振動(dòng)時(shí)效的效果取決于振動(dòng)時(shí)效的工藝的選擇。冶金蝶閥體是由鑄造而成的結(jié)構(gòu)件，其形狀復(fù)雜，剛性相對(duì)大，凸凹面多，壁厚不均，殘余應(yīng)力大且分布繁雜。以前采用自然時(shí)效的工藝中存在很多的缺點(diǎn)，某公司自2008年開(kāi)始采用振動(dòng)時(shí)效工藝以來(lái)，在產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率方面取得了很大的進(jìn)步。多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明:由于振動(dòng)時(shí)效的工藝比較復(fù)雜，須對(duì)箱體類*件進(jìn)行振前的工藝分析，設(shè)計(jì)優(yōu)化振動(dòng)參數(shù)以提高振動(dòng)時(shí)效的效果。
1、工藝分析
按照振動(dòng)時(shí)效的工藝規(guī)范，對(duì)工件時(shí)效前應(yīng)進(jìn)行工藝分析，以達(dá)到節(jié)約電能和工作時(shí)間的目的。首先，應(yīng)根據(jù)工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、毛坯制造的工藝形式和過(guò)程，分析箱體的殘余應(yīng)力場(chǎng)的分布，尺寸精度要求，以及工作載荷，可能的失效原因等因素進(jìn)行分析，然后再?zèng)Q定實(shí)施振動(dòng)時(shí)效的工藝路線及時(shí)效部位。冶金蝶閥體一般按箱體類工件對(duì)待，該類工件的結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜，受力條件惡劣。箱體毛坯一般是鑄造或焊接的構(gòu)件，對(duì)于鑄件產(chǎn)生的殘余應(yīng)力應(yīng)根據(jù)鑄造工藝，如結(jié)構(gòu)形狀、澆口位置、壁厚薄及冷卻的情況來(lái)分析判斷應(yīng)力的情況。對(duì)組焊件來(lái)說(shuō)，各焊接件的先焊和后焊的次序、坡口的大小及焊縫的形狀和位置等，對(duì)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力大小和分布均有影響。
根據(jù)箱體在服役時(shí)的載荷情況來(lái)分析，箱體的承受的工作載荷往往較復(fù)雜，由于冶金蝶閥體在工作中主要承受彎曲變形，因此，該類工件失效振動(dòng)則主要采用彎曲振型。
2、工藝參數(shù)的優(yōu)化
振動(dòng)時(shí)效的工藝參數(shù)包括激振點(diǎn)、支撐點(diǎn)、激振頻率、激振力和激振時(shí)間，這些參數(shù)的選取應(yīng)依據(jù)工件的固有振動(dòng)特性來(lái)確定。當(dāng)激振頻率處于工件的固有頻率附近時(shí)，用較小的激振力可以激起足夠大的動(dòng)應(yīng)力，只有用工件固有頻率進(jìn)行激振，才能*經(jīng)濟(jì)、*簡(jiǎn)便、*迅速地降低工件的殘余應(yīng)力。但是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于采用激振力大小、激振力頻率和激振點(diǎn)的位置不合理，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)達(dá)不到消除殘余應(yīng)力的效果，工件只是局部的消除了殘余應(yīng)力；有時(shí)甚至將工件振裂。因此要對(duì)振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
根據(jù)《JH-200A振動(dòng)時(shí)效設(shè)備使用手冊(cè)》中操作要求，在振前對(duì)工件進(jìn)行手動(dòng)掃頻，綜合所有掃頻曲線對(duì)應(yīng)的固有頻率，找出有效消除工件關(guān)鍵部位應(yīng)力的有效振型（以及對(duì)應(yīng)的有效頻率），直接對(duì)這些有效頻率〔有效振型）時(shí)效，同時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤殘余應(yīng)力變化，在線打印a-t曲線以觀察時(shí)效進(jìn)程，決定何時(shí)停機(jī).
3、時(shí)效效果的評(píng)判
振動(dòng)時(shí)效效果主要是指*件振動(dòng)后殘余應(yīng)力消除、均化、抗變形能力的提高以及尺寸精度的穩(wěn)定化程度。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常采用根據(jù)如圖3所示的振幅時(shí)間（A-t）曲線采用下列方法來(lái)快速判斷振動(dòng)時(shí)效效果：
(1）檢測(cè)幅頻曲線共振峰形狀的變化，在幅頻曲線上表現(xiàn)出共振峰由寬變窄；
(2）檢側(cè)共振頻率發(fā)生的變化；
(3）檢測(cè)振動(dòng)過(guò)程中*件幅值及激振功率的變化，若保持激振能*不變，則振幅上升;若控制振幅值恒定.則激振功率降低。
若出現(xiàn)上述一種情況，在實(shí)踐中就判定振動(dòng)時(shí)效達(dá)到了預(yù)期的目的。
4、振動(dòng)時(shí)效前后殘余應(yīng)力的檢測(cè)
為了定量了解振動(dòng)時(shí)效工藝效果，使用JH-50B磁應(yīng)力儀，檢測(cè)了挖掘機(jī)平臺(tái)等工件焊縫處振動(dòng)時(shí)效前后的殘余應(yīng)力。測(cè)量結(jié)果表明，工件在振動(dòng)處理前，焊縫處殘余應(yīng)力集中現(xiàn)象較嚴(yán)重。在焊縫*心區(qū)域應(yīng)力較高，*大剪切殘余應(yīng)力值約為54-67MPa，已經(jīng)接近了許用安*剪切應(yīng)力，為不安*的殘余應(yīng)力。在焊縫非*心區(qū)域應(yīng)力較低，約為30-50MPa。經(jīng)振動(dòng)時(shí)效處理，焊縫處殘余應(yīng)力集中現(xiàn)象已消除，焊縫*心區(qū)域和非焊縫區(qū)域的應(yīng)力值已相近，峰值殘余應(yīng)力已經(jīng)從60MPa左右下降到25MPa左右，下降率約為60%，遠(yuǎn)小于許用安*剪切應(yīng)力。
5、振動(dòng)時(shí)效時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
(1)發(fā)生強(qiáng)迫共振：隨著振動(dòng)時(shí)效設(shè)備振動(dòng)頻率的升高，電機(jī)電流一直上升無(wú)下降趨勢(shì)，這時(shí)即發(fā)生了強(qiáng)迫共振，這種現(xiàn)象一般是由被振工件的重量太小而剛性又太大所導(dǎo)致。
(2)找不到共振區(qū)：在掃頻過(guò)程中發(fā)現(xiàn)隨著頻率的升高，電樞電流也緩慢增加，但是電流并不大，直到掃頻結(jié)束加速度始終在增加并很小，這種現(xiàn)象一般都是由于工件的固有頻率超出設(shè)備的控制頻率范圍。
對(duì)于發(fā)生以上情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法可以解決。反復(fù)改變激振力和支撐點(diǎn)以及激振器的裝卡位置；采用懸臂的方法(將工件一端固定，激振器裝卡在另一端的方法)，也可以采用組合振動(dòng)法(將多個(gè)工件剛性連接在一起可以降低工件的固有頻率)。
6、振動(dòng)時(shí)效的工藝管理和經(jīng)濟(jì)效益
在生產(chǎn)實(shí)踐中上，某公司是通過(guò)振動(dòng)時(shí)效工藝曲線來(lái)檢測(cè)振動(dòng)時(shí)效效果的。每振動(dòng)時(shí)效處理一個(gè)工件，都須要有相應(yīng)的振動(dòng)時(shí)效工藝曲線，這個(gè)工藝曲線，要經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)部門依據(jù)工藝部門制訂的振動(dòng)時(shí)效工藝卡的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行驗(yàn)收，如果達(dá)不到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，還要返工重振。驗(yàn)收合格后工件才能轉(zhuǎn)到下一工序，有效地確定了振動(dòng)時(shí)效工藝質(zhì)量穩(wěn)定可*。
從2005年開(kāi)始，公司累計(jì)振動(dòng)時(shí)效處理了1500臺(tái)蝶閥箱體類的焊接件，每臺(tái)產(chǎn)品的焊接結(jié)構(gòu)件平均質(zhì)量約為0.5噸，總計(jì)處理了約750噸。公司購(gòu)買了1套振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)為6萬(wàn)元，操作人員1人，4年累計(jì)工資額為8萬(wàn)元，振動(dòng)時(shí)效設(shè)備每天耗電量為16度，每度電按照0.8元計(jì)，4年累計(jì)使用電費(fèi)為0.6萬(wàn)元。4年累計(jì)振動(dòng)時(shí)效的總費(fèi)用為14.6萬(wàn)元。
如果使用熱時(shí)效，需要購(gòu)買熱時(shí)效爐，因?yàn)榄h(huán)境污染問(wèn)題，不能使用燃煤熱時(shí)效，只能使用電爐熱時(shí)效。按照公司的產(chǎn)量，需要購(gòu)買2臺(tái)100kW的電爐，設(shè)備投資約30萬(wàn)元，電爐的用電量很大，其綜合熱時(shí)效成本為500元/噸，處理750噸工件，需要37.5萬(wàn)元。4年累計(jì)熱時(shí)效的總費(fèi)用需要75.5萬(wàn)元。與熱時(shí)效相比，振動(dòng)時(shí)效可以節(jié)省60萬(wàn)元的時(shí)效費(fèi)用，此外，采用振動(dòng)時(shí)效設(shè)備后與熱時(shí)效相比所節(jié)省的大量工時(shí)尚未計(jì)算在內(nèi)，由此可見(jiàn)應(yīng)用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)顯著的。
