振动时效技术在冶金机械中的应用

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振动时效技术在冶金机械中的应用
一、振动时效技术原理及设备
振动时效(VSR)就是在激振设备周期性——激振力的作用下在某一频率使金属构件共振，形成的动应力使构件在半小时内进行数万次较大振幅的亚共振振动,使其内部残余应力叠加，达到一定数值后,在应力最集中处,会超过屈服极限而产生微小的塑性变形振动时效设备 ，降低该处残余应力,并强化金属基体;而后振动在其余应力集中部分产生同样作用，直至不能引起任何部分塑性变形为止，从而使构件内残余应力降低和重新分布，处于平衡状态，提高材料的强度。构件在后序安装使用中，因不再处于共振状态，不承受比共振力更大外力作用，振后构件不会出现应力变形。振动时效也可看作在周期动应力作用下循环应变，金属材料内部晶体位错运动使微观应力增加，达到调节应力稳定构件尺寸的过程。
国内目前主流的振动时效设备RSR2000(G)应用这一技术原理，结合计算机控制技术，控制激振器的转速和偏心使工件发生共振，让工件需时效部位产生一定幅度、一定周数的交变运动并吸收能量，以便让工件内部发生一定的微观粘弹塑料性金属力学变化，在一定程度上降低和均化工件内部的残余应力，提高工件尺寸稳定性及疲劳寿命等性能。其控制系统具有自动、手动振前扫频功能，得出构件本身固有频率，并自动选择最佳亚共振峰进行时效处理，自动进行振后扫频和记录振动时效工艺数据、曲线，最后按国家标准(JB/T10375-2002)的参数曲线检测法，通过比较时效前后及过程中工件的有效固有频率及其加速度等参数的变化来定性地判断时效效果。
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二、典型工件振动时效工艺
在实际加工中，工件的重量、体积、结构形状具有多样性，在振动时效前很准确制定出各工艺参数，工件的主振频率、辅振频率、激振力及激振点和支承点位置等参数必须通过调整才能准确得出。实际操作中常借鉴典型工件的工艺方案，总结形成适合：
1、分析：根据振动时效工件可能出现的振型，合理地支撑工件及装卡激振器的位置。
梁型件(如图1)，支撑一般应用4点距一端2/9和7/9处。激振器一般装卡在中间波峰附近，加速度计安装在一端的波峰附近。主振频率多以弯振型较多,其节线一般位于距支点(2/9)L处，实际工作中应根据工件具体结构形式采取两点、三点或四点支承方式，对于冶金设备的重型梁架构件，支点位置的设置可采用垂直平分线法，即以三个支点中心为顶点作三角形，三角形三条边垂直平分线
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