广州振动消除应力 应力释放设备
价格:18800.00起
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关 键 词:广州振动消除应力
行 业:机械 电焊/切割设备 压焊机
发布时间:2020-06-11
振动时效技术具有高效节能、节省费用、方便简单、省时省力、减少污染等突出优点,因此受到国内外的广泛重视。生产办公室也将该项技术的推广应用列入了“八五规划”,“九五规划”列为重点新技术推广项目,二000年国家经贸委列出二十五项重点推广的典型案例之一。振动时效是对机械制造业传统的自然时效和热时效方法的革命。
“振动时效技术”,国外称“Vibratory Stress Relidf Method”简称“VSR”)。它包括振动消除应力技术,振动焊接技术,振动铸造技术及用振动提高焊接构件及轴类构件疲劳寿命技术等项内容。在调整构件残余应力的技术领域中,振动时效技术完全可以代替原有的热时效工艺,因其应用面广,技术潜力大,而具有重大的经济和社会效益。
近二十年来,振动消除应力技术的研究和应用,在我国取得了飞速的发展。在此期间,经国内许多单位的共同努力,在振动时效机理、振动时效工艺技术和应用研究方面,取得了突破性的成果,制定了我国关于振动时效方面的国家行业标准“中华共和国机械行业标准JB/T5926-2005”,指导了该项技术的应用和设备的生产,推动了该项技术的广泛应用,为我国经济建设做出了较大的贡献。
振动时效在西方发达国家,由于基础工业比较成熟,运用比较成熟。国内是近二十年由于电机技术和控制技术的发展,振动时效设备才能够满足机械构件消除应力要求,但由于振动时效涉及材料力学、振动学、金属物理学等多学科,相对而言工艺上比热时效复杂的多,而国内专业的参考书较少,应广大从事时效技术工作人员的要求,编者结合国内外焊接、铸造、锻造、机械加工领域里专家学者的核心理论,注重于通俗易懂,简单实用原则,编写了本书,该书适用于从事残余应力消除工作的工程技术人员,对振动时效技术的了解和运用。也可作为大专院校相关专业的师生的教学参考教材
振动时效工艺的发展及应用
用振动的方法消除金属构件的残余应力技术,于1900年在美国就取得了专利。但由于人们长期使用热时效,加上当时对振动消除应力的机理还不十分明确,且高速电机尚未出现造成设备沉重、调节不便,因此该项技术一直未得到发展和应用。
直到60年代由于能源危机,美国、英国、日本、联邦德国等国才又开始研究振动时效的机理和应用工艺。特别是到70年代由于可调高速电机的出现,推动了振动消除应力装置(VSR系统)的发展:1973年英国制成手提式VSR系统即VCM80,后来美国马丁工程公司也研制出比较先进的设备LT-100R型VSR系统。法国和苏联也分别生产出PSV型和NB型VSR系统。这些比较先进的激振装置,促进了振动消除应力工艺的发展和应用。
国内开展这项工作比较晚,首先由孙照清总工程师等老一辈的工程技术专家74年出国考察访问时,把这项技术带回国内,并开始在机械部、航空部研究一直,并于“六五”期间在机械部提出的攻关课题之一----------提高机床铸件产品质量的大课题里面确定了“振动时效可行性研究”这一子课题,并指定由北京击穿研究所和四大机床厂来完成这一课题,我们在七九年自行研制成功交流串激式振动时效简易设备的基础上不断地试验研究,经过几年的努力与其他兄弟院所工厂一期取得了一定的成果,证明振动时效工艺的可行性,机床所大连理工大学、抚顺石油机械学院等对机理也进行了较深入的研究。由于受当时简易设备的限制,一些工艺参数很难测得也限制了这项技术的研究和应用,于是八五年机械部特批贰万伍千美金,我们与美国马丁公司合作引进了一整套当时世界上的VSR-790型振动时效设备及相关技术。为进一步推动振动时效工艺研究和设备的开发奠定了基础。后来随着使用振动时效设备的厂家不断增多和不少院校对这项技术深入的研究。特别是九一年JB/T5926-91《振动时效工艺参数选择及技术要求》标准的诞生,使得这项技术得以较快的推广和发展,到目前为止,我国已有几千台振动时效设备投入使用,涉及领域包括机床、冶金、航空、航天、军工、轻工、电力、纺织、风机、建筑、造纸等机械制造行业。
振动时效技术的原理及应用
近十多年来,国内外使用振动处理的方法消除金属构件内的残余应力,以防止构件变形和开裂,代替传统的热时效和自然时效。这种技术在国外称做”VSR”技术,它是”Vibratory Stress Relief”的缩写,由于这种方法可以降低和均化构件内的残余应力,因此可以提高构件的使用强度,可以减小变形而稳定构件的精度,可以防止或减少由于热时效和焊接产生的微观裂纹的发生。特别是在节省能源、缩短生产周期上具有明显的效果,因此被许多国家大量使用。我们在该项技术的机理研究和应用上取得了较大的进展。
一、振动时效工艺的简单程序
振动处理技术又称做振动消除应力法,在我国称做振动时效。它是将一个具有偏心重块的电机系统称做激振器安放在构件上,并将构件用橡胶垫等弹性物体做支撑,如图所示。
通过控制器启动电机并调节其转速,使构件处于共振状态,约经20—30分钟的振动处理即可达到调整残余应力的目的。图中的振动测试系统是用来监测动应力幅值及其变化的。实际生产上使用中不需要做动应力监测,振动时效设备本身具有模拟振幅监测系统。
可见,用振动调整残余应力的技术是十分简单和可行的。
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。
实践已证明,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。
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