振動(dòng)時(shí)效機(jī)，應(yīng)力消除設(shè)備，應(yīng)力消除裝置
振動(dòng)時(shí)效工藝的簡(jiǎn)單程序
振動(dòng)處理技術(shù)又稱做振動(dòng)消除應(yīng)力，在我國(guó)又稱做振動(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，如圖2.1所示。通過控制器起動(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)，用來測(cè)幅頻特性曲線、監(jiān)測(cè)動(dòng)應(yīng)力幅值及其變化的。
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、焊接等工藝過程造成的微觀裂紋的發(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，從幾十公斤到幾百噸的構(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。
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)效來說，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。
振動(dòng)時(shí)效機(jī)，應(yīng)力消除設(shè)備，應(yīng)力消除裝置三、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。但由于人們使用熱時(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。
直到60年代由于能源危機(jī)，美國(guó)、英國(guó)、日本、聯(lián)邦德國(guó)等國(guó)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(guó)制成手提式VSR系統(tǒng)即VCM80，后來美國(guó)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(guó)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。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上正在使用的VSR系統(tǒng)約有一萬臺(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)件的類型也比較多。例如：
1．英國(guó)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。過去采用熱時(shí)效其精度保持性較差，后來改用振動(dòng)時(shí)效，滿足了精度要求，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．英國(guó)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)效來保證其精度的。
3．美國(guó)PX工程公司，用振動(dòng)時(shí)效來消除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．美國(guó)Pont Land電子專業(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。
5．美國(guó)華盛頓鋼鐵公司，對(duì)該公司生產(chǎn)的47噸重的剪床座進(jìn)行振動(dòng)處理。剪床座是用152mm至203mm厚的鋼板焊成，加強(qiáng)筋厚為38mm至76mm這樣大而重的構(gòu)件只用40分鐘的振動(dòng)處理就代替了過去的熱時(shí)效處理。
6．美國(guó)西北工業(yè)公司對(duì)2800噸重的海洋鐵塔及1280噸重的鉆井平臺(tái)也采用過振動(dòng)時(shí)效處理。
7．英國(guó)對(duì)陸上井口平臺(tái)采用振動(dòng)時(shí)效，井口平臺(tái)是由管徑為200mm的鋼管焊成6m×6m×2m管型構(gòu)架。
8．英國(guó)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒襯里，由于焊后熱膨脹而發(fā)生裂紋，報(bào)廢率占30%以上，后來采用振動(dòng)時(shí)效工藝，報(bào)廢率幾乎為零。
9．英國(guó)生產(chǎn)的所有機(jī)床床身都是用振動(dòng)時(shí)效代替熱時(shí)效。有三十多家機(jī)床廠和十多個(gè)鍛壓設(shè)備廠都是將振動(dòng)時(shí)效作為標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝。 美、英等國(guó)在其它工業(yè)部門也大里采用振動(dòng)時(shí)效，如造紙機(jī)械廠、船舶軸承廠、激光焊機(jī)廠、齒輪箱制造廠、紡織機(jī)械廠、軋鋼設(shè)備廠、印刷機(jī)械廠、泵制造廠、采油設(shè)備廠、發(fā)電設(shè)備廠、鍋爐廠等都應(yīng)用振動(dòng)時(shí)效來消除構(gòu)件的應(yīng)力。自1975年以來，該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)也得到了較快的發(fā)展和推廣，在機(jī)床鑄件上取得了較大的突破。多年來，關(guān)于振動(dòng)時(shí)效對(duì)焊接構(gòu)件疲勞壽命的影響是國(guó)內(nèi)外專家極為關(guān)心和爭(zhēng)論的焦點(diǎn)問題。我國(guó)一些單位做了許多研究，得出的結(jié)論認(rèn)為，振動(dòng)時(shí)效對(duì)金屬材料的力學(xué)性能有較大的影響，合理的振動(dòng)時(shí)效工藝可以提高焊接構(gòu)件的疲勞壽命。這些結(jié)論為振動(dòng)時(shí)效在焊接構(gòu)件上的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
振動(dòng)時(shí)效工藝在國(guó)內(nèi)經(jīng)二十余年的研究應(yīng)用，許多企業(yè)都在一些重要的基礎(chǔ)部件中應(yīng)用了振動(dòng)時(shí)效技術(shù)。
1．哈爾濱電機(jī)廠制造的大型電站設(shè)備中的發(fā)電機(jī)機(jī)座、端蓋、座環(huán)、水輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)葉。
2．中國(guó)*重型機(jī)器廠制造的軋鋼設(shè)備中的焊接結(jié)構(gòu)件，大型鍛造轉(zhuǎn)軸
大連機(jī)車廠生產(chǎn)的東風(fēng)4D內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)件，用振動(dòng)時(shí)效提高疲勞壽命和柴油機(jī)機(jī)體粗加工后的二次振動(dòng)時(shí)效，防止機(jī)體在使用中出現(xiàn)疲勞裂紋。
．鞍山鋼鐵公司在高爐改造中，一些無法進(jìn)行時(shí)效處理的大型金屬結(jié)構(gòu)，如爐殼、托圈、拱頂、鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)等。
．領(lǐng)域中的重大項(xiàng)目中的大型金屬結(jié)構(gòu)焊接后用振動(dòng)消除應(yīng)力。
．深圳理工大學(xué)工廠的產(chǎn)品單晶爐爐殼、爐門都由不銹鋼焊接制造，不能加熱時(shí)效處理，采用振動(dòng)時(shí)效，即防止了變形，又提高了抗腐蝕能力。從總的情況來看，振動(dòng)時(shí)效工藝已被大量地應(yīng)用，范圍正在擴(kuò)大。
