第八章 振动时效工艺应用实例
本章着重讲述一些具有代表性的典型工件的振动时效工艺,以便读者在自己的实际应用中对各种类型的工件有所参考.
§8—1梁型工件的振动处理工艺
某厂成批生产的B1010A刨床的床身,材质为HT200,重量问6500kg,轮廊尺寸为6900×980×580mm,为典型的梁型件,我们首先用四个橡胶垫在床身下面距端部2/9L即1530mm处将床身支撑起来.该床身两头为油箱,中央夹激振器不方便,所以我们把激振器用弓形卡具卡紧在床身端头油箱处.加速度计用磁铁吸紧在床身的另一端头.如图7-1
用VSRDS-08型振动时效装置对床身进行扫频处理,测得其一阶固有频率为2334r/min,即38.9Hz,共振加速度值为48.9m/s2.这时K2型激振器的偏心率调在26%(本激振器偏心装置在0～100%范围内无极可调).
我们按峰值48.9m/s2 的1/2确定振动频率为2303r/min振动处理约10分钟,加速度值基本保持不变了,再处理3分钟,即共13分钟.然后再对床身进行扫频处理,发现共振频率已发生前移,峰值已升高,符合JB/T5926—91验收标准中第4.12条第c,d两项验收指标,达到消除和均化残余应力的目的.
图 8-1床身振动时效示意图
§8—2方型工件的振动时效工艺
某厂生产的J31—400压力机的横梁,为焊接结构件,重量为137000kg,轮廓尺寸为2090×2030×1520,为较为典型的方型件.我们在其底面采用三点支撑方式,橡胶垫距相邻的两端面的距离约为该边长度的1/3 .激振器用螺栓拧紧在横梁顶面的中间部位,加速度计吸紧在靠近一侧的中间位置上.如图7-2用VSRDS-08型振动时效装置对其进行扫频处理,测得其固有共振频率为4572r/min即76.2Hz,共振峰高度为32.6m/s2,鉴于该工件刚性较大,我们选择其共振峰值32.6 m/s2的2/3来确定振动频率为4551r/min,振动处理18分钟,VSRDS-08型微机内部的专家系统就判定为达到效果而自动关机,从随后第二次扫频的数据和曲线图上看,与第一次扫频的比较,已出现共振频率左移,峰值升高,带变窄三种现象,符合JB/T5926-91标准中的第4.12条的c,d,e三项验收指标.
图8-2 梁型工件振动时效示意图
§8—3 圆环型构件的振动时效工艺
某厂生产的SYI1920/2850型风机叶轮是专门为发电厂引排粉尘设备配套的,以前一直沿用热时效方式来消除焊接应力,由于量大,交货期短,热时效变形较严重,故委托我公司进行振动时效处理.
该叶轮外径2850mm,内径1920mm,厚度350mm,为焊接结构,属较典型园环形件,我们采用三点支撑,沿圆周上三点均布.激振器用C形卡具卡紧在内圆处,传感器放在叶轮的外圆周上,如图7-3.
图8-3 叶轮振动时效示意图
用VSRDS-08型振动时效装置测得该叶轮固有频率为10532r/min,共振峰值为43.3m/,这时选择的是K2型激振器,偏心量为28%左右.我们选择在峰值43.3m/的1/3所对应的频率10486 r/min下进行振动时效处理12分钟,在进行第二次扫频,可知,对该叶轮的振动时效处理时间为14分钟.该叶轮的参数及曲线如图7-4.
图8-4 叶轮振动时效前后的a-n曲线及参数
§8—4板型构件的振动时效工艺
图7-5是我公司为某钢厂生产的料箱底座进行振动时效处理的示意图,该见得轮廓尺寸为7500*6300*210mm,为焊接结构件,重量8600Kg.
经扫频处理得该件的一阶固有频率为4520r/min,共振峰值为52.0m/s,我们选择峰值高度52.0m/sde 2/3所对应的转速4479r/min,振动处理17分钟,在振动处理过程中节线明显,振动时效完全达到JB/T5926-91标准,从而为该厂解决了一大难题.
图8-5 料箱底座振动时效示意图
§8—5 轴类零件的振动时效工艺
圆轴,圆管都属于轴类零件的振动时效工艺按我们多年的实践经验和理论计算,一般按照梁型件的工艺即可,但是一定要注意以下问题:
如果为锻件或残余应力较大的件,应在轴的互相垂直的两个方向上都要进行处理,其中一个为主,一个为辅.
如果该件直径较大,还必须考虑再加一个扭振处理过程,以大幅度降低降低表层内部的残余应力,当然这必须设计专用工装.
如果该轴件本身刚度较差,平放时容易造成弯曲,可考虑采用悬挂处理方式.例如,对较细的机床采用丝杠可以这种方法.

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