礦井提升機有兩個卷筒，在鋼板的卷制和焊接過程中會產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力。如果殘余應(yīng)力不消除，在卷筒的機械加工過程中，加工尺寸就會受到應(yīng)力的影響隨時改變，難以保證加工精度；在裝配過程中，由于需要多次對卷筒進行吊裝，易使卷筒產(chǎn)生變形，很難保證裝配的質(zhì)量；并且提升機在正常的負荷運行過程中，也會產(chǎn)生應(yīng)力變形和應(yīng)力噪音，容易引起卷筒焊縫開裂，嚴重影響礦井的安全生產(chǎn)。因此，提升機生產(chǎn)廠家都非常重視卷筒的殘余應(yīng)力消除問題。而本文就是闡述了采用振動時效工藝對卷筒進行消除應(yīng)力，通過試驗驗證其有效性。
提升機卷筒結(jié)構(gòu)及使用設(shè)備介紹
礦井提升機的卷筒屬于薄殼鋼焊接結(jié)構(gòu)件，卷筒直徑達4m，擋繩板直徑達4.48m，卷筒寬度1.7m，卷筒皮鋼板厚度達38mm，單個卷筒重量達16噸。
本次選用的振動時效設(shè)備是聚航科技生產(chǎn)的JH-700A2振動時效裝置。最大激振力：35KN；調(diào)速范圍：0-12000r/min；處理工件重量：0-30t。
振動消除應(yīng)力工藝分析
提升機的卷筒結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，激振頻率的選擇應(yīng)根據(jù)國家標準的規(guī)定；對工件實施振動時效工藝要在亞共振區(qū)進行。所謂亞共振區(qū)，就是共振峰的前沿。峰值點加速度的三分之一到三分之二這個區(qū)域所對應(yīng)的頻率。激振點的選擇既要考慮垂直焊縫、環(huán)焊縫的拉應(yīng)力，還要考慮到卷筒及內(nèi)板存在一定的剪切應(yīng)力。因此在兩法蘭（擋繩板）邊裝卡，角度應(yīng)垂直120°水平線，這樣既能消除環(huán)焊縫和立焊縫應(yīng)力，又能很好的消除焊接手法及工藝中新產(chǎn)生切應(yīng)力。因此制定出如下的振動時效工藝方案：即將卷筒采用三點水平支撐，360°平分3點。采用多點振動，每個卷筒取三個激振點，激振點選在兩支撐點之間中心點，拾振點選在激振點遙對的中心線上。
振動消除應(yīng)力過程
將卷筒按振動時效工藝的要求用三個專用橡膠墊支撐好，選好激振點和拾振點。振動時效過程將按下列步驟進行：
1. 每個點都采用振前掃描，選擇合理的激振頻率。
2. 根據(jù)掃描結(jié)果，選擇一階共振點的亞共振頻率作為主振頻率，其他峰值點作為輔助頻率，在主振頻率振動10分鐘后，輔助頻率各振3-5分鐘，此過程即是整體的振動過程。
3振動過程完成后，再依據(jù)振后掃描與振前掃描數(shù)據(jù)、曲線，對照標準JB/T5926-91中的條款，做出時效效果的評定報告。
振動消除應(yīng)力評定結(jié)果
第一峰值點：時效前，頻率是3710r/min，時效后，頻率3635r/min，峰值點左移75r/min，加速度值由振前的378m/s2升高到振后458m/s2，振后比振前加速度升高80m/s2，振后比振前峰值升高。
第二峰值點：時效前，頻率3841r/min，時效后，3820r/min，振后比振前峰值左移21r/min，振前加速度值1334m/s2，振后加速度值是1023m/s2，振后比振前加速度升高689m/s2，振后峰值升高。
第三峰值，振后比振前峰值左移，數(shù)據(jù)不再重復(fù)，峰值升高明顯，并且由振前三個峰值到振后多個峰值，說明應(yīng)力擴散。
從a-t曲線分析，后段平直。
根據(jù)JB/T5926-91行業(yè)標準4.1.2檢測方法要求，出現(xiàn)下列情況之一時，即可判斷為達到振動時效工藝效果。
1. 振幅時間曲線上升后變平
2. 振幅時間曲線上升后下降，然后變平。
從此卷筒的振動時效后的掃描結(jié)果來看，完全符合并達到JB/T5926-91的4.1.2條款中的驗收和檢測評定的標準要求。
用同樣的方法，對另一個卷筒也進行了振動消除應(yīng)力處理，振后的結(jié)果同第一個卷筒的結(jié)果特別相近，這說明，振動時效消除應(yīng)力方法對大型礦井提升機卷筒是可行的。
