振動時(shí)效儀
振動時(shí)效儀之所以能夠部分地取代熱時(shí)效,在實(shí)際當(dāng)中被廣泛應(yīng)用,是與該項(xiàng)技術(shù)具有的一些明顯的*特征分不開的。
1、投資少適用性強(qiáng)。與傳統(tǒng)的熱時(shí)效相比它無需龐大的時(shí)效爐,現(xiàn)代工業(yè)中的大型鑄件與焊接件越來越多也越來越大,如采用熱時(shí)效消除應(yīng)力則需建造大型時(shí)效爐,不僅造價(jià)昂貴、利用率低,而且爐內(nèi)溫度很難均勻,消除應(yīng)力效果差。采用振動時(shí)效可以*避免這些問題。因此,目前對長達(dá)幾米至幾十米的橋梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重達(dá)幾噸至幾十噸的超重型鑄件,較多地采用了振動時(shí)效。
2、生產(chǎn)周期短效率高。熱時(shí)效往往需要經(jīng)過數(shù)十小時(shí)的周期方能完成,而振動時(shí)效一般只需數(shù)十分鐘即可完成。而且,振動時(shí)效不受場地限制可減少工件在時(shí)效前后的往返運(yùn)輸。如將振動設(shè)備安置在機(jī)械加工生產(chǎn)線上,不僅使生產(chǎn)安排更加緊湊而且可以消除加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。
3、使用方便。振動時(shí)效設(shè)備體積小、重量輕,便于攜帶,我國目前生產(chǎn)的激振器可振動處理300噸以下的工件,但振動裝置本身僅重幾十公斤。正是由于振動處理不受場地限制,振動裝置又可攜至現(xiàn)場,所以這種工藝與熱時(shí)效相比,使用簡便,適應(yīng)性較強(qiáng),可安排在任何工序之間也可多次進(jìn)行。
4、節(jié)約能源,降低成本,無廢渣、廢氣及輻射等污染。在工件的共振頻率下進(jìn)行時(shí)效處理,耗能極小。實(shí)踐證明,功率為0.25至1馬力的機(jī)械式激振器可振動150噸以下的工件。其能源消耗僅為熱時(shí)效的3~5%,成本僅為熱時(shí)效的8~10%。加之熱時(shí)效時(shí)均需要以煤、油等做為燃料不可必免地要排出大量的廢渣、廢氣等不能夠滿足越來越高的環(huán)保要求。故振動時(shí)效已逐漸成為去應(yīng)力的理想選擇。
5、機(jī)械性能顯著提高。經(jīng)過振動時(shí)效處理的工件其殘余應(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??商岣呤褂脧?qiáng)度和疲勞壽命,而且從根本上防止了金屬在熱時(shí)效過程中產(chǎn)生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。還可以提高構(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。
實(shí)踐證明,振動時(shí)效適用于碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬(銅、鋁、鋅及其合金)等材質(zhì)的鑄件、鍛件、焊接件及機(jī)加工件的應(yīng)力消除。
現(xiàn)在的振動工藝裝備如圖所示:它是將一個(gè)具有偏心重塊的電機(jī)系統(tǒng)(激振器)用卡具安放在工件上并將工件用膠墊等彈性物體支承,如圖所示。通過主機(jī)控起動電機(jī)并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速,使工件處于共振狀態(tài)。一般工件經(jīng)15-30分鐘的振動處理即可達(dá)到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。
原則來選擇合適的振動時(shí)效時(shí)間:
工件重量(T) | <1 | 1—3 | 3—6 | 6—10 | 10—50 | >50 |
振動時(shí)效(min) | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 30—40 |