对于振动过程的机理,国内外已经进行了大量的研究工作,取得以下的共识。振动就是对金属构件施加周期性的作用力(动应力R动)。在振动过程中,施加到金属构件各部分的动应力R动与内部余应力R叠加,当叠加幅值大于金属构件的屈服极限Rs,即R动+RRs时,这些点晶格滑移,产生微小的塑性变形,达到释放余应力的目的。从微观上看,频谱谐波振动时效就是给金属构件提供机械能,使约束金属原子复位的余应力释放,加快金属原子回复平衡位置的速度。从金属物理学上看,频谱谐波振动时效的过程,实质上是金属材料内部晶错运动、增殖、塞积和缠结的过程。由于金属材料存在位错,所以在构件内部产生的交变动应力与内部的余应力相互叠加,在应力较高的区域,就可产生位错滑移,出现微小塑性变形。位错滑移是单向进行线性累积的,当微应变累积到一个宏观量,金属组织内余应力较大处的位错塞积得以交替开通,局部较大余应力得以释放,构件宏观内应力随之松弛,使余应力的峰值下降,改变了构件原有的应力场,终使构件的余应力降低并重新分布,使较低的应力达到平衡。位错塞积后造成位错移动受阻,从而强化了基体,提高了构件抗变形能力,使构件的尺寸精度趋于稳定。
振动时效工艺
振动时效处理过程是将激振器刚性夹持在被处理工件的适当位置,首先根据零件大小,形状和加持情况来调节激振频率,使零件在其固有频率下进行共振,然后根据零件所需动应力或振幅的大小来调节激振力。零件的振动状态和动应力,可用测量振动和应力的仪表来检测。通常将感受元件(加速度计或速度计)接于被振物体上,振动时,感受元件把接收到得振动信号送往测试仪表,经放大电路将信号放大并指示出各种所需的参数值。振动状态的主要指示参数是振幅、频率和振型。振动状态和激振力的控制是通过控制激振器的控制装置来实现的。它能调节激振力、激振频率和振动时间。被处理零件在所需频率和振动强度下振动一段时间后,振动时效即告结束。
这个工艺过程一般为几分钟或几十分钟。
残余应力对构件变形的影响
残余应力是一个不稳定的应力状态。当构件受到外力作用时,作用应力与残余应力相互作用,使某些局部呈现塑性变形,截面内应力重新分析,当外力作用去除时整个构件将要发生变形。所以残余应力明显的影响着加工后的构件的精度。这也是机械和工程部门关心的问题之一。
实践已,具有表面拉伸残余应力的构件其尺寸稳定性远远不如具有表面压缩残余应力的构件尺寸稳定性好。
残余应力对构件变形的影响包括两个方面,一方面是构件抗静、动荷载的变形能力,另一方面是荷载卸除后变形的恢复能力。残余应力在这两个方面对构建的影响是很大的,因此人们一直在研究消除这些影响的有效方法。
§2.33残余应力对金属脆性破坏的影响
脆性破坏是构建在几乎不存在塑性变形情况下的突然开裂。它在温度突然下降或变形速度突然上升的情况下易发生。这是塑性变形处于压抑状态,如在突然受到较大的作用应力等原因,就易于发生存型断裂破坏。残余应力是作为初始应力存在于构件内,特别是拉伸残余应力与作用拉应力叠加而加速了脆性破坏。
有关文献中做了残余应力对脆性破坏的影响实验,吧76×91cm、厚2cm的软钢板对焊起来。在焊缝处沿结合方向的残余应力是接近焊接金属屈服极限的拉应力。
将焊好的试件的一部分作退货处理以消除焊接应力,再与未经退火处理的试件一起放在-13℃下冷却,发现经退火处理的时间未出现裂纹,而没退火的试件即使在无外力作用下也出现了脆性裂纹。分析其原因是在温度的快速下降时,材料塑性下降所引起的脆性破坏。
有关文献中也给出类似的实验,并得出结论:残余应力与开裂有直接关系,且产生的裂纹全都是存在于拉伸残余应力范围内。可见残余应力不仅直接影响到裂纹的扩展,而且降低了材料脆性破坏的作用应力的临界应力极限,加速了脆性破坏。
残余应力产生的脆性破坏在焊接件中是极易发生的。某重型汽车厂生产的车价由于焊接裂纹而大批报废。某造船厂铸造的十几吨重的大型链轮箱,因开箱温度过高而室温较低,壳体交角处从上至下出现断裂裂纹,裂纹速度发展很快。这些都说明在无外力作用下而产生的脆性破坏完全是由残余应力拉应力造成的结果。近些年来,国内外都在大量研究残余应力对裂纹的发生和扩展的影响。对标准试件施加定量的残余应力是比较困难的,因此该项研究受到较大的限制而进展不快。
注意事项及禁止事项
1、开机前要确认电源电压是否正确,交流220V。
2、在电网波动较大的场合使用,一定要接入交流自动稳压电源(3KW以上);
3、控制器要经常保持清洁、干燥、注意防尘防潮。
4、电机与偏心箱的轴承在设计时选用精密高速轴承,润滑油选用高温润滑油,故激振器在工作过程中应及时注油,以减少轴承磨损,降低电机电流,如在长期使用中出现杂音或电流升高现象,应检查是否轴承磨损严重,如确认应及时更换新的同型号轴承。
电机轴承型号为:D60203,偏心箱轴承型号为:D60209,D60208;
5、电机换向器表面应保持清洁,若出现烧焦或划伤时,可用600#纱布研磨。长期使用后,应以电枢轴端中心孔定位,精磨换向器表面,电机电刷应与换向器表面接触良好,其接触面积不能少于75%;
6、电机工作500—600小时后,要检查电刷尺寸,如磨损严重,可更换电刷,更换后,将偏心调至零挡,进行低速研磨2小时以上,电刷与换向器接触面要达到75%以上方可使用;
7、激振器要防止雨淋和杂物掉入;
8、调整偏心档位时,内六角螺钉一定要紧固,以防档位滑移;
9、所有紧固件都要经常检查,严防松动;
10、激振器与被振工件要刚性连接,防止卡具松动或疲劳损伤,并注意检查或及时更换;
11、拾振器是用一个永磁体制成的磁座吸附在被振构件上的,吸力较大,使用时应注意:
磁座在吸附和收起时,应小心动作,以免拉断拾振器信号线插头。
故障指南
1、开机后,液晶屏不亮,无提示音,此种现象可能为:
A、保险1烧断,更换保险管。
B、电源插头断路或接触不良。
2、开机后,完成时效程序,绘图仪不打印或乱打字符,此现象可能为:
A、热敏打印机指示灯不亮是电源接触不良。
B、热敏打印机指示灯亮,是打印机连线接触不良。
C、 热敏打印机指示灯闪动,是打印机缺纸。
3、开机后,进入操作界面,点击功能键,电机不启动,此现象可能为:
A、电机电枢引线断(用欧母表测量电机上的接线插座2.3断路)。
B、电机与控制器连接引线断(测量连线两端相对应点断路)。
C.保险2烧断,更换保险管。
4、开机后系统启动,电流显示大,电机转数较高,自动或手动升速均不起作用,此现象可能为:
A、电机转数反馈传感器断线;(电机上的接线插座1.4断路)
B、反馈信号线与控制器连接引线插座接触不良;
如上述问题排除后,系统仍不能正常工作,可判定故障出在控制器内部,此时,由有关技术人员或维修人员处理。
设备组成清单如下:
序号 产品名称 单位 数量 备注
1 振动消除应力设备主机 台 1
2 激振器 台 1
3 拾振器 只 1
4 橡皮垫 只 4
5 弹簧钢卡具 只 2
6 电机控制线 组 1
7 随机工具一套 套 1
8 拾振器传感信号线 根 1
9 电源线 根 1
10 热敏打印纸 卷 9
11 培训资料 套 1
12 保险管 只 10
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