大型電站磨機(jī)筒體振動時效工藝應(yīng)用

振動時效是近幾年發(fā)展起來的消除殘余應(yīng)力的新技術(shù)，它與熱時效、自然時效相比，具有節(jié)能、省時、投資少、效率高等顯著優(yōu)點，特別適用于大型工件。

振動時效技術(shù)就是用周期性的動應(yīng)力與工件內(nèi)殘余應(yīng)力疊加，使工件內(nèi)局部產(chǎn)生塑性變形而釋放應(yīng)力的過程。對工件施加一交變應(yīng)力，如果交變應(yīng)力幅與工件上某些點存在的殘余應(yīng)力之和達(dá)到材料的屈服極限時，這些點將產(chǎn)生塑性變形；如果這種循環(huán)應(yīng)力使某些點產(chǎn)生晶格滑移，盡管宏觀上沒有達(dá)到屈服極限，但也同樣會產(chǎn)生微觀的塑性變形，況且這些塑性變形往往首先發(fā)生在殘余應(yīng)力最大的點上，因而使這些點受約束的變形得以釋放從而降低了殘余應(yīng)力。這就是用振動時效消除殘余應(yīng)力的機(jī)理。

振動時效技術(shù)應(yīng)用

對大型電站磨機(jī)筒體進(jìn)行振動時效處理，零件尺寸圖見圖1。

圖1 筒體

振動時效前分別對筒體上ABCD四個區(qū)進(jìn)行殘余應(yīng)力測量。

振動時效工藝參數(shù)選擇

選擇激振器位置

振點分別選在筒體人孔處（Z1點）和筒體法蘭處（Z2點）。

支點位置

兩支點選在筒體兩端附近

激振力大小

一般原則為：應(yīng)使d=（1/2-2/3）σ工作

它與振動時頻率，激振器偏心重量，偏心距有關(guān)。可根據(jù)工件，激振器等具體情況及工作經(jīng)驗調(diào)整選取。

激振頻率Nt

首先，將激振器裝夾在Z1點上，對工件進(jìn)行頻率掃描，測得：

N=5939r/min時，有一共振峰Gm=32.1m/s2

N=7495r/min時，有一共振峰Gm=37.0m/s2

由此選定激振頻率Nt=5900r/min

振動時效時間T

一般根據(jù)工件噸位及工作經(jīng)驗選擇。根據(jù)實際情況T=16min。

振后頻率掃描，測得：

N=5934r/min時，其共振峰Gm=28.2m/s2

N=7325r/min時，其共振峰Gm=21.0m/s2

與振前比較，共振頻率降低（共振峰左移）?？啥ㄐ耘袛啵簹堄鄳?yīng)力下降。

將激振器裝夾在Z2點上并進(jìn)行上述過程：

振前頻率掃描，測得：

N=5945r/min時，有一共振峰Gm=18.6m/s2

N=7250r/min時，有一共振峰Gm=16.0m/s2

N=7512r/min時，有一共振峰Gm=19.1m/s2

選定激振頻率Nt=7200r/min

振動時效時間T=11min

振后頻率掃描，測得：

N=5942r/min時，其共振峰Gm=19.8m/s2

N=7246r/min時，其共振峰Gm=16.8m/s2

N=7512r/min時，其一共振峰Gm=19.1m/s2

與振前比較，其中兩個共振頻率降低（共振峰左移）；同時共振峰升高。可定性判定：殘余應(yīng)力下降。

測量結(jié)果與分析

在Z1 Z2兩點完成振動時效后，再對工件原ABCD區(qū)進(jìn)行殘余應(yīng)力測量。

測量結(jié)果表明：經(jīng)振動時效后，工件內(nèi)殘余應(yīng)力下降，并重新分布得以均化，產(chǎn)生了殘余壓應(yīng)力，有助于提高工件的疲勞壽命。較大的拉應(yīng)力變?yōu)橄鄳?yīng)的壓應(yīng)力，在其變化過程中必定有一時刻過零點，應(yīng)力為零。只要振動時效工藝制定的科學(xué)合理，一定會達(dá)到最佳效果。