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振动消除应力设备 |
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我们经过十几年的实践经验和理论研究，在工件的支承和激振器的装夹方面总结出一下几个基本原则。
当工件长：宽＞3，长：厚＞5时，则认为工件属于梁型件类，橡胶垫应在距端部2/9长度处，激振器卡在中间或一端，传感器洗紧在另一端，如图4-4。
．当工件的长≈宽，长：厚＞5时，则认为工件属于板型件类。可在距端部1∕3长度处放上四个橡胶垫，激振器卡在中间或一端，传感器吸紧在另一端，如图4-5。
．当工件的长≈宽≈高时，则认为工件属方型件类。橡胶垫可采用三点支承方式，激振器放在单支点侧的端部，或工件顶面的中间，传感器放在另一端部，如图4-6。
．当工件为圆环时，橡胶垫在圆环底部采用四个或三个对称支承，激振器夹在两个橡胶中间，传感器放在另两个橡胶垫中间，如图。
．当工件为轴类件时，按梁型件类支撑，若轴的刚性交差，可采用悬挂方式处理。
．当工件较小，属小件类，可采用振动台的方式进行集中处理，但振动台的设计计算比较复杂，采用这种工艺应请有经验的振动时效设计，方能取得较好的时效效果。
．当工件较大，当刚性太强时，可采用定速定时工艺处理。
一项振动时效工艺是否成功，其后的检测方法应是残余应力的变化率和尺寸精度保持性的测试。但是振动处理过程中采用上述两种参数是不可能的，它是需要长时间和复杂的测试过程。通常在实际生产应用的控制过程中往往采用振动时效前后幅频特性参数曲线和振幅-时间参数曲线测试法并按JB/T5926-91标准中第4.1条款或JB/T10375-2002标准中的第6.2条款验收来实现的。
（a）幅频特性曲线扫描法
图6-1幅频特性曲线二次扫描图
（图中实线为振前所测曲线、虚线为振后所测曲线）
在振动处理过程中随着残余应力的下降，构件的内阻尼减小，所以在幅频特性曲线上所表现出的是固有频率的下降，（如图6-1中所示f1变为f1′）、共振峰值的增高、频带变窄。振动处理前测得的幅-频特性曲线和振后幅频特性曲线对比可求出各参数的变化量△f,△h和△u。经过多个试件处理后可把这些变化量的统计值确定下来。这样就可在生产应用时进行监测。
如果生产中所得的参数变化与确定的数值相近，说明振动处理的效果已达到。如果远远偏小，说明效果欠佳，尚需在激振参数（主要是激振力）上做适当调整，或支承方式上需做调整。
总之，幅-频特性曲线监测法是国内外普遍采用的较为成熟的方法。
（b）振幅-时间曲线监测法
幅-频特性曲线是振动处理的前后进行的，且频率在不断的改变。有时为了获得更好的曲线。这要比种方法更为简单，它既可以通过振幅的变化来控制振动处理的有效时间，又可以通过振幅的变化量来监测残余应力的变化情况。
某厂生产的J31—400压力机的横梁，为焊接结构件，重量为137000kg，轮廓尺寸为2090×2030×1520，为较为典型的方型件。我们在其底面采用三点支撑方式，橡胶垫距相邻的两端面的距离约为该边长度的1/3 。激振器用螺栓拧紧在横梁顶面的中间部位，加速度计吸紧在靠近一侧的中间位置上。如图7-2用VSRDS-08型振动时效装置对其进行扫频处理，测得其固有共振频率为4572r/min即76.2Hz,共振峰高度为32.6m/s2,鉴于该工件刚性较大，我们选择其共振峰值32.6 m/s2的2/3来确定振动频率为4551r/min,振动处理18分钟，VSRDS-08型微机内部的系统就判定为达到效果而自动关机，从随后第二次扫频的数据和曲线图上看，与次扫频的比较，已出现共振频率左移、峰值升高、带变窄三种现象，符合JB/T5926-2005标准中的第4.12条的c、d、e三项验收指标。
