振动时效仪定义、发展状况、特点
[发布时间:2019-4-2]

振动时效的定义:

振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法,是通过振动,使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到超过材料屈服强度的时候,使材料发生微量的塑性变形,从而使材料内部的内应力得以松弛和减轻。

振动处理技术又称做振动消除应力,在我国又称做振动时效。它是将一个具有偏心重块的电机系统(称做激振器)安放在构件上,并将构件用橡皮垫等弹性物体支承,通过控制器起动电机并调节其转速,使构件处于共振状态。约经20~30分钟的振动处理即可达到调整残余应力的目的,一般累计振动时间不应超过40分钟。

可见,用振动调整残余应力技术是十分简单和可行的。

 

振动时效的发展状况:

用振动的方法消除金属构件的残余应力技术,于1900年在美国就取得了专利。但由于人们长期使用热时效,加上当时对振动消除应力的机理还不十分明确,且高速电机尚未出现造成设备沉重、调节不便,因此该项技术一直未得到发展和应用。

直到60年代由于能源危机,美国、英国、日本、联邦德国等国才又开始研究振动时效的机理和应用工艺。特别是到70年代由于可调高速电机的出现,推动了振动消除应力装置(VSR系统)的发展:1973年英国制成手提式VSR系统即VCM80,后来美国马丁工程公司也研制出比较先进的设备LT-100R型VSR系统。法国和苏联也分别生产出PSV型和NB型VSR系统。这些比较先进的激振装置,促进了振动消除应力工艺的发展和应用。

据统计,截止到20世纪90年代,世界上正在使用的VSR系统约有一万台以上。美国采用振动时效工艺的有700多个公司,苏联和东欧一些国家也在大量使用,都取得了明显的经济效益。许多国家都已将振动时效定为某些机械构件必须采用的标准工艺。在英国几乎没有一家公司不使用该项技术的。

振动时效的特点:

振动时效之所以能够部分地取代热时效,是由于该项技术具有一些明显的特点。 振动时效的几个重要参数是:"支撑点、振型、激振点、加速度、固有频率、时间"其中振动加速度、共振频率、共振时间是 决定工艺效果的主要参数。

1.机械性能显著提高

经过振动处理的构件其残余应力可以被消除20%~80%左右,高拉应力区消除的比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命,降低应力腐蚀

可以防止或减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生。

可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。

2.适用性强

由于设备简单易于搬动,因此可以在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几百吨的构件都可使用振动时效技术。特别是对一些大型构件无法使用热时效处理时,振动时效就具有更加突出的优越性。

3.节省成本

振动时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需一至二天以上,且需大量的煤油、电等能源。因此,相对于热时效来说,振动时效可节省能源90%以上,可节省费用90%以上,特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。

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