振動(dòng)時(shí)效設(shè)備廠(chǎng)家

1、振動(dòng)時(shí)效的由來(lái)

振動(dòng)時(shí)效技術(shù)起源于20世紀(jì)初的美國(guó)，約在20世紀(jì)50年代，靠前臺(tái)振動(dòng)時(shí)效儀在美國(guó)誕生。目前振動(dòng)時(shí)效技術(shù)在全部上已進(jìn)入相當(dāng)普及的階段。如：德國(guó)的VDF機(jī)械制造，前蘇聯(lián)的伊萬(wàn)偌夫重型機(jī)械廠(chǎng)，美國(guó)莫爾公司，日本的法納克，小松機(jī)械研究所等等都在應(yīng)用這一科學(xué)消除殘余應(yīng)力的振動(dòng)時(shí)效技術(shù)！從20世紀(jì)70年代，我國(guó)開(kāi)始關(guān)注并實(shí)驗(yàn)使用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)。經(jīng)過(guò)二十多年的摸索和實(shí)踐。無(wú)論在理論研究，工藝原理摸索，都取得了很大的成就，進(jìn)入全部先進(jìn)水平。該技術(shù)較早在我國(guó)機(jī)床行業(yè)的開(kāi)始應(yīng)用的。齊齊哈爾靠前機(jī)床，北京靠前機(jī)床，長(zhǎng)沙機(jī)床，濟(jì)南靠前機(jī)床，等都實(shí)驗(yàn)采用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)，均取得了良好的效果。現(xiàn)如今振動(dòng)時(shí)效不光使用在機(jī)床行業(yè)。在紡織機(jī)械，刺繡機(jī)械，礦山機(jī)械，造紙機(jī)械，紙箱包裝機(jī)械，各類(lèi)鋼管軸承制造，汽車(chē)造船機(jī)械，航天石油等等行業(yè)也得到了很大的推廣與普及！

2、振動(dòng)時(shí)效的原理

振動(dòng)時(shí)效是采用外力振動(dòng)的方式，使工件內(nèi)部產(chǎn)生一定周期性交變作用力，作用力和工件本身殘余應(yīng)力疊加，超過(guò)工件本身的微觀(guān)屈服較限便導(dǎo)致工件發(fā)生微觀(guān)的塑彈性力學(xué)變化。從而引起殘余應(yīng)力的降低和均化。使工件內(nèi)部各方面作用的力基本趨于平衡。防止工件變形。提高工件疲勞較限。從而發(fā)揮工件本身的較大實(shí)用價(jià)值!

3、振動(dòng)時(shí)效的適用性和優(yōu)點(diǎn)

適用于各種金屬結(jié)構(gòu)件，碳素結(jié)構(gòu)鋼，低碳合金鋼，不銹鋼鑄鐵，鑄鐵有色金屬等機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)件，各種焊接件，板型，梁型，軸類(lèi)，箱型零件。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備可處理從幾公斤到上千噸的大型工件，還可處理尺寸比較大長(zhǎng)寬高差距大的異型件。振動(dòng)時(shí)效可提高工件抗拉性能，提高斷裂韌性，提高材料的疲勞較限，提高構(gòu)件尺寸穩(wěn)定性，提高抗載荷變形能力等力學(xué)特征！還可節(jié)約能源，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

4、振動(dòng)時(shí)效的工藝實(shí)施

對(duì)于振動(dòng)時(shí)效，較重要的幾個(gè)參數(shù)是：“支撐點(diǎn)、振型、激振點(diǎn)、拾振點(diǎn)、加速度、固有頻率、時(shí)間?！逼渲姓駝?dòng)加速度、共振頻率、共振時(shí)間是決定時(shí)效工藝效果的主要參數(shù)。因此，振動(dòng)時(shí)效技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，必須使用參數(shù)曲線(xiàn)觀(guān)測(cè)法，來(lái)間接評(píng)定振動(dòng)時(shí)效工藝效果。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，可將振動(dòng)時(shí)效的振前掃頻曲線(xiàn)、時(shí)效曲線(xiàn)、振后掃頻曲線(xiàn)、振前和振后掃頻比較曲線(xiàn)，記錄和打印出來(lái)。這三條曲線(xiàn)，只要符合振動(dòng)時(shí)效技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，便可評(píng)定達(dá)到了時(shí)效工藝效果。

　振動(dòng)時(shí)效的實(shí)質(zhì)，是在工件的低頻亞共振點(diǎn)，穩(wěn)定地亞共振振動(dòng)15-30分鐘左右，使共振峰出現(xiàn)變化，內(nèi)部發(fā)生微觀(guān)的彈性塑性力學(xué)變化，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)效目的。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，記錄和打印的時(shí)效曲線(xiàn)、振前和振后掃頻曲線(xiàn)，直觀(guān)科學(xué)準(zhǔn)確地反映了振動(dòng)時(shí)效的實(shí)質(zhì)。這種參數(shù)曲線(xiàn)觀(guān)測(cè)法，是評(píng)定振動(dòng)時(shí)效工藝效果的快速科學(xué)的方法。除此還可以結(jié)合我們的工藝，用靜態(tài)觀(guān)測(cè)法，盲孔法，與熱時(shí)效對(duì)比法來(lái)判斷效果。

振動(dòng)時(shí)效工藝過(guò)程

概括起來(lái)講振動(dòng)時(shí)效的工藝過(guò)程分四步進(jìn)行：
靠前步：振前準(zhǔn)備。首先用彈性橡膠墊將要時(shí)效處理的工件在其節(jié)線(xiàn)附近支撐起來(lái)，并將激振器用弓形卡具卡緊在工件振動(dòng)時(shí)的波峰處，將傳感器用磁座吸緊在工件上，并用專(zhuān)項(xiàng)使用電纜線(xiàn)將激振器、傳感器和控制器連接起來(lái)。這一步稱(chēng)為準(zhǔn)備過(guò)程。（工件的支撐、激振器的裝夾位置、傳感器的放置位置有嚴(yán)格的工藝要求）
第二步：振前掃描。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備以?huà)呙璧姆绞阶詣?dòng)檢測(cè)被時(shí)效處理工件的固有共振頻率和應(yīng)該給工件振動(dòng)能量的大小，并繪出曲線(xiàn)和具體數(shù)值。這一步稱(chēng)為振前掃描。
第三步：振動(dòng)處理。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備以第二步測(cè)得的參數(shù)為依據(jù)，自動(dòng)確定出對(duì)工件進(jìn)行振動(dòng)處理的振動(dòng)頻率，并對(duì)工件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，在處理過(guò)程中隨時(shí)檢測(cè)振動(dòng)參數(shù)和工件殘余應(yīng)力的變化，當(dāng)殘余應(yīng)力不再消除時(shí)即適時(shí)停止處理過(guò)程。這一步稱(chēng)為時(shí)效處理過(guò)程。
第四步：振后效果檢驗(yàn)。振動(dòng)處理完畢后，振動(dòng)時(shí)效設(shè)備自動(dòng)對(duì)被時(shí)效處理工件的參數(shù)進(jìn)行再一次檢測(cè)，以便依據(jù)國(guó)家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)振動(dòng)時(shí)效效果進(jìn)行判定。這一步稱(chēng)為振后掃描。

振動(dòng)處理技術(shù)又稱(chēng)做振動(dòng)消除應(yīng)力，在我國(guó)又稱(chēng)做振動(dòng)時(shí)效。它是將一個(gè)具有偏心重塊的電機(jī)系統(tǒng)（稱(chēng)做激振器）安放在構(gòu)件上，并將構(gòu)件用橡皮墊等彈性物體支承，通過(guò)控制器起動(dòng)電機(jī)并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，使構(gòu)件處于共振狀態(tài)。約經(jīng)20~30分鐘的振動(dòng)處理即可達(dá)到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。

振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和應(yīng)變（或應(yīng)力）測(cè)試系統(tǒng)，是在做振動(dòng)時(shí)效工藝時(shí)，用來(lái)測(cè)幅頻特性曲線(xiàn)、監(jiān)測(cè)動(dòng)應(yīng)力幅值及其變化的。

可見(jiàn)，用振動(dòng)調(diào)整殘余應(yīng)力技術(shù)是十分簡(jiǎn)單和可行的。

二、振動(dòng)時(shí)效工藝特點(diǎn)

振動(dòng)時(shí)效之所以能夠部分地取代熱時(shí)效，是由于該項(xiàng)技術(shù)具有一些明顯的特點(diǎn)。

1．機(jī)械性能顯著提高

經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理的構(gòu)件其殘余應(yīng)力可以被消除20%~80%左右，高拉應(yīng)力區(qū)消除的比低應(yīng)力區(qū)大。因此可以提高使用強(qiáng)度和疲勞壽命，降低應(yīng)力腐蝕。

可以防止或減少由于熱處理、焊接等工藝過(guò)程造成的微觀(guān)裂紋的發(fā)生。

可以提高構(gòu)件抗變形的能力，穩(wěn)定構(gòu)件的精度，提高機(jī)械質(zhì)量。

2．適用性強(qiáng)

由于設(shè)備簡(jiǎn)單易于搬動(dòng)，因此可以在任何場(chǎng)地上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理。它不受構(gòu)件大小和材料的限制，從幾十公斤到幾百?lài)嵉臉?gòu)件都可使用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)。特別是對(duì)一些大型構(gòu)件無(wú)法使用熱時(shí)效處理時(shí)，振動(dòng)時(shí)效就具有更加突出的性。

陽(yáng)江振動(dòng)時(shí)效儀，陽(yáng)江振動(dòng)時(shí)效設(shè)備

3．節(jié)省時(shí)間、能源和費(fèi)用

振動(dòng)時(shí)效只需30分鐘即可進(jìn)行下道工序。而熱時(shí)效至少需一至二天以上，且需大量的煤油、電等能源。因此，相對(duì)于熱時(shí)效來(lái)說(shuō)，振動(dòng)時(shí)效可節(jié)省能源90%以上，可節(jié)省費(fèi)用90%以上，特別是可以節(jié)省建造大型燜火窯的巨大投資。

三、振動(dòng)時(shí)效工藝的發(fā)展及應(yīng)用

用振動(dòng)的方法消除金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力技術(shù)，于1900年在美國(guó)就取得了利。但由于人們長(zhǎng)期使用熱時(shí)效，加上當(dāng)時(shí)對(duì)振動(dòng)消除應(yīng)力的機(jī)理還不十分明確，且高速電機(jī)尚未出現(xiàn)造成設(shè)備沉重、調(diào)節(jié)不便，因此該項(xiàng)技術(shù)一直未得到發(fā)展和應(yīng)用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上正在使用的振動(dòng)時(shí)效約有一萬(wàn)臺(tái)以上。美國(guó)采用振動(dòng)時(shí)效工藝的有700多個(gè)公司，蘇聯(lián)和東歐一些國(guó)家也在大量使用，都取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。許多國(guó)家都已將振動(dòng)時(shí)效定為某些機(jī)械構(gòu)件必須采用的標(biāo)準(zhǔn)工藝。在英國(guó)幾乎沒(méi)有一家公司不使用該項(xiàng)技術(shù)的。

振動(dòng)處理在國(guó)外的應(yīng)用范圍比較廣，被處理構(gòu)件的類(lèi)型也比較多。例如：

1．北京一機(jī)床公司生產(chǎn)大型精密機(jī)床，其床身與立柱要求精度為0.01mm/2m。過(guò)去采用熱時(shí)效其精度保持性較差，后來(lái)改用振動(dòng)時(shí)效，滿(mǎn)足了精度要求，因此現(xiàn)在已將振動(dòng)時(shí)效定為該項(xiàng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)工藝。

2．上海生產(chǎn)的鋁合金鑄造精密泵體，其尺寸為275×300×150mm，也是用振動(dòng)時(shí)效來(lái)保證其精度的。

3．深圳的工程公司，用振動(dòng)時(shí)效來(lái)消除8噸重的焊接結(jié)構(gòu)齒輪的內(nèi)應(yīng)力，用以減少焊接裂紋。

4．廣州的電子專(zhuān)業(yè)公司，用該項(xiàng)技術(shù)處理4噸重的鍛件毛坯。該公司規(guī)定鍛件進(jìn)行三次振動(dòng)處理： 

（1）毛坯（2）粗加工后（3）精加工后。三次處理后即保證了鍛件的穩(wěn)定性。

振動(dòng)消除應(yīng)力實(shí)際上就是用周期的動(dòng)應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加，使局部產(chǎn)生塑性變形而釋放應(yīng)力。這里，殘余應(yīng)力是作為平均應(yīng)力提高周期應(yīng)力水平而起作用的。

振 動(dòng)處理是對(duì)構(gòu)件施加一交變應(yīng)力，如果交變應(yīng)力幅與構(gòu)件上某些點(diǎn)所存在的殘余應(yīng)力之和達(dá)到材料的屈服極限，這些點(diǎn)將產(chǎn)生塑性變形。如果這種循環(huán)應(yīng)力使某些 點(diǎn)產(chǎn)生晶格滑移，盡管宏觀(guān)上沒(méi)有達(dá)到屈服極限，也同樣會(huì)產(chǎn)生微觀(guān)的塑性變形，況且這些塑性變形往往是首先發(fā)生在殘余應(yīng)力最大的點(diǎn)上，因此，使這些點(diǎn)受約束 的變形得以釋放從而降低了殘余應(yīng)力。這就是用振動(dòng)時(shí)效可以消除殘余應(yīng)力的機(jī)理。

振動(dòng)消除應(yīng)力是在交變應(yīng)力達(dá)到一定周次后實(shí)現(xiàn)的，這就是包效應(yīng)作用的結(jié)果。