大连震动时效装置 去应力方法
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关 键 词:大连震动时效装置
行 业:机械 其他行业专用设备
发布时间:2021-02-10
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。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,并将构件用橡皮垫等弹性物体支承,如图2.1所示。通过控制器起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余应力的目的。
常用的几种残余应力测试法
1.切割法、套环法:
这两种方法的基本原理是一样的,就是在被测点附近,先贴上应变片,然后再用手锯或铣床,在这一点附近切割出方格线,使之与邻近部分分开以释放残余应力,并用应变片测出应变量,再计算出该点处的残余应力值大小。
2.盲孔法:
切割法和套环法具有较大的破坏性,因此目前应用较为广泛的残余应力测试方法是钻盲孔法。钻孔法测量残余应力就是在被测点上钻一小孔,使被测点的应力得到部分或全部释放,并由事先贴在小孔周围的应变计测得释放的应变量,再根据弹性力学原理计算出残余应力。钻孔的直径和深度都不大,不会影响被测构件的正常使用。并且这种方法具有较好的精度,因此它已成为应用比较广泛的残余应力测试方法之一。
3.X射线法:
X射线法测应力的基本原理是,利用X射线穿透晶粒时产生的衍射现象。在弹性应变作用下,引起晶格间距变化,使衍射条纹产生位移,根据位移的变化即可计算出应力来。
X射线法测应力的特点如下:
①它是一种无损测试方法。
②它测量的仅仅是弹性应变而不包括塑应变(因为工件塑性变形时其晶面间距并不改变,不会引起衍射线的位移)。
③被测面直径可以小到1~2mm。因此可以用于研究一点应力和梯度变化较大的应力分布。
④由于穿透能力的限制,一般只能测深度在10um左右的应力,所以只是表面应力。
⑤对于能给出清晰衍射峰的材料,例如退火后细晶粒材料,本方法可达10Mpa的精度,但对于淬火硬化或冷加工材料,其测量误差将许多倍。
4.磁测法:
磁测法测量残余应力是近年来发展起来的一种新方法,它具有较大的发展前途,设备简单、使用方便,它不仅可以测残余应力也可以测载荷作用下的应力。在磁场面的作用下,应力产生磁各,磁导率作为张量相似,通过传感器和一定电路,将磁导率的变化转为电信号,输出电流(或电压)反映应力值的变化。该方法测量误差与工件表面情况有关
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
振动时效对工件尺寸精度稳定性的影响
振动时效在稳定工件尺寸精度、提高抗静、动态荷载变形能力方面,均优于热时效。这也是机床行业大量应用振动时效工艺的原因之一。
一、振动时效对零件尺寸精度的影响
国内外大量试验和实际应用已经,振动时效可使工件在长期使用中精度变化量比热时效小,工件尺寸稳定所需要的时间比热时效要短。因此说振动时效对于稳定工件的尺寸精度具有良好的作用。
齐齐哈尔机床厂对C5116A的滑枕的尺寸稳定性做了对比性检测,将9件滑枕静置在陈旧的水泥地面上,每月用合向水平仪检测一次平直性,共观测六个月。
其中02,06,07号滑枕未作任何处理。
01和03,04和05号滑枕采用串接式振动处理。用一阶固有频率激振25分钟后,再用二、三阶共振频率各激振2~5分钟。
08,09号滑枕在550℃热时效并保温6小时后,随炉冷至200℃出炉。
全部试样均在22℃±2℃七段(每段桥距200mm),测02导轨的平直性,测量精度2μm/m。对01,03,04和05号试样,在振前、振后各测一次观测其变形量为24μm,说明振动处理使变形量提前发生。
在六个月的检测中,未时效件共测量144段,振动处理件测量192段,热时效件测量96段。其结果如下:
月变形为未时效件8μm,振动时效件4.4μm,热时效件4.8μm。
3μm以上变形段数为未时效件30个,占总测量段数的20.8%;振动时效件20个,占总测量段数的10.4%;热时效件有11个,占总测量段数的11.4%。
表3.6和表3.7是CW6163床身尺寸稳定性检测结果。该床身为4500×500×600mm,重量为1.5t。用8件静置半年,每月测其导轨的平直性。每件17个测量段,每段桥距为200mm。
表3.5
未时效件 振动时效件 热时效件
月变形 μm 14 8 8
测量频数 289 306 204
变形量
6μm以上 频 数 36 8 9
相对频数 12.5% 2.6% 4.4%
变形量
9μm以上 频 数 7 0 0
相对频数 2.4% 0 0
表3.6
未时效件 振动时效件 热时效件
月变形 27μm 12μm 14μm
测量频数 45 45 30
变形量
6μm以上 频 数 36 8 9
相对频数 12.5% 2.6% 4.4%
变形量
9μm以上 频 数 7 0 0
相对频数 2.4% 0 0
从表3.5和表3.6中可见,热时效和振动时效均可使变形减少一半以上,且大变形的频数显著降低。如月变形量6μm以上的频数,未时效件是振动时效件的4.8倍,是热时效件的2.9倍。而累计变形就更加明显,变形11μm以上的频数,未时效件是热时效件的7.2倍,是振动时效件的9.6倍。
振动时效和热时效都起着使尺寸稳定而提高精度保持性的作用,而振动时效更优于热时效。这已为国内外大量试验验证而被广泛应用。
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
振动时效提高工件抗静、动荷载变形能力的作用
振动时效使构件的塑性变形在使用前提前发生,并降低残余应力。因此振后的工件其弹性性能要比未振工件强,其抗静、动荷载变形能力比热时效工件还要好。
为了测定工件抗静、动荷载变形能力,又做了有关的试验。选用如图3.5所示的试样六件(应力框),每两件为一组。分别做未时效、热时效和振动时效三种不同处理,表面加工至▽6,并选如图3.5所示1~7处为测点。实验工况为抗静载能力测试和抗动载能力测试。
1.抗静载能力试验
没加荷载之前先测1~7点翘曲量。然后再在材料试验机上平放,支距为200mm,在7点处加静荷载1.4t,持续5分钟,卸下后按同样方法进行变形量的测量,结果列于表3.7中。
表3.7中说明,在静荷载作用下,未时效件在100~160μm的大变形占总测点的41.7%,热时效件也占41.7%,而振动时效件却为0。而小变形点(0~50μm),未时效件占58.3%,热时效件占50%,而振动时效件占83.3%。试验结果说明,热时效降低了工件抗静载变形的能力,而振动时效件却提高了工件抗静载变形能力25%以上。
2.抗动载能力的试验
同静载试验一样,在没加载荷载之前测各点的翘曲量。再将应力框以悬臂夹持,并用ZS-1000S型振动台以50Hz频率、61V电压进行振动处理20分钟。取下后重新测量各点的变形。结果如表3.8所示。
从表3.8中可以看出振动时效件的测点全落在小变形段上。大变形段上振动时效测点为0,而热时效件与未时效件相等。不难得出结论:振动时效同样提高了工件抗动载变形的能力,而热时效却降低了工件抗动载变形的能力。
其它床身的试验结果也得出了相同的结论:振动处理的铸件比不经时效的铸件抗静载能力提高30%左右,抗动载能力提高1~3倍,抗温度变形能力也提高近30%。与经热时效的铸件相比,振动处理件的抗静载能力提高40%以上,抗动载能力提高70%。
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
振动时效对工件抗变形能力的影响
零件的变形不仅取决于残余应力的大小和分布,还与松弛刚性和抗变形能力有关。振动时效不仅能够减小和均化残余应力,还可提高材料的抗变形能力。对振动处理后的工件进行加静载和加动载试验,可证实这一点。
试验了振动处理的铸件比不经时效的铸件抗静载能力提高30﹪左右,抗动载能力提高1~3倍,抗温度变形能力也提高近30﹪。与经过热时效的铸件相比,振动件的抗静载能力提高40﹪以上,抗动载能力提高70﹪。
工件经振动时效后抗变形能力的提高可用循环加载下工件材料弹性性能的提高来解释。而振动时效实质上是对工件附加一种循环动应力。例如在5kg∕mm2动应力下的弹性模量提高10-20﹪,而在10kg∕mm2时提高30-50﹪。
振动消除应力系统技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1500W;
适宜处理工件重量:≤100吨
稳速精度:±1R/Min;
加速度量程:0-50.0g;
电机额定电流:13A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃)
主要技术参数
转数范围:2000 R/Min-8000 R/Min;
激振力调整范围:0-50KN;
电机额定功率:1200W;
适宜处理工件重量:≤10吨
稳速精度:±1R/Min;
电机额定电流:10A;
电机额定电压:150V;
供电电源电压:交流220V±10%,50HZ±4%;
绝缘等级:E级;
工作条件:环境温度:-10℃—+40℃;相对湿度:不大于80%(25℃);