作者：admin 發布時間：2021-05-08 11:53 瀏覽次數 :
從宏觀角度分析振動時效消除應力使零件產生塑性變形，降低和均化余應力并提高材料的抗變形能力，無疑是導致零件尺寸精度穩定的基本原因。從分析余應力松馳和零件變形中可知，余應力的存在及其不穩定性造成了應力松馳和再分布，使零件發生塑性變形。故通常采用熱時效方法以消除和降低余應力，特別是危險的降值應力，振動時效消除應力同樣可以降低余應力，零件在振動處理后余應力通常可降低30—80%，同時也使峰值應力降低使應力分布均勻化。
從微觀方面分析振動時效消除應力可視為一種以循環載荷的形式施加于零件上的一種附加動應力，眾所周知工程上采用的材料都不是理想的彈性體，其內部存在著不同類型的微觀缺陷，鑄鐵中更是存在著大量形狀各異的切割金屬基體的石墨。故而無論是鋼、鑄鐵或其他金屬，其中的微觀缺陷附近都存在著不同程度的應力集中，當受到振動時，施加于零件上的交變應力與零件中的余應力疊加。當應力疊加的結果到一定的數值時，在應力集中嚴重的部位就會過材料的屈服極限而發生塑性變形。這種塑性變形降低了該處余應力降值，并強化了金屬基體，而后振動又在一些應力集中較嚴重的部位上產生同樣作用，直至振動附加應力與余應力疊加的代數和不能引起任何部位的塑性變形為止，此時振動便不再產生消除和均化余應力及強化金屬的作用。
振動時效消除應力技術的作用及原理
1、振動時效消除應力的技術作用
振動消除應力技術（又稱振動時效消除應力技術），在我國已應用20個年頭，全國已有1500多家企業在應用，應用的范圍相當廣泛，有機床、重型機械、冶金設備、造船、航天、鐵路、化工機械、汽車制造、核工業等機械構件都可以采用振動時效消除應力來消除應力，代替原熱時效工藝。其技術作用為：
①降低鑄件內應力20%以上，降低焊接構件內應力30%以上（這是國家機械行業標準JB/T10375-2002中規定的值）。
②防止或減少鑄件、焊接構件等的變形，以保持精度。
③減少或延緩構件在使用中產生裂紋。
④提高焊接構件疲勞壽命40%以上。
2、關于振動時效消除應力消除應力的原理
近二十多年來，國內外出現了“振動處理技術”用來調整金屬構件內的殘余應力，以代替熱處理技術，它屬于機械作用法。這種新技術在國外被稱做“Vibratory Stress Relief Method”（簡稱VSR）。由于這種方法可以降低或均化金屬構件內的殘余應力，因此可以提高構件的使用強度，減少變形，可以防止或減少由于熱處理和焊接產生的微觀裂紋。特別是在節省能源、處理時間上具有明顯效果，因此被許多國家大量使用。
振動消除應力實際上就是用周期的動應力疊加，使局部產生塑性變形而釋放應力。振動處理時，通過激振器對被處理金屬構件施加一動應力，如果動應力幅與被處理的金屬構件上某些點所存在的殘余應力之和達到或過材料的屈服極限時，這些點將產生晶格滑移，盡管宏觀上沒有達到屈服極限，也同樣會產生微觀的塑性變形，而且這種塑性變形往往是首先發生在殘余應力的點上，使這些點受約束的變形得以釋放從而降低了殘余應力。這就是振動時效消除應力消除殘余應力的機理。即
σ動+σ殘>σs
式中：σ動——施加在被處理件上的周期動應力。
σ殘——被處理件中的殘余應力。
σs ——被處理件材料的屈服極限。
根據上述機理和大量實踐，表明振動時效消除應力的一個突出特點是：高應力降低的比例大，特別是應力集中處，殘余應力降低快。
由于振動時效消除應力的上述作用，使該項技術得到廠礦企業和國家的重視和認可，1991年制定了國家行業標準JB/T5928.91（現實行JB/T10375-2002），并在1993年被國家科委批準為“科技成果重點推廣計劃”項目，在全國普遍推廣。特別是振動消除應力近幾年運用到國防、航空、航天等高新技術中，其中高速鐵路，航天飛機發行架均采用了振動消除應力技術。
和力VSR-O8型振動消除應力系統技術附件：
采用高精度電機控制系統，數碼顯示，數據打印輸出;
本控制系統選用工業控制機機箱，抗電磁場干擾能力強，保證系統在更加惡劣的工業現場正常、可靠運行；
操作系統板為自主研發的新式系統控制方式、嚴格的選用原裝進口元器件，優化了我們產品的結構并確保系統的運行；
嵌入式程序編入，可根據用戶反饋信息進行產品改進升級。
本系統供電電源電壓為交流220V±10%，無需供電，方便隨時隨地都可操作。
全自動工作模式
運用的數字信號處理技術，對拾振器采集的振動信號進行實時在線統計、分析，選取有效的激振頻率，可全自動完成振動時效消除應力工藝過程，在同一坐標內自動繪制振動時效消除應力工藝曲線及工藝參數；
可預置局部頻帶掃頻
例如，系統有效工作頻率為4000-6000轉/分之間，那么在系統啟動前，可設定4000轉/分以內為快速掃頻，4000-6000轉/分頻帶內為慢掃頻，6000轉/分為終止頻率。從而實現頻帶掃頻，提高工作效率。
手動快速掃頻，手動時效
振動時效消除應力重要的工藝參數為：激振頻率、激振力、時效時間、激振器及拾振器的裝夾位置。任何設備均不可預知構件的時效要求，更不可能判定構件的有效振型，從而確定合理的時效參數。只有操作人員根據時效要求，觀察構件的各階振型，選擇有效的工藝參數。
采用手動工作方式，可快速了解構件的特性，選取合理的激振及拾振位置，確定的激振頻率和激振力。
為了滿足批量構件及簡單構件的時效要求，被系統增設了手動時效功能，可自動繪制時效曲線及相關數據，為產品檢查提供宏觀依據，時效時間可在線任意調整。
設備故障自動提示功能
該系統設計有自動判斷故障現象功能，當設備出現故障時，該功能可自動打印出故障發生的原因及處理方法。
系統保護程序
采用雙保險及自我保護程序，在時效處理過程中系統參數振幅、電流等出現異常情況及過高或負載過大時，系統啟動自我保護程序進入待機狀態。有效避免了設備的損害。
（二）和力VSR-O8型振動消除應力系統技術參數
轉數范圍：2000 R/Min-8000 R/Min；
激振力調整范圍：0-50KN；
電機額定功率：1500W；
適宜處理工件重量：≤30噸
穩速精度：±1R/Min；
加速度量程：0-50.0g；
電機額定電流：10A；
電機額定電壓：150V；
供電電源電壓：交流220V±10%，50HZ±4%；
絕緣等級：E級；
工作條件：環境溫度：-10℃—+40℃；相對濕度：不大于80%（25℃）；
（四）、和力VSR-O8型振動消除應力系統設備組成清單如下：
序號 產品及服務名稱 單位 數量 備注
1 振動消除應力設備主機 臺 1
2 激振器 臺 1
3 拾振器 只 1
4 移動操作臺 臺 1
5 橡皮墊 只 4
6 彈簧鋼卡具 只 2
7 保險絲 只 10
8 電機控制線 組 1
9 隨機工具一套 套 1
10 拾振器傳感信號線 根 1
11 熱敏打印紙 卷 4
12 培訓資料 套 1
13 電源線 根 1
合計
VSR-08振動消除應力系統技術參數附件
1.技術特點
VSR-08型振動消除應力系統
本控制系統選用工業控制機機箱，具有良好的擴展性和可靠性，確保主機及技術資料安全；抗電磁場干擾能力強，保證系統在更加惡劣的工業現場正常、可靠運行；
操作系統板為自主研發的新式系統控制方式、嚴格的選用原裝進口元器件，優化了我們產品的結構并確保系統的運行；
嵌入式程序編入，可根據用戶反饋信息進行產品改進升級。
本系統供電電源電壓為交流220V±10%，無需供電，方便隨時隨地都可操作。
真彩液晶顯示
采用高清晰、高亮度、真彩大屏幕液晶顯示終端，工藝參數、特性曲線跟蹤顯示，可同時觀察曲線的變化情況；
全自動工作模式
全智能化設計（一件操作），該功能具有操作簡便，容易掌握之特點。當系統打開總電源開關后，按下啟動鍵，自動升速，自動判斷諧振峰，自動選擇處理時間，自動采集振動信號時時在線統計、分析，選擇有效激振頻率，完成整個工藝過程，并自動繪制整個振動時效消除應力工藝曲線。
全程參數跟蹤
在時效處理過程中，可對時效處理曲線及振幅、電流等參數變化實時監測，可以方便快捷的隨時掌控時效處理的全過程。
工藝報告打印
系統自帶打印機，自動生成時效曲線數據工藝報告并現場打印。
設備故障自動提示功能
該系統設計有自動判斷故障現象功能，當設備出現故障時，該功能可自動打印出故障發生的原因及處理方法
系統保護程序
采用雙保險及自我保護程序，智能化時效加速度、電流等參數出現異常情況及過高或負載過大時，系統啟動自我保護程序進入待機狀態。有效避免了設備的損害。
振動時效消除應力設備技術附件
VSR-T6Y振動時效消除應力控制器簡述：
液晶全自動控制系統是整套設備的中樞，是振動時效消除應力設備主要的組成部分。附帶工業顯示器和嵌入式打印機。工業顯示器可現實設備運行中的動態數據變化以及設備自身數據。工藝過程中的曲線變化和設備操作中出現的疑難問題也將由顯示器現實出來，用戶可得到直觀了解。經過技術人員的不斷研發改進，振動時效消除應力控制器實現了振動時效消除應力過程的全自動化，能自動確定掃頻范圍，自動選擇恰當的時效頻率進行時效處理，自動快速和科學的檢測振動時效消除應力工藝效果。
VSR-T6Y全自動振動時效消除應力機詳細功能介紹
1、 使用簡單，操作僅需4個按鍵，容易短時間內掌握操作要領。
2、 高清晰度液晶屏幕顯示，隨時掌握時效中應力變化的動態曲線。
3、 使用功能包括：全自動、半自動、手動一體式操作程序，功能齊全。
4、 自動掃頻，自動確認時效處理效果合適與否，并給出修訂方案。
5、 如設備工作時出現異常形態，設備可自動判斷，并給出正確的使用方式。
6、 采用成熟的脈寬調頻技術，具有極強的抗干擾能力。
7、 時效處理中自動選擇時效處理點，液晶屏幕顯示曲線數據的變化，實時監測。
8、 時效處理結果曲線部分合并顯示，方便觀察各種數據。
9、 故障分析功能如：電流過載、電壓過載、轉速頻率信號故障、線路連接等問題，液晶屏幕會給出清晰問題解決方案，方便使用。
10. 高速熱敏打印機，可打印曲線數據，方便存檔。
VSR-T6Y振動時效消除應力 激振器功率及處理范圍參數選擇
簡介：激振器是工件共振的共振源，激振器的好壞關系到整套設備的使用壽命，我公司的激振器均采用稀土永磁高速直流激振器，這種激振器具有良好的啟動性和調速性，控制電路穩定具有較大的轉矩，通過PWM脈寬調制技術在0-8000r/min的轉速范圍內，可輕松將轉速精度控制在±1rpm的范圍，激振器使用高強度合金材料制造，重量輕，便于搬運操作，激振器的軸承使用了防止跑外圈結構，經久耐用，且安全性更高。激振器內連接導線采用結構，能夠在高頻率共振工作狀態下長期使用。
特性：稀土永磁激振器，原裝偏心箱，穩速精度±0.5--±1r/min，5-50KN可選，發熱量小、持久耐用，使用壽命長等優點。
振動時效消除應力激振器技術參數
轉數范圍：1000 R/Min-8000 R/Min；
激振力調整范圍：0-15KN；
電機額定功率：1200W；
適宜處理工件重量：≤10噸
穩速精度：±1R/Min；
加速度量程：0～199.9（m/s2）；
電機額定電流：12A；
電機額定電壓：100V；
供電電源電壓：交流220V±10%，50HZ±4%；
絕緣等級：E級；
工作條件：環境溫度：-10℃—+40℃；相對濕度：不大于80%（25℃）；
VSR-T6Y振動時效消除應力機配件
序號 名稱 數量
1 JG-T6Y控制器 1臺
2 JG-T6Y 激振器 1臺
3 JG-T6Y 傳感器 1只
4 橡膠墊 4個
5 卡具 2只
6 其他附件 1套
VSR-T6Y振動時效消除應力機 配套清單明細
序號 產品名稱 單位 數量 備注
1 振動消除應力設備主機 臺 1
2 激振器 臺 1
3 傳感器 只 1
4 橡皮墊 只 4
5 彈簧鋼卡具 只 2
6 測速裝置 套 2
7 激振器檔位調節工具 個 2
8 屏蔽線 根 1
9 電源線 根 1
10 熱敏打印紙 卷 2
11 培訓資料 套 1
12 保險管 只 6
13 碳刷 付 1
振動時效消除應力效果評定方法
5.1 參數曲線觀測法
5.1.1 可根據振動時效消除應力過程中打印的時效曲線（a-t曲線）或振后掃頻曲線（a-n曲線）相對振前掃頻曲線的變化來監測。
5.1.2 出現下列情況時，即可判斷工件已達到時效效果：
a) a-t 曲線上升后變平；
b) a-t 曲線上升后下降然后終變平；
c) a-n曲線振后加速度峰值比振前升高；
d) a-n曲線振后的共振頻率比振前變小；
e) a-n曲線振后比振前的帶寬變窄；
f) a-n曲線共振峰有裂象發生。
5.2 工件尺寸穩定性檢測法
