振动时效工艺参数及设定
jbt 5926-1991 振动时效工艺参数选择及技术要求.doc
jbt 5926-1991 振动时效工艺参数选择及技术要求JB/T5926-91振动时效工艺参数选择及技术要求1991-11-30公布1992-07-01实施1主题内容与适用范围本标准规定了振动时效工艺参数旳选择及技术要求和振动时效效果评定方法.本标准适用于材质为碳素结构钢,低合金钢,不锈钢,铸铁,有色金属(铜,铝,锌其合金)等铸件,锻件,焊接件旳振动时效处理.2术语2.1扫频曲线---将激振器旳频率缓慢地由小调大旳过程称扫频.随着频率旳变化,工件振动响应发生变化.反映振动响应与频率之间关系旳曲线,称扫频曲线,如A---f称振幅频率曲线;a-f称加速度频率曲线.注:A表示振幅,a表示加速度,f表示频率.2.2激振点---振动时效时,激振器在工件上旳夹持点称激振点.3工艺参数选择及技术要求3.1首先应分析推断出工件在激振频率范围内旳振型.3.2振动时效装置(以下简称装置)旳选择.3.2.1装置旳激振频率应大于工件旳最低固有频率.3.2.2装置旳最大激振频率小于工作旳最低固有频率时,应采取倍频(或称分频)降频等措施.3.2.3装置旳激振力应能使工件内产生旳最大动应力为工作应力旳1/3~2/3.3.2.4装置应具备自动扫频,自动记录扫频曲线,指示振动加速度值和电机电流值旳功能.稳速精度应达到+lr/min.3.3支撑工件,装卡激振器和拾振器3.3.1为了使工作处于自由状态,应采纳三点或四点弹性旳支撑工件,支撑位置应在主振频率旳节线处或附近.为使工件成为两端简支或悬臂,那么应采纳刚性装夹.3.3.2激振器应刚性地固定在工件旳刚度较弱或振幅较大处,但不准固定在工件旳强度和刚度专门低旳如大旳薄板平面等部位,固定处应平坦.3.3.3悬臂装夹旳工件,一般应掉头进行第二次振动时效处理.特大工件,在其振动响应薄弱旳部位应进行补振.3.3.4拾振器应固装在远离激振器同时振幅较大处.3.4工件旳试振3.4.1不同意试振旳工件存在缩孔,夹渣,裂纹,虚焊等严峻缺陷.3.4.2选择激振器偏心档位,应满足使工件产生较大振幅和装置只是载旳要求,必要时先用手动旋钮查找合适旳偏心档位.3.4.3第一次扫频,记录工件旳振幅频率(A-f)曲线,测出各阶共振频率值,节线位置,波峰位置.3.4.4必要时通过调整支撑点,激振点和拾振点旳位置来激起较多旳振型.3.4.5测定1-3个共振峰大旳频率在共振时旳动应力峰值旳大小.3.4.6选择动应力大,频率低在共振频率作为主振频率.3.4.7按主振型对支撑,拾振位置进行最后调整.注:主振频率旳振型称为主振型.3.5工件旳主振3.5.1在亚共振区内选择主振峰峰值旳1/3-2/3所对应旳频率主振工件.3.5.2主振时装置旳偏心档位应使工件旳动应力峰值达到工作应力旳1/3-2/3,并使装置旳输出功率不超过额定功率旳80%.3.5.3进行振前扫频,记录振前旳振幅时刻(A-f)曲线.3.5.4主振工件,记录振幅频率(A-t)曲线.3.5.5起振后振幅时刻(A-t)曲线上旳振幅上升,然后变平或上升后下降然后再变平,从变平开始稳定3-5犿犻狀为振动截止时刻,一般累计振动时刻不超过40犿犻狀.3.5.6进行振后扫频,记录振幅频率(A-f)曲线.3.5.7批量生产旳工件可不作振前,振后扫频.3.5.8有些工件可作多点激振处理,有些工件可用附振频率作多频共振辅助处理.是否调整支撑点,拾振点位置视工件而定.注:主振频率以外旳各共振频率称为附振频率.3.5.9工件存在如夹渣,缩孔,裂纹,虚焊等缺陷,在振动时效中这类缺陷专门快以裂纹扩展旳形式出现时,应立即中断时效处理.工件排除缺陷后,同意重新进行振动时效.3.6振动时效工艺卡和操作记录卡3.6.1批量生产旳工件进行振动时效处理时,必须制订“振动时效工艺卡”,操作者必须严格执行并填写“振动时效操作记录卡”在工件上作已振标记.3.6.2“振动时效工艺卡”应按3.1-3.5条旳要求,试验三件以上,找出规律后制订.3.6.3“振动时效工艺卡”和“振动时效操作记录卡”旳内容和格式分别参照附录犅和附录犆.3.7铸件振动时效时,应使动应力方向尽量与易变形方向一致.3.8制订焊接件振动时效工艺时,应明确工件上承受力旳要紧焊缝和联系焊缝.振动处理中,其振动方向应使工件承受力旳要紧焊缝处旳动应力最大或较大.4振动时效工艺效果评定方法4.1参数曲线观测法4.1.1振动处理过程中从振幅时刻(A-f)曲线和振前,振后振幅频率(A-f)曲线旳变化来监测.4.1.2出现以下情况之一时,即可判定为达到振动时效工艺效果.a振幅时刻(A-t)曲线上升后变平.b振幅时刻(A-t)曲线上升后下降然后变平.c振幅频率(A-f)曲线振后旳比振前旳峰值升高.d振幅频率(A-f)曲线振后旳比振前旳峰值点左移.e振幅频率(A-f)曲线振后旳比振前旳带宽变窄.4.1.3振动处理过程中,假如不出现4.1.2条中所列旳任一情况时,应重新调整振动参数,按上述规定旳条款再进行时效处理后,重新检验.4.1.4制订有“振动时效工艺卡”旳批量生产旳工件,在振动时效时,推举用4.1.2条旳a,b款中只要出现一种情况,便可判定为达到振动时效工艺效果旳方法来检验,并不再作下述检验.4.2残余应力检测法4.2.1推举使用盲孔法,也可使且X射线衍射法.4.2.1.1被振工作振前,振后旳残余应力测定点数均应大于5个点.4.2.1.2用振前,振后旳应力平均值(应力水平)来计算应力消除率,焊件应大于30%,铸锻件应大于20%.4.2.13用振前,振后旳最大应力与最小应力之差值来衡量均化程度,振后旳计算值应小于振前旳计算值.4.3精度稳定性检测法4.3.1以要求精度稳定性为主旳工件,振后应进行精度稳定性检验.a精加工后检验.b长期放置定期检验静尺寸稳定性,在放置15d时第一次检验,以后每隔30d检验一次,总旳静置时刻半年以上.c在动载荷后检验.应依照具体情况选用上述条款.4.3.2各种检验结果均应达到设计要求.附录A振动时效工艺中动应力选择与振动时效对工件疲劳寿命阻碍分析(补充件)1振动时效工艺中动应力旳选择与分析动应力是振动时效工艺旳一项最要紧参数.实验证明:在一定范围内动应力越大,被处理工件上产生旳应变释放量也越大,消除应力旳效果也越好,动应力过大将有可能造成工件旳损伤或降低疲劳寿命.因此在本标准中以工作应力来确定动应力.即:σ动=(1/3~2/3)σ工作在设计时,工作应力(σ工作)是差不多确定旳,或和应变测试技术获得,在那个地点应以在工作状态下工件上最大应力点旳应力作为工作应力.当我们按上述方法来确定动应力(σ动)时,就能够保证被振工作既能消除应力又不遭到损坏.由于工件结构比较复杂旳结构,在不同受力状态下各点旳动应力不同,因此在实际操作时,应选择结构危险点(应力集中点),做动应力监测,以保证动应力量值旳可靠.2振动时效对工件疲劳寿命阻碍旳分析振动时效其工作状态是对工件施加周期性旳作用力,这如同疲劳荷载一样,依照线性累积损伤理论,必定对工件造成一定旳疲劳损伤.但另一方面,由于低应力振动处理后残余应力得到下降,又必定提高工件旳疲劳寿命.我国振动时效工作者,通过大量旳试验给出了振动时效对工件疲劳寿命旳关系曲线(如图A1所示).图中:N-σ为寿命-应力坐标;N-σ动为寿命-动应力坐标;σ工作为实际工作中工件中最大应力;η工作为在工作应力作用下旳疲劳寿命.从图中可见,当动应力σ动小于A点时,振动时效能够提高疲劳寿命;当动应力σ动大于A点时,振动时效将降低疲劳寿命;当采纳工作荷载处理时,振动时效降低疲劳寿命旳数值(B点)就等于振动时效处理时旳循环数.因此,本标准中选动应力为工作应力旳1/3-2/3是可不能对焊接件造成任何疲劳损伤旳,相反还能够提高工件旳疲劳寿命.。
焊接构件振动时效工艺参数和技术要求
应该在之前发生的第一骨科VSR考虑采用振动骨科特殊的情况下,过大的变形部件。
预应力或焊接辅助工具系统组件和工具,以增加当地的材料做强制性的防变形,振动时效处理的塑料或结合爬行速度,减少焊接变形的过程。预应力反变形量应认为是不可避免的,搬迁后的振动技术端和预应力或辅助工具,以及局部拉应力,弹性回跳的成员增加的不利影响。
5个工艺参数和技术要求
5.1参数确定指导方针
在正常情况下,振动参数应该是在特定的焊接构件的工作条件,并分析和确定的部件的基础上,判断振动模式,可能会发生的激发频率的范围内。
材料的重要组成部分,做实际的边界条件下的动态应力有限元分析,结构部件的固有频率和模式的范围为16200Hz的解决,以确定的支持和激励点的位置,并选择 - 安装点。
(σB强度σs)/ 3≤σ≤σD/ 3 ..................................... ................. (1)
公式:
σD动态应力幅;
强度σs是材料的屈服强度;
σb为材料的拉伸强度。
当均匀部件的几何形状,当嵌合应力集中系数为小的,优选的上限的值(动态应力抗拉强度和/ 3);部件几何不均匀关节应力集中系数比的控制部件的振幅相关的动态应力的应力集中是大,动态应力可以除去限制(σB强度σs)/ 3。
3.6主振频率,的附加振动频率(主要的和额外的振动频率)
的频率范围内的激发装置,造成部件共振响应的频率低的频率,频率的位移幅值被称为主频率f1,其余的附加频率FX。符号F1,F2 ...,单位为Hz;符号在转N1,N2。
3.7扫描和扫描曲线(频率扫描和曲线)
修正偏心的频率的激振力,由一个小的过程中,被称为扫描。随着频率的变化,组分的改变,以反映之间的关系被称为扫描曲线的振动响应和频率曲线的振动响应。如AF称为振幅 - 频率曲线,自动对焦称为加速度 - 频率曲线;振动时效设备绘制加速度 - 速度(AN)曲线。
振动时效工艺参数及设定
振动时效工艺参数及设定振动时效工艺内容和工艺参数制定原则及常用的几种振型振动时效工艺内容1,频率2,振动强度(激振力)3,处理时间4,支撑点、激振点、拾振点选择振动时效工艺参数选择原则及方法公式:δ动+δ残≥δS公式中:δ动-施加于工件的动应力δ残-工件自身存在的残余应力δS-材料的屈服极限1、频率的选择原则及方法激振频率的选择要与降低噪声相结合,尽量减少噪声对环境的污染。
残余应力集中度高,应选择大动应力,低频率振动处理。
解决弯曲变形后被校直校平的工件,必须进行多阶弯曲振动,以使应力均匀地得到释放此时选择高频率。
选择方法:根据GB/T25712-2010的机械行业标准3。
5。
1款在亚共振区内选择共振峰,峰值的1/3-2/3的对应的频率为主振频率。
激振频率的选择应注意的几点问题:工件的固有频率随构件尺寸,重量加大而降低,随材料的结构刚性加大而升高。
构件的固有频率与形状、结构有关。
构件的内部阻尼系数很小,没有明显的弹性阶段,共振带很窄,所以频率变化在±0.1HZ 振幅就会有很大的变化,所以铸造件的振动时效固有参数制定要精确。
当频率升高,电流也随之升高,可能会产生强迫振动。
强迫振动对振动时效设备和被处理的工件都有害。
由于强迫振动并非共振条件下的振动因而起不到消除或均化残余应力的作用,应尽量避免2、激振力的选择激振力是激振设备产生的周期性外力,在垂直方向对工件的作用力。
激振力选择标准(1)&动=(1/3—2/3)&工作。
按TB/T5926—91标准第3.52款,主振时装置的偏心档位应是工件的动应力峰值达到工作应力1/3—2/3,并使装置的输出功率不超过额定功率的80% 。
因为只有在工作应力的1/3—2/3处工件才不会受到损伤,同时也能提高疲劳寿命。
若&动=&工作构件不但受到损伤,而且疲劳寿命下降。
(2)动应力是使构件残余应力消除的必要条件。
在亚共振频率下,振动具有放大动应力的作用,达到加速残余应力消除的目的,为了在时效中,对构件不造成损伤,根据经验动应力可适当控制在:铸铁件±25--±40N/m㎡铸铁淬火导轨件±15N/m㎡铸刚件±35--±50N/ m㎡焊接件±50--±80N/ m㎡也可根据动态电阻应变仪测定,用公式计算。
振动时效国际标准
振动时效国际标准
振动时效的国际标准主要关注的是工件内部的残余内应力和附加振动应力的矢量和。
当这个矢量和超过材料的屈服强度时,工件会发生微量的塑性变形,从而使内部的内应力得以松弛和减轻。
振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法,可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。
这种处理方法具有显著提高机械性能、适用性强、节省成本等优点。
振动时效设备主要由激振器和控制箱两部分组成,另外还有夹具、橡胶垫、传感器等配件。
其重要参数包括支撑点、振型、激振点、加速度、固有频率和时间,其中振动加速度、共振频率和共振时间是决定工艺效果的主要参数。
振动时效的适用性很强,不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几百吨的构件都可使用振动时效技术。
特别是对一些大型构件无法使用热时效处理时,振动时效就具有更加突出的优越性。
而且,由于设备简单易于搬动,因此可以在任何场地上进行现场处理。
振动时效只需30分钟即可进行下道工序,而热时效至少需一至二天以上,且需大量的煤油、电等能源。
因此,与热时效相比,振动时效可以节省大量的时间和成本。
以上内容仅供参考,具体信息建议咨询相关领域的专业人员。
1。
振动时效工艺
振动时效工艺
1、小型工件采用振动平台时效加工,振动时间为15—25分内,加速度(振
幅)为20—25g,最大峰值不得大于35g,否则调整振动偏心(动应力)。
2、整体采取直接时效法,振动时效时间为25分钟,加速度(振幅)为30g
内。
3、振动时效中不得产生强迫振动(指激振器自振)而工件没振,此时应调整
振动频率(转速升、降)。
4、振动时效加工中如产生较大响声,电流上升需调整振型(振动器放中间为
弯曲、头中间为扭曲)另查夹具是否松动。
5、时效中电机、机箱与电缆线牢固拧紧,不得产生松动。
(整理)JBT10375-2002焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求
钛及钛合金熔化焊焊接构件的振动时效处理。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
jb/t5925.2 机械式振动时效装置技术条件3 术语、符号3.1 激振点exciting point 振动时效时给构件的施力点称为激振点。
3.2 支撑点support point 为了对构件进行振动时效而选择的支撑构件的位置。
3.3 动应力dynamic stress 激振力引起构件谐振响应时,在其内部产生的应力称为动应力。
矢量,符号为σd(幅值),单位为(mpa)。
3.4 共振resonance 当激振力提供的周期性激振力的频率与系统固有频率接近或相等时,构件的振幅急剧增大的现象为共振。
3.5 振型vibration mode 共振时,构件表面上所有质点振动的包络线(面),即为振型,包括弯曲、扭转、扭曲、钟振型和鼓振型。
3.6 节点(节线)node, node line 振动时效时,构件振幅最小处称为节点(节线)。
3.7 主振频率principal vibration frequency 在激振装置的频率范围内,引起构件谐振响应的频率中,频率低、位移幅大的频率称为主振频率。
3.8 附振频率additional vibration frequency 除主振频率以外的其他频率。
3.9 扫频frequency sweep 固定偏心,将激振力的频率由小调大的过程,称为扫频。
3.10 扫频曲线the curve 随着频率的变化,构件振动响应发生变化,反映振动响应与频率之间的关系曲线称为扫频曲线。
如a—f称为振幅—频率曲线,a—f称为加速度—频率曲线;而振动时效装置绘制的是加速度—转速(a—n)曲线。
振动时效技术要求
2. 工件及激振装置的放置 2.1. 为了便使工件在振动过程中始终处于自由状态,应采用橡胶垫(如橡胶轮胎等)作支撑。 2.2. 激振装置应刚性地固定在工件刚度较强或振幅较大处,不准固定在大而薄的平面等刚性较
差的部位,固定激振装置处应平整。
率不超过额定功率的 80%。 4.3. 振前进行扫频,记录振幅频率(a-t)曲线。 4.4. 主振工件,记录振幅时间(a-t)曲线。 4.5. 起振后振幅时间(a-t)曲线上的振幅上升,然后变平或上升后下降然后再变平,从变平开
始稳定 3~5min 为振动截止时间。 4.6. 振后进行扫频,记录振幅频率(a-n)曲线。 4.7. 必要时可作多点激振处理,也可用附振频率(即主振频率以外的各共振频率)作多频共振
曲线等。
6.操作者
由具有高中以上文化,经过专业培训合格,能严格执行工艺文件的人员担当。
7.振动时效实施
7.1 工件准备
a) 工件表面应不存在裂纹、虚焊、夹渣等严重缺陷。
b) 工件支撑采用随机附带还胶垫或废橡胶外胎在节点处作弹性支撑,应尽可能采用二点或三
点支撑,必要时也可用四点支撑,支撑应保证工件任一点不接触地面。
并保证其电流值低于扫频时的 3/4,否则应减少加速度值开激振力,在线打印加速度-时间
曲线。
b) 观察加速度值,若有上升后最终变平,则认为时效效果基本达到,如 20min 尚未有上升变
化,则应提高加速度值或激振力。
c) 继续对附振频率进行时效处理。
d) 振后自动扫描,记录α-n 曲线。
7.3.3 振动时效效果评定
3.4. 必要时可通过调整支撑点、激振点和拾振点的位置来激起较多的振型。 3.5. 测定 1~3 个共振峰较大的频率在共振时的动应力峰值的大小,选择动应力大、频率低的共
焊接构件的振动时效技术
焊接构件的振动时效技术焊接构件的振动时效技术是对已焊接成型的构件进行振动处理,用以降低和均化由於焊接造成的残余应力。
而振动焊接是首先将被焊部件进行振动,且边振动边焊接,直到焊完为止。
这种振动是在肯定频率范围内的稍微振动,其作用如下:首先,当焊缝金属在熔溶状态时,振动可以使组织发生变化,晶粒得以细化。
焊缝晶粒细化必将使材料力学性能得到提高;其次在有温度作用下,焊缝处材料屈服极限很低,因此振动很简单使热应力场得到缓解,极易发生热塑性变形,而释放受约束应变,使应力场梯度削减,故使最终的焊接残余应力得到降低或均化;第三由于振动,在结晶过程中使气泡杂质等简单上浮,氢气易排解,焊缝材料与母材过渡连接匀称、平缓,降低应力集中,提高焊接质量。
因此振动焊接可以有效地防止焊接裂纹和变形,提高构件的疲惫寿命,增加机械性能。
振动焊接技术是在振动时效技术基础上进展起来的。
但振动焊接技术的作用明显优於振动时效技术。
振动时效技术是在构件焊好后使用的处理技术,只能对焊接残余应力起到降低和均化作用,而振动焊接技术从焊接开头就起到细化晶粒的作用,接着在热状态下通过热塑性变形来调整应变而降低残余应力。
因此,可以说振动焊接从一开头就起到了防止焊接裂纹和削减变形的作用。
提高焊接质量是优於振动时效技术的最突出优点。
做为振动焊接,它并不要求构件必需达到共振状态,只要达到某一频率范围内且具有肯定的振幅就可以,因此振动焊接技术可以在任何构件上应用。
特殊是在大型结构件焊接修复时,振动焊接就完全可以实现,焊后不再使用热时效处理。
在这里必需说明的是"振动焊接技术'包括两个方面,即"焊接技术'与"焊接振动技术'两个内容。
这里说的"焊接技术'就是正常的焊接技术,而"焊接振动技术'就是在焊接过程中依据不同构件施加一种不同参数的机械振动。
这一章就是讨论关於"振动焊接'的作用和"振动焊接'的工艺参数选择原理。
振动时效
振动时效的基本知识2009-09-25 10:57:11| 分类:默认分类| 标签:|字号大中小订阅一、振动时效设备的组成及作用:1、主机:控制电机启动及调速、信号的收集、处理、显示及打印参数;2、激振器:强迫工件振动并将电机转速及激振频率反馈回主机;3、拾振器:把振动响应如加速度值等反馈回主机。
二、工艺的选择1、激振频率:选择共振区别明显处,一般铸件可以选择中频大激振力,焊接件可分频激振;2、激振力:由构件上最大的动应力来确定既应保证δ动+δ残=δS,(δ-激振器施加给工件的周期性动应力,δ残-残余应力,δS材料屈服强度极限)3、激振时间:振动的前10分钟残余应力变化最快,20分钟后趋于稳定,一般处理20-50分钟即可;4、激振点和支撑点:激振点应在该工件振动节点上,激振点一般在两点支撑点间刚性较大的位置上(亚共振方式/传统的振动时效)5、用震动时效过程中测出的动态参数曲线,根据曲线的变化现场、及时判断振动效果,是目前被认证的方法。
三、振动时效的几个重要参数是:“支撑点、振型、激振点、加速度、固有频率、时间”其中振动加速度、共振频率、共振时间是决定工艺效果的主要参数。
四、振动实效的实质振动时效是在激振器所产生的周期性外力-激振力作用下迫使工件在其共振范围内产生共振,在此过程中当周期性载荷δd+δr>=[δ]时在工件内残余应力的高峰值处产生局部屈服引起微小的塑性变形,使工件内部残余应力高峰值降低并使残余应力重新均化分布,从而达到强化金属基体、增强抗变形能力、提高工件尺寸精度稳定性的目的。
振动时效从作用上讲是以机械能形式给工件提供能量,增大金属内部原子的振动幅度、加快畸变晶格的排列趋于平衡,振动时效从形式上讲是通过对工件施加略低于材料屈服极限的动应力,人为造成工件“变形”提前发生,从而是工件在其精加工后不再发生变形的效果。
振动时效采用外力振动的方式,使工件内部产生一定周期性的交变作用力,作用力和工件本身残余应力叠加超过工件本身的屈服极限,便导致工件发生微观的塑弹性力学变化,从而引起残余应力的降低和均化,使工件内部各方面作用的力基本趋与平衡,从而防止工件变形、提高工件的疲劳极限,从而发挥工件本身的最大使用价值。
结构通用工艺----振动时效
一、总则本指导书适用于焊接结构振动时效工艺指导。
二、引用标准《振动时效效果评定方法》 JB/T5926—2005《设备使用说明书》三、适用范围本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果的评定方法。
本标准适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属(铜铝锌及合金)等铸件、锻件、焊接件的振动时效处理。
四、术语、符号。
4.1激振点:振动时效时给构件的施力点称为激振点。
4.2支撑点:为了对构件进行振动时效面选择的支撑构件位置。
4.3动应力:激振力引起构件谐振响应时,在其内部产生的应力称为动应力,矢量符号为Od(幅值)。
单位为(MPa)。
4.4共振:当激振力提供的周期性激振力的频率与系统固有频率接近或相等时,构件的振幅急剧增大的现象称为共振。
4.5振型:共振时,构件表面上所有质点振动的包络线(面),即为振型,包括弯曲、扭曲、钟振型和鼓振型。
4.6节点(节线):振动时效时,构件振幅最小处称为节点(节线)。
4.7主振频率:在激振装置的频率范围内,引起构件谐振响的频率中,频率低、位移振幅大的频率称为主振频率。
4.8附振频率:除主振频率以外的其它频率。
4.9扫频:固定偏心,将激振力的频率由小调大的过程,称为扫频。
4.10扫频曲线:随着频率的变化,构件振动响应发生变化,反映振动响应与频率之间的关系曲线称为扫频曲线。
4.11时效曲线:在确定的振动频率和激振力下,对构件进行振动处理所得到的加速度—时间曲线,其标记为a—t。
其中:a表示加速度,t表示时间。
4.12振动焊接:在小激振力作用和压力共振频率下,引起构件微小谐振的同时,进行焊接的工艺操作过程。
4.13频率分析:用激振器对工件做间隙式施振,获取工件频率分布的过程。
4.14波峰:振动位移最大的区域.4.15波谷:振动位移最小的区域,也就是节线的附近区域.五、工艺参数选择及技术要求:5.1参数确定原则:一般情况下,振动参数应在针对具体焊接构件的工况条件,分析并判断出构件在激振器范围内可能出现的振型基础上确定。
振动时效设备的系统参数介绍
振动时效设备的系统参数介绍振动时效设备是一种常用于材料研究、试验以及生产过程中的实验室设备。
它已成为了一个重要的测试工具,可以通过此设备来模拟一些材料在长期使用过程中所承受的振动和应力。
在进行振动时效实验的时候,需要了解一些振动时效设备常见的系统参数。
1. 振动力范围振动力是振动时效设备中的一个重要参数,它指的是设备所能产生的振动力的范围。
通常情况下,振动力范围会根据不同的实验对象而有所不同,因此需要进行适当的调整。
2. 振动频率振动频率是指振动时效设备振动的频率,通常以 Hz为单位来表示。
不同的实验对象对应不同的频率,需要在进行实验前根据实验对象的要求进行设定。
3. 振动加速度振动加速度是振动时效设备的另一个重要参数。
它是指设备振动时加速度的大小,单位通常是 g。
在进行实验前,需要根据实验要求进行设定。
4. 温度控制范围振动时效设备通常需要对实验室环境进行温度控制,以保证实验的准确性。
温度控制范围是指振动时效设备内部能够控制的温度范围,通常以摄氏度为单位进行表示。
5. 湿度控制湿度对于材料的性能也有着很大的影响,因此在进行振动时效实验的时候,需要对环境湿度进行控制。
振动时效设备通常配备有湿度控制系统,以保证实验准确。
6. 振动系统振动时效设备的振动系统是实验中的关键部分,它对实验数据的准确性有着很大的影响。
通常的振动系统包括振动台、振动器、放大器等组成。
7. 控制系统振动时效设备的控制系统也是实验中不可或缺的一部分,通过控制系统可以实现对温度、湿度和振动频率等参数进行精确的控制,以达到预期的实验效果。
8. 实验容量实验容量是指振动时效设备能够同时容纳的实验件数。
在进行大规模实验的时候,需要选择具有较大实验容量的振动时效设备。
以上是振动时效设备常见的系统参数介绍,这些参数对于保证实验的准确性和可靠性都至关重要。
在实际应用中,需要根据实验对象的要求进行选择,并通过准确的实验数据验证实验结果的准确性。
振动时效(VSR)工艺
热时效(TSR)工艺是目前还在广泛采用的传统机械加工方法,其原理是用炉窑将金属结构件加热到一定温度,保温后控制降温,达到消除残余应力的目的,可以保证加工精度和防止裂纹产生。
TSR工艺广泛应用于几乎所有机械产品生产厂,在中国有几万家企业每年有数十万吨的机械金属结构件采用TSR,其所消耗的重油、电、煤气和原煤折合标准煤为140-240kg/吨左右,由此可见TSR工艺耗能已不容忽视,其对环境造成的污染之大也是有目共瞩的。
TSR工艺的基本工装低温时效炉目前造价约为人民币4000元/立方米左右,年维护费用为人民币300-400元/立方米,加上运输、其它辅助工作(如去除氧化皮等),每吨金属结构件的处理费用将高达人民币400-600元。
自然时效(NSR)是将工件长时间露天放置(一般长达六个月至一年左右),利用环境温度的季节性变化和时间效应使残余应力释放,由于周期太长和占地面积大,仅适应长期单一品种的批量生产和效果不理想,目前应用的较少。
振动时效(VSR)工艺是一种可完全取代TSR和NSR的工艺,其原理是用振动消除残余应力,可达到TSR 工艺的同样效果,并在许多性能指标上超过TSR。
VSR工艺耗能少(是TSR的2%左右)、设备投资少和效率高,其在节能、减少环境污染和提高产品性能方面有卓越的表现,使得这一高新技术在各行各业中有广泛的应用前景。
VSR工艺在我国的应用已有二十多年的历史,但其较具规模的应用却不到十年,影响其广泛应用的原因主要是设备制造技术的相对落后。
在二十世纪九十年代以前,我国生产的振动时效设备普遍存在技术陈旧、故障率高、操作复杂和体积笨重等缺点,使用设备的企业往往对其又爱又怕,爱的是其带来的可观利益,怕的是其娇嫩易坏,有统计表明该时期设备带病率几乎为100%,其维护复杂也使相当多的技术人员谈虎变色。
进入九十年代,一种全新概念的新型设备“TZ21智能型振动时效装置”在深圳出现,在短短的一年左右就普及大江南北,使一些“行业专家”大跌眼镜,其独创的全软件控制、模板组合硬件结构、编程全自动操作等新技术,使故障率大幅度降低、操作相对简化和体积、重量减少,其可观的销售业绩已说明其在中国市场上的成功。
振动时效去应力的工艺
振动时效去应力的工艺振动时效去应力的工艺引言振动时效去应力是一种常用的工艺,通过利用振动装置对材料进行振动处理,以去除材料内部的应力,提高其性能和可靠性。
本文将从以下几个方面介绍振动时效去应力的工艺。
工艺原理•振动时效去应力的原理是利用材料在振动作用下发生形变,从而达到减小应力的目的。
•振动时效去应力是一种无损处理工艺,不会破坏材料的结构和性能。
工艺步骤1.准备工作–确定需要进行振动时效去应力处理的材料。
–检查材料的表面是否干净,无明显缺陷和损伤。
2.设定振动参数–根据材料的特性和要求,确定振动的频率、振幅和持续时间。
–进行前期试验,确定最佳振动参数。
3.进行振动处理–将待处理的材料放置在振动装置上,并固定好。
–启动振动装置,使其按照设定的参数对材料进行振动处理。
4.后处理工作–停止振动装置,取下处理后的材料。
–进行必要的表面处理,如清洁、抛光等。
工艺优势•振动时效去应力的工艺具有以下优势:–可以快速去除材料内部的应力,提高材料的稳定性和可靠性。
–无损处理,不影响材料的结构和性能。
–工艺简单、成本低廉,适用于大批量生产。
–可以广泛应用于金属材料、复合材料等多种材料的处理。
应用领域•振动时效去应力的工艺在以下领域得到广泛应用:–金属材料制造业:如航空航天、汽车、机械等领域。
–电子器件制造业:如半导体、集成电路等领域。
–光学器件制造业:如望远镜、激光器等领域。
–塑料制品制造业:如注塑件、挤塑件等领域。
结论振动时效去应力是一种有效的去除材料内部应力的工艺,通过振动作用可以快速、无损地提高材料的稳定性和可靠性。
该工艺具有简单、成本低廉、广泛应用的特点。
在各个制造领域中,振动时效去应力都发挥着重要的作用,为产品的质量提升和寿命延长做出了贡献。
振动时效去应力的工艺引言振动时效去应力是一种常用的工艺,通过利用振动装置对材料进行振动处理,以去除材料内部的应力,提高其性能和可靠性。
本文将从工艺原理、工艺步骤、工艺优势和应用领域等方面介绍振动时效去应力的工艺。
中华人民共和国机械行业标准
中华人民共和国机械行业标准振动时效效果评定方法JB/T5926-2005 1 范围本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效效果评定方法。
本标准适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁。
有色金届(铜、铝、钛及具合金)等材质的铸件、锻件、焊接件、模具、机械加工件的振动时效装置。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
JB/T5925.2 机械式振动时效装置技术条件3 术语和定义JB/T5925.2中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1 激振点excitative position振动时效时,激振器在工件上的夹持点。
3.2 振型excited mode工件共振时,当某一点位移达到最大值的瞬间:工件各点的位移形成的线或面。
3.3 节点mode node时效时工件受周期性交变载荷的作用产生谐振,振幅最小处,称为节点。
节点连成的线即节线。
3.4 主振频率main excitative frequency在激振装置的频率范围内,引起工件谐振响应的频率中,能有效降低残余应力的频率叫主振频率;其余叫附振频率。
4 工艺参数选择及技术要求4.1 振前分析4.1.1 根据工件结构、尺寸材质、时效要求、残余应力场分布,分析判断所需有效振型,必要时分析以后工作状态、工况下工作应力大小及分布及其失效形式。
14.1.2 工件不应有超过标准规定的缩孔、火渣、裂纹及虚焊等缺陷,4.2振前准备4.2.1 在预测的有效振型的节线附近弹性支撑工件,支点应尽量少,工件的支撑应平稳4.2-2特殊工件的支撑以振动阻力小日平稳为准。
4.2.3激振器应固定装在工件刚性较大且振幅较大处4-2-4拾振器应固定装在远离激振器且在振幅较大处4,3试振工件4.3.l 选择激振器偏心距,由小到大使工件在最大工作转速区间内产生共振,4.3.2 全程扫频、寻找共振峰,确定主、附振频率及扫频范围,按主振频率的振型调整支撑点激振点、拾振点及力方向。
JBT 5926-1991 振动时效工艺参数选择及技术要求
JBT 5926-1991 振动时效工艺参数选择及技术要求JB/T5926-91振动时效工艺参数选择及技术要求1991-11-30公布1992-07-01实施1主题内容与适用范畴本标准规定了振动时效工艺参数的选择及技术要求和振动时效成效评定方法.本标准适用于材质为碳素结构钢,低合金钢,不锈钢,铸铁,有色金属(铜,铝,锌其合金)等铸件,锻件,焊接件的振动时效处理.2术语2.1扫频曲线---将激振器的频率缓慢地由小调大的过程称扫频.随着频率的变化,工件振动响应发生变化.反映振动响应与频率之间关系的曲线,称扫频曲线,如A---f称振幅频率曲线;a-f称加速度频率曲线.注:A表示振幅,a表示加速度,f表示频率.2.2激振点---振动时效时,激振器在工件上的夹持点称激振点.3工艺参数选择及技术要求3.1第一应分析判定出工件在激振频率范畴内的振型.3.2振动时效装置(以下简称装置)的选择.3.2.1装置的激振频率应大于工件的最低固有频率.3.2.2装置的最大激振频率小于工作的最低固有频率时,应采取倍频(或称分频)降频等措施.3.2.3装置的激振力应能使工件内产生的最大动应力为工作应力的1/3~2/3.3.2.4装置应具备自动扫频,自动记录扫频曲线,指示振动加速度值和电机电流值的功能.稳速精度应达到+lr/min.3.3支撑工件,装卡激振器和拾振器3.3.1为了使工作处于自由状态,应采纳三点或四点弹性的支撑工件,支撑位置应在主振频率的节线处或邻近.为使工件成为两端简支或悬臂,则应采纳刚性装夹.3.3.2激振器应刚性地固定在工件的刚度较弱或振幅较大处,但不准固定在工件的强度和刚度专门低的如大的薄板平面等部位,固定处应平坦.3.3.3悬臂装夹的工件,一样应掉头进行第二次振动时效处理.特大工件,在其振动响应薄弱的部位应进行补振.3.3.4拾振器应固装在远离激振器同时振幅较大处.3.4工件的试振3.4.1不承诺试振的工件存在缩孔,夹渣,裂纹,虚焊等严峻缺陷.3.4.2选择激振器偏心档位,应满足使工件产生较大振幅和装置只是载的要求,必要时先用手动旋钮查找合适的偏心档位.3.4.3第一次扫频,记录工件的振幅频率(A-f)曲线,测出各阶共振频率值,节线位置,波峰位置.3.4.4必要时通过调整支撑点,激振点和拾振点的位置来激起较多的振型.3.4.5测定1-3个共振峰大的频率在共振时的动应力峰值的大小.3.4.6选择动应力大,频率低在共振频率作为主振频率.3.4.7按主振型对支撑,拾振位置进行最后调整.注:主振频率的振型称为主振型.3.5工件的主振3.5.1在亚共振区内选择主振峰峰值的1/3-2/3所对应的频率主振工件.3.5.2主振时装置的偏心档位应使工件的动应力峰值达到工作应力的1/3-2/3,并使装置的输出功率不超过额定功率的80%.3.5.3进行振前扫频,记录振前的振幅时刻(A-f)曲线.3.5.4主振工件,记录振幅频率(A-t)曲线.3.5.5起振后振幅时刻(A-t)曲线上的振幅上升,然后变平或上升后下降然后再变平,从变平开始稳固3-5犿犻狀为振动截止时刻,一样累计振动时刻不超过40犿犻狀.3.5.6进行振后扫频,记录振幅频率(A-f)曲线.3.5.7批量生产的工件可不作振前,振后扫频.3.5.8有些工件可作多点激振处理,有些工件可用附振频率作多频共振辅助处理.是否调整支撑点,拾振点位置视工件而定.注:主振频率以外的各共振频率称为附振频率.3.5.9工件存在如夹渣,缩孔,裂纹,虚焊等缺陷,在振动时效中这类缺陷专门快以裂纹扩展的形式显现时,应赶忙中断时效处理.工件排除缺陷后,承诺重新进行振动时效.3.6振动时效工艺卡和操作记录卡3.6.1批量生产的工件进行振动时效处理时,必须制订"振动时效工艺卡",操作者必须严格执行并填写"振动时效操作记录卡"在工件上作已振标记.3.6.2"振动时效工艺卡"应按3.1-3.5条的要求,试验三件以上,找出规律后制订.3.6.3"振动时效工艺卡"和"振动时效操作记录卡"的内容和格式分别参照附录犅和附录犆. 3.7铸件振动时效时,应使动应力方向尽量与易变形方向一致.3.8制订焊接件振动时效工艺时,应明确工件上承担力的要紧焊缝和联系焊缝.振动处理中,其振动方向应使工件承担力的要紧焊缝处的动应力最大或较大.4振动时效工艺成效评定方法4.1参数曲线观测法4.1.1振动处理过程中从振幅时刻(A-f)曲线和振前,振后振幅频率(A-f)曲线的变化来监测.4.1.2显现下列情形之一时,即可判定为达到振动时效工艺成效.a 振幅时刻(A-t)曲线上升后变平.b 振幅时刻(A-t)曲线上升后下降然后变平.c振幅频率(A-f)曲线振后的比振前的峰值升高.d振幅频率(A-f)曲线振后的比振前的峰值点左移.e振幅频率(A-f)曲线振后的比振前的带宽变窄.4.1.3振动处理过程中,如果不显现4.1.2条中所列的任一情形时,应重新调整振动参数,按上述规定的条款再进行时效处理后,重新检验.4.1.4制订有"振动时效工艺卡"的批量生产的工件,在振动时效时,举荐用4.1.2条的a,b款中只要显现一种情形,便可判定为达到振动时效工艺成效的方法来检验,并不再作下述检验.4.2残余应力检测法4.2.1举荐使用盲孔法,也可使且X射线衍射法.4.2.1.1被振工作振前,振后的残余应力测定点数均应大于5个点.4.2.1.2用振前,振后的应力平均值(应力水平)来运算应力排除率,焊件应大于30%,铸锻件应大于20%.4.2.13用振前,振后的最大应力与最小应力之差值来衡量均化程度,振后的运算值应小于振前的运算值.4.3精度稳固性检测法4.3.1以要求精度稳固性为主的工件,振后应进行精度稳固性检验.a精加工后检验.b长期放置定期检验静尺寸稳固性,在放置15d时第一次检验,以后每隔30d检验一次,总的静置时刻半年以上.c在动载荷后检验.应按照具体情形选用上述条款.4.3.2各种检验结果均应达到设计要求.附录A振动时效工艺中动应力选择与振动时效对工件疲劳寿命阻碍分析(补充件)1振动时效工艺中动应力的选择与分析动应力是振动时效工艺的一项最要紧参数.实验证明:在一定范畴内动应力越大,被处理工件上产生的应变开释量也越大,排除应力的成效也越好,动应力过大将有可能造成工件的损害或降低疲劳寿命.因此在本标准中以工作应力来确定动应力.即:σ动=(1/3~2/3)σ工作在设计时,工作应力(σ工作)是差不多确定的,或和应变测试技术获得,在那个地点应以在工作状态下工件上最大应力点的应力作为工作应力.当我们按上述方法来确定动应力(σ动)时,就能够保证被振工作既能排除应力又不遭到损坏.由于工件结构比较复杂的结构,在不同受力状态下各点的动应力不同,因此在实际操作时,应选择结构危险点(应力集中点),做动应力监测,以保证动应力量值的可靠.2振动时效对工件疲劳寿命阻碍的分析振动时效其工作状态是对工件施加周期性的作用力,这如同疲劳荷载一样,按照线性累积损害理论,必定对工件造成一定的疲劳损害.但另一方面,由于低应力振动处理后残余应力得到下降,又必定提升工件的疲劳寿命.我国振动时效工作者,通过大量的试验给出了振动时效对工件疲劳寿命的关系曲线(如图A1所示).图中:N-σ为寿命-应力坐标;N-σ动为寿命-动应力坐标;σ工作为实际工作中工件中最大应力;η工作为在工作应力作用下的疲劳寿命.从图中可见,当动应力σ动小于A点时,振动时效能够提升疲劳寿命;当动应力σ动大于A点时,振动时效将降低疲劳寿命;当采纳工作荷载处理时,振动时效降低疲劳寿命的数值(B点)就等于振动时效处理时的循环数.因此,本标准中选动应力为工作应力的1/3-2/3是可不能对焊接件造成任何疲劳损害的,相反还能够提升工件的疲劳寿命.。
中华人民共和国机械行业标准-振动时效设备
中华人民共和国机械行业标准振动时效效果评定方法JB/T5926-20051 范围本标准规定了振动时效工艺参数选择及技术要求和振动时效效果的评定方法。
本标准适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁。
有色金属(铜、铝、钛及其合金)等材质的铸件、锻件、焊接件、模具、机械加工件的振动时效处理。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
JB/T5925. 2 机械式振动时效装置技术条件3 术语、符号3.1 激振点exciting point振动时效时给构件的施力点称为激振点。
3.2 支撑点support point为了对构件进行振动时效而选择的支撑构件的位置。
3.3 动应力dynamic stress激振力引起构件谐振响应时,在其内部产生的应力称为动应力。
矢量,符号为σd(幅值),单位为(MPa)。
3.4 共振resonance当激振力提供的周期性激振力的频率与系统固有频率接近或相等时,构件的振幅急剧增大的现象为共振。
3.5 振型vibration mode共振时,构件表面上所有质点振动的包络线(面),即为振型,包括弯曲、扭转、扭曲、钟振型和鼓振型。
3.6 节点(节线)node, node line振动时效时,构件振幅最小处称为节点(节线)。
3.7 主振频率principal vibration frequency在激振装置的频率范围内,引起构件谐振响应的频率中,频率低、位移幅大的频率称为主振频率。
3.8 附振频率additional vibration frequency除主振频率以外的其他频率。
3.9 扫频frequency sweep固定偏心,将激振力的频率由小调大的过程,称为扫频。
振动时效工艺技术
振动时效工艺技术振动时效工艺技术是一种利用振动来改善材料特性的处理方法。
通过调控材料在特定振动条件下的时效过程,可以使材料的力学性能得到提高,提高材料的耐疲劳性和抗变形能力。
振动时效工艺技术主要适用于金属材料,特别是结构件、工具件和零部件等重要材料。
该工艺技术的操作相对简单,但是要保证振动的频率、振幅和时间等参数符合要求,且需要仔细监控振动时效的过程。
振动时效工艺技术的工艺过程一般包括以下几个步骤:1. 材料准备:将待处理的金属材料切割成适当的形状和尺寸,清洗干净并进行表面处理。
2. 振动设备准备:选择适当的振动设备,根据材料的形状和尺寸调整好设备的参数,如振动频率和振幅等。
3. 振动时效:将材料放置在振动台上,调整好振动设备的参数,确保振动频率和振幅符合要求。
然后,将振动设备打开,开始振动时效的过程。
振动时效的时间一般根据材料的特性和工艺要求而定,可以根据实际需要进行调整。
4. 振动结束:待振动时效的时间到达后,将振动设备关闭,取出经过振动时效处理的材料。
振动时效工艺技术的主要优点有以下几个方面:1. 提高材料的力学性能:振动时效可以使材料的晶粒尺寸变细,提高材料的强度和硬度,从而提高材料的力学性能。
2. 提高材料的耐疲劳性:振动时效可以增强材料的断裂韧性和抗疲劳性,延缓材料的疲劳断裂,提高材料的使用寿命。
3. 提高材料的抗变形能力:振动时效可以减少材料的应力集中和变形,从而提高材料的抗变形能力和耐冷间隙冲击性能。
4. 工艺简单高效:振动时效是一种非常简单和高效的处理方法,仅需较短的时间,即可达到良好的处理效果。
振动时效工艺技术在汽车、航空航天、机械制造等领域有着广泛的应用。
通过采用该工艺技术,可以提高产品的质量和性能,降低材料的成本和能耗,提高材料的使用寿命和经济效益。
因此,振动时效工艺技术具有重要的科学意义和实际应用价值。
大机组振动时效工艺
大型水轮发电机组焊接结构件振动时效工艺应用及在我厂的推广应用前景重庆水轮机厂有限责任公司摘要:本文介绍了振动时效工艺应用于水轮发电机组大型焊接结构件时,其工艺参数的确定及正确选择动应力,使工件符合检测标准。
振动时效在我厂推广使用的节能效果。
关键词:振动时效新工艺、大型水轮机座环,节能效果。
1.前言振动时效又称VSR(Vibration Stress Rclief)振动消除应力法,它的实质是以机械振动的形式对工件施加应力,当附加应力与残余应力叠加的总应力达到或超过某一数值后,在应力集中的地方就会因应力超过金属材料的屈服强度而发生微观和宏观的塑性变形。
从而降低该处的残余应力峰值,达到应力匀化的目的;另外,振动引起位错的增殖和移动,使材料屈服点上升,从而提高了金属的抗变形能力,达到了稳定工件尺寸的目的。
近10年多来,振动时效工艺发展迅速,并在大重型结构件上得到了应用。
该工艺与热处理相比主要具有下述特点:(1)投资少,不需建造大型的热时效炉,只需在现场使工件在其振频率下进行时效,(2)周期短,每个工件只需设2~3振点,每个振点振动10~25min;(3)热处理有软化材料,去氢和提高冷脆的作用,而振动时效则有均化应力效果明显、强化材料的特点。
对于刚性设计的重型焊接结构件,由于对其强度和尺寸稳定有一定要求,所以采用振动时效工艺是非常合适时;(4)不仅节约能源,而且具有振动设备体积小、重量轻、操作简单等优点。
2.四川东西关电站水轮机座环的振动时效处理。
2.1问题的提出:四川东西关电站水轮机发电机组为我厂近年来所承接的大型发电设备,水轮机型号为ZZ500—LH—640其座环为低碳钢全焊接结构,净重94吨,由上环、下环和十四个固定导叶组成其结构见图一,众所周知,焊接结构件需消除残余应力,传统方法采用热时效处理,该座环尺寸大,超过我厂退火炉有效容积,鉴于我厂前几年振动时效工艺应用的成功经验,决定东西关电站水轮机座环焊后采用振动时效。
振动时效工艺守则
振动时效工艺守则一、总则1、本守则是铸件和焊接结构件振动时效的主要工艺文件,有关人员必须严格执行。
二、生产前的准备1、检查电机运转、控制箱工作是否正常。
2、把所有导线按仪器说明书接好。
3、把工作场所收拾整齐、合理、安全。
三、预分析根据工件的形状,分析可能出现的振形,以确定工件的支承方式和位置,基本原则如下:1、当工件长:宽,3,长:厚,5,即为梁型件,支承点距各端部2/9L处(L为工件的长度),激振器在中间或一端,传感器在另一端。
2、当工件长=宽,长:厚,5,即为板型件,支承点沿长度方向布置,四点支撑在距各端1/3L处,激振器在中间或一端,传感器在另一端。
3、当工件长=宽=厚,为方型件,三点支承,激振器在中间或一端,传感器在另一端。
4、当工件为环型件,沿圆周三支承,激振器在两点中间,传感器在另两点中间。
5、当工件轴类件,激振器在一端,传感器在另一端(做工做夹具)。
6、当工件较小件,设计平台,工件固定在平台上进行时效。
7、当工件较大件或刚性太强,采用定时定速或平台时效。
四、时效时间工件重量(T) <1 1-5 5-10 10-50 >50 振动时间5 10 15 20 20-40 (min)五、时效处理1、按设备使用说明书将设备各部分用电缆连接好,予热5分钟。
2、将激振器和传感器联接好。
3、打开主控制电源开关、液晶屏幕上显示滚动显示、说明主控制箱内微机工作正常。
4、按运行键、设备即开始工作,并对工件进行振前扫描,若工艺参数合适则设备将自动继续进行第二步的振动时效处理和第三步振动时效效果的检测。
若工艺参数不合适,液晶屏上将显示不合适的原因并给出修正方案,操作者需按屏幕显示的修正步骤对工艺参数进行修正,修正完后按复位键,然后按运行键进行振动时效处理。
5、对于第一次处理的工件,也可以采用手动操作的方式,按上升键为开始手动控制,电机转速缓慢升速,升速速度为三档每按一次改变一种升速速度,若停止升速按下降键即可,降速时按相反操作。
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振动时效工艺内容和工艺参数制定原则及常用的几种振型
振动时效工艺内容
1,频率 2,振动强度(激振力)3,处理时间 4,支撑点、激振点、拾振点选择振动时效工艺参数选择原则及方法
公式:δ动+δ残≥δS
公式中:δ动-施加于工件的动应力
δ残-工件自身存在的残余应力
δS-材料的屈服极限
1、频率的选择原则及方法
激振频率的选择要与降低噪声相结合,尽量减少噪声对环境的污染。
残余应力集中度高,应选择大动应力,低频率振动处理。
解决弯曲变形后被校直校平的工件,必须进行多阶弯曲振动,以使应力均匀地得到释放此时选择高频率。
选择方法:根据GB/T25712-2010的机械行业标准3。
5。
1款在亚共振区内选择共振峰,峰值的1/3-2/3的对应的频率为主振频率。
激振频率的选择应注意的几点问题:
工件的固有频率随构件尺寸,重量加大而降低,随材料的结构刚性加大而升高。
构件的固有频率与形状、结构有关。
构件的内部阻尼系数很小,没有明显的弹性阶段,共振带很窄,所以频率变化在±0.1HZ 振幅就会有很大的变化,所以铸造件的振动时效固有参数制定要精确。
当频率升高,电流也随之升高,可能会产生强迫振动。
强迫振动对振动时效设备和被处理的工件都有害。
由于强迫振动并非共振条件下的振动因而起不到消除或均化残余应力的作用,应尽量避免
2、激振力的选择
激振力是激振设备产生的周期性外力,在垂直方向对工件的作用力。
激振力选择标准
(1)&动=(1/3—2/3)&工作。
按TB/T5926—91标准第3.52款,主振时装置的偏心档位
应是工件的动应力峰值达到工作应力1/3—2/3,并使装置的输出功率不超过额定功率的80% 。
因为只有在工作应力的1/3—2/3处工件才不会受到损伤,同时也能提高疲劳寿命。
若&动=&工作构件不但受到损伤,而且疲劳寿命下降。
(2)动应力是使构件残余应力消除的必要条件。
在亚共振频率下,振动具有放大动应力的作用,达到加速残余应力消除的目的,为了在时效中,对构件不造成损伤,根据经验动应力可适当控制在:
铸铁件±25--±40N/m㎡
铸铁淬火导轨件±15N/m㎡
铸刚件±35--±50N/ m㎡
焊接件±50--±80N/ m㎡
也可根据动态电阻应变仪测定,用公式计算。
激振力选择应注意的几点问题
一般构件在振动处理过程中,应尽量选用较小的激振力,以得到所需的振幅,反之选用大激振力(大偏心)电流增大,振动不稳定,对设备和构件都不利,这一点对那些特大,且又非常复杂的焊接件就更为重要,因为这种件的焊缝复杂,残余应力分布值十分尖锐,有的点已超过屈服极限,所以必须采用小量值的动应力,否则工件易产生疲劳。
待处理10分钟后,最高应力峰值下降20%-30%后再加大&动到规定值。
对那些大而刚性又较差的焊接件,开机后必须连续缓慢的升速,到构件的固有频率要连续几次(不能少于三次)。
这样可以给构件一个疲劳锻炼的时间。
然后再在共振区1/3,固有频率对应加速度值作定频振动。
在一定范围内动应力越大,被处理工件产生的应变释放量也越大。
消除应力的效果也越好,对于厚大铸件和高刚性焊接件可采取1/2载荷法。
即&动=(1/2-2/3)&工作
振动时效处理的选择原则
振动消除应力是在交变应力达到一定周次(时间)后实现的,这就是包辛格效应
3、振动时效时间的选择原则
必须使构件残余应力消除或均化到理想程度。
必须与生产节拍相吻合。
时间的选择方法:
根据工件重量大小来选定有效时间
重量:≤1T 10-20min
1-4.5T 20-30 min
≥4.5T 30-35 min
根据绘制的(a-t)的曲线变化来确定时效时间。
特殊构件必须测定尺寸稳定性和残余应力量才能确定。
4、支撑点、激振点、拾振点的选择
支撑点的选择原则
支撑点要放在节线或节点上,(节线:在振动中,没有位移,振幅基本为零的点或线),节线点的寻找方法:撒沙法、探针法、手感法。
弹性支撑:采用弹性支撑构件才能自由振动,否则将严重影响激振效果。
如构件大而重,支撑物被压缩变成钢性支撑,可用大型汽车轮胎或枕木支撑。
钢性较差的零件,可采用吊振,效果较好。
支撑点越少越好,尽量采用三点支撑,但要保证构件的稳定性。
异形件,要设计专用支撑物。
正确支撑的重要性
支撑点是影响振动处理效果的一个重要因素。
正确的支撑可使系统阻尼减小,而提高构件自由振动的处理效果。
一般的支撑方法
工件长宽比>3,长高比>5为梁形零件,支撑点距各端(指长度方向)2/9处进行两点支撑或四点支撑,激振点置于工件中间位置或置于端部。
工件长宽比>5 长高比>5箱形零件指长度在沿长度方向距离各端1/3处四点或三点支撑,激振点可放在中间,也可放在一端。
圆形零件,直径与圆度比>5采用四点支撑,在垂直中心线上呈90°支撑,激振点选择在两支撑点之间
工件长宽高之比=1沿钢度小的方向在端部1/3处三点支撑。
激振点可设在钢性大的一方,在三点支撑之间。
长宽比>1的板形件,支撑点在端部1/4处支撑,激振点可设在一角用复合振型或扭弯振型。
激振点的选择
激振点即激振器在工件上的装卡位置
远离节线或点及支撑位置。
选择刚度大的,振幅小的位置,否则易使电流升高,损坏设备。
装卡方便,牢固,一般在中间,不能装卡在筋带和弯角处。
总之,激振点的位置要有利于振幅的扩展。
拾振点的选择原则
拾振点即加速度传感器在工件上的安放位置。
远离激振器的位置。
要放在峰值最高的位置。
需要注意的几个问题:
激振点、支撑点、拾振点的位置及支撑的条件,对振幅值的影响很大,为了得到较大的振动强度和良好的效果,激振点应选在工件刚度较大的位置上,支撑点选在节线或节点上。
支撑点的移动会使振型发生变化,为了使工件的各个截面都处于高的影响状态下,尽可能改变外部环境(移动激振点和支撑点)激振点的改动会激起新的振型。
这样对残余应力均化有极其重要的作用。
对于简单工件的支撑方法比较容易判断准确,但对那些大,而又复杂的工件就必须经振动扫描后再做调整。
振动时效的工艺参数的选择、工艺的制定,不能单独拿出某一个参数孤立去考虑,因每个参数在动态下都是关联的,必须对构件统筹考虑振动时效过程中的所有参数。
有些情况下,还必须做大量的试验,进行比较后,才能选择最佳,最后的方案。