度很難均勻,消除應力效果很差。采用振動(dòng)時(shí)效可以完全避免這些題目。目前對長(cháng)達幾米至幾十米的橋梁、船舶及化工器械的大型焊接件,多采用振動(dòng)時(shí)效。

(2)生產(chǎn)周期短:自然時(shí)效需經(jīng)幾個(gè)月的長(cháng)期放置,熱時(shí)效亦需經(jīng)數十小時(shí)的周期方能完成,而振動(dòng)時(shí)效一般只需振動(dòng)數十分鐘即可完成。而且,振動(dòng)時(shí)效不受場(chǎng)地限制,可減少工件在時(shí)效前后的往返運輸。如將振動(dòng)設備安置在機械加工生產(chǎn)線(xiàn)上,不僅使生產(chǎn)安排更緊湊,而且可以消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的應力。

(3)使用方便:振動(dòng)設備體積小,重量輕,便于攜帶。由于振動(dòng)處理不受場(chǎng)地限制,振動(dòng)裝置又可攜至現場(chǎng),所以這種工藝與熱時(shí)效相比,使用簡(jiǎn)便,適應性強。

(4)節約能源,降低本錢(qián):在工件的共振頻率下進(jìn)行時(shí)效處理,耗能極小。實(shí)踐證實(shí),功率為0.25~1馬力(1馬力=735.5W)的機械式激振器可振動(dòng)150t以下的工件,故粗略計算其能源消耗僅為熱時(shí)效的3%~5%,本錢(qián)僅為熱時(shí)效的8%~10%。

(5)其他:振動(dòng)時(shí)效工藝操縱簡(jiǎn)便,易于實(shí)現機械化自動(dòng)化;可避免金屬零件在熱時(shí)效過(guò)程中產(chǎn)生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷,是目前唯一能進(jìn)行二次時(shí)效的方法。


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