對于振動(dòng)過程的機(jī)理,國內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作,取得以下的共識(shí)。振動(dòng)就是對金屬構(gòu)件施加周期性的作用力(動(dòng)應(yīng)力R動(dòng))。在振動(dòng)過程中,施加到金屬構(gòu)件各部分的動(dòng)應(yīng)力R動(dòng)與內(nèi)部余應(yīng)力R疊加,當(dāng)疊加幅值大于金屬構(gòu)件的屈服極限Rs,即R動(dòng)+RRs時(shí),這些點(diǎn)晶格滑移,產(chǎn)生微小的塑性變形,達(dá)到釋放余應(yīng)力的目的。從微觀上看,頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效就是給金屬構(gòu)件提供機(jī)械能,使約束金屬原子復(fù)位的余應(yīng)力釋放,加快金屬原子回復(fù)平衡位置的速度。從金屬物理學(xué)上看,頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效的過程,實(shí)質(zhì)上是金屬材料內(nèi)部晶錯(cuò)運(yùn)動(dòng)、增殖、塞積和纏結(jié)的過程。由于金屬材料存在位錯(cuò),所以在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的交變動(dòng)應(yīng)力與內(nèi)部的余應(yīng)力相互疊加,在應(yīng)力較高的區(qū)域,就可產(chǎn)生位錯(cuò)滑移,出現(xiàn)微小塑性變形。位錯(cuò)滑移是單向進(jìn)行線性累積的,當(dāng)微應(yīng)變累積到一個(gè)宏觀量,金屬組織內(nèi)余應(yīng)力較大處的位錯(cuò)塞積得以交替開通,局部較大余應(yīng)力得以釋放,構(gòu)件宏觀內(nèi)應(yīng)力隨之松弛,使余應(yīng)力的峰值下降,改變了構(gòu)件原有的應(yīng)力場,終使構(gòu)件的余應(yīng)力降低并重新分布,使較低的應(yīng)力達(dá)到平衡。位錯(cuò)塞積后造成位錯(cuò)移動(dòng)受阻,從而強(qiáng)化了基體,提高了構(gòu)件抗變形能力,使構(gòu)件的尺寸精度趨于穩(wěn)定。概括起來講振動(dòng)時(shí)效的工藝過程分四步進(jìn)行:步:首先用彈性橡膠墊將要時(shí)效處理的工件在其節(jié)線附近支撐起來,并將激振器用弓形卡具卡緊在工件振動(dòng)時(shí)的波峰處,將測試工件振動(dòng)情況的傳感器用磁坐吸緊在工件上,并用電纜線將激振器、傳感器和控制器連接起來,這一步又稱為準(zhǔn)備過程。第二步:振動(dòng)時(shí)效設(shè)備以掃描的方式自動(dòng)檢測出被時(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,這一步又稱為振前掃描。第三步:振動(dòng)時(shí)效設(shè)備以第二步測得參數(shù)為依據(jù)自動(dòng)確定出對工件進(jìn)行振動(dòng)處理的振動(dòng)頻率,并對工件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理,在處理過程中隨時(shí)檢測振動(dòng)參數(shù)和工件殘余應(yīng)力的變化,而殘余應(yīng)力不再消除時(shí)即適時(shí)停止處理過程,這一步又稱為振動(dòng)處理過程。第四步:振動(dòng)處理完畢后,振動(dòng)時(shí)效設(shè)備自動(dòng)對被時(shí)效處理工件的參數(shù)進(jìn)行再一次檢測,以便依據(jù)JB/T5926-91或JB/T10375-2002標(biāo)準(zhǔn),對振動(dòng)時(shí)效進(jìn)行判定。這一步又稱為時(shí)效效果檢測過程或振后掃描。振動(dòng)時(shí)效工藝實(shí)際上是指對工件的幾個(gè)振動(dòng)時(shí)效參數(shù)的確定,振動(dòng)時(shí)效的幾個(gè)主要參數(shù)是:振動(dòng)頻率、振動(dòng)時(shí)間、動(dòng)應(yīng)力、工件的振型(用來確定工件的支撐位置,激振器和傳感器的裝夾位置),下面將對這幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。一、 振動(dòng)頻率的確定在共振狀態(tài)下,可用小的振動(dòng)能量,使工件產(chǎn)生的振幅,得到的動(dòng)應(yīng)力和動(dòng)能量,從而使工件中的殘余應(yīng)力消除的更徹底,工件獲得的尺寸穩(wěn)定性效果更好。振動(dòng)時(shí)效中的共振狀態(tài),是在外部激振器激振力的持續(xù)作用下,零件處于“受迫振動(dòng)”時(shí)的一個(gè)狀態(tài)。它的條件是激振頻率接近工件的固有頻率,這時(shí)振動(dòng)特性中的振幅—頻率曲線出現(xiàn)一個(gè)峰值,振幅的陡然對振動(dòng)時(shí)效產(chǎn)生附加動(dòng)應(yīng)力有利。工件在振動(dòng)時(shí)效時(shí)是一個(gè)振動(dòng)體,它與其支撐用的彈性橡膠墊和激振器組成為一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng),當(dāng)該系統(tǒng)進(jìn)行自由振動(dòng)時(shí),根據(jù)振動(dòng)學(xué)原理,它的共振頻率僅與系統(tǒng)本身的質(zhì)量、剛度和阻尼有關(guān)。這個(gè)頻率是由系統(tǒng)固有性質(zhì)所決定的,稱為固有頻率。振動(dòng)時(shí)效技術(shù)具有節(jié)能、節(jié)省費(fèi)用、方便簡單、省時(shí)省力、減少污染等**優(yōu)點(diǎn),因此受到國內(nèi)外的廣泛重視。生產(chǎn)辦公室也將該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用列入了“八五規(guī)劃”,“九五規(guī)劃”列為重點(diǎn)新技術(shù)推廣項(xiàng)目,二000年國家經(jīng)貿(mào)委列出二十五項(xiàng)重點(diǎn)推廣的典型案例之一。振動(dòng)時(shí)效是對機(jī)械制造業(yè)傳統(tǒng)的自然時(shí)效和熱時(shí)效方法的革命。“振動(dòng)時(shí)效技術(shù)”,國外稱“Vibratory Stress Relidf Method”簡稱“VSR”)。它包括振動(dòng)消除應(yīng)力技術(shù),振動(dòng)焊接技術(shù),振動(dòng)鑄造技術(shù)及用振動(dòng)提高焊接構(gòu)件及軸類構(gòu)件疲勞壽命技術(shù)等項(xiàng)內(nèi)容。在調(diào)整構(gòu)件殘余應(yīng)力的技術(shù)領(lǐng)域中,振動(dòng)時(shí)效技術(shù)完全可以代替原有的熱時(shí)效工藝,因其應(yīng)用面廣,技術(shù)潛力大,而具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。近二十年來,振動(dòng)消除應(yīng)力技術(shù)的研究和應(yīng)用,在我國取得了飛速的發(fā)展。在此期間,經(jīng)國內(nèi)許多單位的共同努力,在振動(dòng)時(shí)效機(jī)理、振動(dòng)時(shí)效工藝技術(shù)和應(yīng)用研究方面,取得了突破性的成果,制定了我國關(guān)于振動(dòng)時(shí)效方面的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“*共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5926-2005”,了該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和設(shè)備的生產(chǎn),推動(dòng)了該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了較大的貢獻(xiàn)。振動(dòng)時(shí)效在西方發(fā)達(dá)國家,由于基礎(chǔ)工業(yè)比較成熟,運(yùn)用比較成熟。國內(nèi)是近二十年由于電機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,振動(dòng)時(shí)效設(shè)備才能夠滿足機(jī)械構(gòu)件消除應(yīng)力要求,但由于振動(dòng)時(shí)效涉及材料力學(xué)、振動(dòng)學(xué)、金屬物理學(xué)等多學(xué)科,相對而言工藝上比熱時(shí)效復(fù)雜的多,而國內(nèi)的參考書較少,應(yīng)廣大從事時(shí)效技術(shù)工作人員的要求,編者結(jié)合國內(nèi)外焊接、鑄造、鍛造、機(jī)械加工領(lǐng)域里學(xué)者的核心理論,注重于通俗易懂,簡單實(shí)用原則,編寫了本書,該書適用于從事殘余應(yīng)力消除工作的工程技術(shù)人員,對振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的了解和運(yùn)用。也可作為大專院校相關(guān)的師生的教學(xué)參考教材故障指南1、開機(jī)后,液晶屏不亮,無提示音,此種現(xiàn)象可能為: A、保險(xiǎn)1燒斷,更換保險(xiǎn)管。 B、電源插頭斷路或接觸不良。 2、開機(jī)后,完成時(shí)效程序,繪圖儀不打印或亂打字符,此現(xiàn)象可能為: A、熱敏打印機(jī)指示燈不亮是電源接觸不良。B、熱敏打印機(jī)指示燈亮,是打印機(jī)連線接觸不良。C、 熱敏打印機(jī)指示燈閃動(dòng),是打印機(jī)缺紙。3、開機(jī)后,進(jìn)入操作界面,點(diǎn)擊功能鍵,電機(jī)不啟動(dòng),此現(xiàn)象可能為: A、電機(jī)電樞引線斷(用歐母表測量電機(jī)上的接線插座2.3斷路)。 B、電機(jī)與控制器連接引線斷(測量連線兩端相對應(yīng)點(diǎn)斷路)。C.保險(xiǎn)2燒斷,更換保險(xiǎn)管。 4、開機(jī)后系統(tǒng)啟動(dòng),電流顯示大,電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)較高,自動(dòng)或手動(dòng)升速均不起作用,此現(xiàn)象可能為: A、電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)反饋傳感器斷線;(電機(jī)上的接線插座1.4斷路) B、反饋信號(hào)線與控制器連接引線插座接觸不良; 如上述問題排除后,系統(tǒng)仍不能正常工作,可判定故障出在控制器內(nèi)部,此時(shí),由有關(guān)技術(shù)人員或維修人員處理。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年在美國就取得了專利。但由于人們長期使用熱時(shí)效,加上當(dāng)時(shí)對振動(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。直到60年代由于能源,美國、英國、日本、聯(lián)邦德國等國才又開始研究振動(dòng)時(shí)效的機(jī)理和應(yīng)用工藝。特別是到70年代由于可調(diào)高速電機(jī)的出現(xiàn),推動(dòng)了振動(dòng)消除應(yīng)力裝置(VSR系統(tǒng))的發(fā)展:1973年英國制成手提式VSR系統(tǒng)即VCM80,后來美國馬丁工程公司也研制出比較的設(shè)備LT-100R型VSR系統(tǒng)。法國和蘇聯(lián)也分別生產(chǎn)出PSV型和NB型VSR系統(tǒng)。這些比較的激振裝置,促進(jìn)了振動(dòng)消除應(yīng)力工藝的發(fā)展和應(yīng)用。國內(nèi)開展這項(xiàng)工作比較晚,首先由孫照清總等老一輩的工程技術(shù)74年出國考察訪問時(shí),把這項(xiàng)技術(shù)帶回國內(nèi),并開始在機(jī)械部、航空部研究一直,并于“六五”期間在機(jī)械部提出的攻關(guān)課題之一----------提高機(jī)床鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的大課題里面確定了“振動(dòng)時(shí)效可行性研究”這一子課題,并由北京擊穿研究所和機(jī)床廠來完成這一課題,我們在七九年自行研制成功交流串激式振動(dòng)時(shí)效簡易設(shè)備的基礎(chǔ)上不斷地試驗(yàn)研究,經(jīng)過幾年的努力與其他兄弟院所工廠一期取得了一定的成果,振動(dòng)時(shí)效工藝的可行性,機(jī)床所大連理工大學(xué)、撫順石油機(jī)械學(xué)院等對機(jī)理也進(jìn)行了較深入的研究。由于受當(dāng)時(shí)簡易設(shè)備的限制,一些工藝參數(shù)很難測得也限制了這項(xiàng)技術(shù)的研究和應(yīng)用,于是八五年機(jī)械部特批貳萬伍千美金,我們與美國馬丁公司合作引進(jìn)了一整套當(dāng)時(shí)世界上的VSR-790型振動(dòng)時(shí)效設(shè)備及相關(guān)技術(shù)。為進(jìn)一步推動(dòng)振動(dòng)時(shí)效工藝研究和設(shè)備的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。后來隨著使用振動(dòng)時(shí)效設(shè)備的廠家不斷增多和不少院校對這項(xiàng)技術(shù)深入的研究。特別是九一年JB/T5926-91《振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)的誕生,使得這項(xiàng)技術(shù)得以較快的推廣和發(fā)展,到目前為止,我國已有幾千臺(tái)振動(dòng)時(shí)效設(shè)備投入使用,涉及領(lǐng)域包括機(jī)床、冶金、航空、航天、、輕工、電力、紡織、風(fēng)機(jī)、建筑、造紙等機(jī)械制造行業(yè)。設(shè)備組成清單如下:序號(hào) 產(chǎn)品名稱 單位 數(shù)量 備注1 振動(dòng)消除應(yīng)力設(shè)備主機(jī) 臺(tái) 1 2 激振器 臺(tái) 1 3 拾振器 只 1 4 橡皮墊 只 4 5 彈簧鋼卡具 只 2 6 電機(jī)控制線 組 1 7 隨機(jī)工具一套 套 1 8 拾振器傳感信號(hào)線 根 1 9 電源線 根 1 10 熱敏打印紙 卷 9 11 培訓(xùn)資料 套 1 12 保險(xiǎn)管 只 10