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技術(shù)文章

振動(dòng)時(shí)效裝置消除輥筒殘余應(yīng)力試驗(yàn)研究

閱讀:362          發(fā)布時(shí)間:2020-5-13

輥筒是機(jī)械中常用的動(dòng)力源,其在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。而殘余應(yīng)力會(huì)造成很嚴(yán)重的影響,使工件強(qiáng)度降低,經(jīng)加工或焊后零部件有尺寸大的變形、開裂等弊端;另一方面在工件的使用過程中其疲勞強(qiáng)度、應(yīng)力腐蝕等力學(xué)性能降低,所以殘余應(yīng)力的消除就變得尤為重要。本次試驗(yàn)就是研究振動(dòng)時(shí)效裝置消除輥筒殘余應(yīng)力的效果。

輥筒殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因

輥筒生產(chǎn)中殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因之一就是筒皮在加工時(shí)進(jìn)行彎曲、拉拔時(shí)不均一的變形狀態(tài),產(chǎn)生不均勻塑性變形,由于各部分組織晶粒的位向差,顯示出不同的屈服行為。

輥筒生產(chǎn)中殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因之二就是熱作用,在輥筒筒皮及輪轂的熱焊接過程中產(chǎn)生熱應(yīng)力,由于物體幾何形狀不對(duì)稱,各部分熱導(dǎo)系數(shù)、物體內(nèi)各部分彈性模量、熱膨脹系數(shù)不同,此時(shí)易于產(chǎn)生塑性變形,同時(shí),在具有組織結(jié)構(gòu)濃度差時(shí),因?yàn)橄嘧兒统恋砦龀鲆痼w積變化的程度有所不同也要產(chǎn)生應(yīng)力。

輥筒生產(chǎn)中殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因之三就是化學(xué)變化,這時(shí)的殘余應(yīng)力是由于表面向內(nèi)部傳遞的化學(xué)變化而產(chǎn)生的,可以忽略不計(jì)。

振動(dòng)時(shí)效裝置的使用及參數(shù)設(shè)置

設(shè)備選用JH-700A4智能頻譜交流振動(dòng)時(shí)效裝置,該裝置有控制、激振器(調(diào)速范圍1000-8000r/min)、傳感器等幾部分組成。

1. 固有頻率的選取

啟動(dòng)自動(dòng)掃描功能,設(shè)備在掃描的同時(shí)跟蹤繪制工件的振動(dòng)加速度與振動(dòng)頻率的關(guān)系曲線,從中可得到一階、二階、三階、多階諧頻率等,在這些頻率下振動(dòng)工件,可以得到不同的振型以獲取*佳振動(dòng)效果。

  • 激振點(diǎn)和支撐點(diǎn)的選擇

在工件共振時(shí),振動(dòng)值大處為波峰,小處為波節(jié)。激振器夾持在工件波峰處,支撐點(diǎn)選擇波節(jié)處,傳感器放在另一個(gè)波峰處。

  • 激振動(dòng)應(yīng)力的確定

在消除殘余應(yīng)力上,在一定范圍內(nèi)動(dòng)應(yīng)力越大工件上產(chǎn)生的應(yīng)力釋放量也越大,消除應(yīng)力的效果越好,但應(yīng)力過大將有可能造成工件損傷或降低疲勞壽命。

大量實(shí)驗(yàn)表明,激振動(dòng)應(yīng)力選擇為鑄鐵件1-2.5kg/mm2,焊接件3.5-7kg/mm2

根據(jù)殘余應(yīng)力和共振時(shí)的轉(zhuǎn)速,查表確定激振器偏心檔位,并調(diào)整激振器偏心塊指示的檔位至這一檔位,從而完成激振力的設(shè)定。

4.振動(dòng)時(shí)間的確定

在實(shí)際工程中,可根據(jù)金屬工件的重量等來確定激振時(shí)間,一般為25-35min。

多階激振和二次掃頻振動(dòng)工藝程序

A. 進(jìn)行振前掃頻,將激振器轉(zhuǎn)速緩慢上升找出輥筒工件的固有頻率并跟蹤繪出掃頻曲線。

B. 將電機(jī)轉(zhuǎn)速快速上升到輥筒工件固有的亞共振頻率上,按所選階數(shù)及規(guī)定的時(shí)間激振工件,同時(shí)跟蹤繪制曲線。

C. 后進(jìn)行振后掃頻,再次跟蹤繪制振后曲線。

振動(dòng)效果評(píng)定

可以根據(jù)曲線圖來直觀評(píng)判振動(dòng)時(shí)效效果,以振幅/時(shí)間曲線為據(jù),振后較振前振幅增大,且振幅隨時(shí)間升高后趨于平穩(wěn),則是有效果的,曲線升高時(shí)殘余應(yīng)力下降、結(jié)構(gòu)阻尼減小的反映,而曲線變平穩(wěn)是動(dòng)應(yīng)力和殘余應(yīng)力疊加已經(jīng)不能引起輥筒任何部位塑性變形的反映。也可以根據(jù)振幅/頻率曲線來判斷,此時(shí)依據(jù)是振動(dòng)峰值增大、共振點(diǎn)變小或振動(dòng)帶寬變窄。

以上就是振動(dòng)時(shí)效裝置消除輥筒殘余應(yīng)力的試驗(yàn)研究,如果你還想了解更多信息,可直接咨詢聚航科技,我們歡迎您的選購(gòu)! 

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