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旋挖钻机回转平台振动消除应力案例分析

分类:消除残余应力    关键词:振动消除应力

旋挖钻机的回转平台在制造过程中会产生大量的残余应力,而残余应力会使回转支承座圈挠曲变形及两侧主板横向收缩变形。为解决回转平台的焊接变形,决定采用高能交流振动时效设备来消除工件残余应力,以满足工件尺寸精度和稳定性的要求。

旋挖钻机回转平台工件情况

该工件长6m,宽2m,高1m,质量约为6t。板材大部分为20mm厚的钢板,回转支承座圈为外径达2m的环形钢板,周围焊接加强筋板。焊缝大部分采用20mm的V形焊缝且集中在环形钢板及平台的下部,是高刚性复杂零件。采用聚航科技的JH-700A智能频谱交流振动时效设备。

在不进行时效处理的情况下,两侧主板横向收缩变形及回转支承座圈挠曲变形达到6mm。

振动消除应力过程

首先用4个橡胶减振垫将工件平稳地支撑起来,然后利用弓形夹将激振器牢固地装夹到工件上,连接好设备各连线。通过几次频谱分析,根据动应变测量结果,观测到动应变大小在20-50微应变之间,因此,组合选择了93Hz、87Hz、80Hz、76Hz、66Hz进行时效处理,其中66Hz、80Hz左右是谐振峰,通过调整采用60°偏心处理,处理了5中谐波频率,5中谐波频率中有4个频率的振动加速度能够到达30-70m/s2。整个振动时效过程符合行业标准。

振动消除应力的变形情况

工艺路线:组焊--焊接--交流频谱谐波振动时效处理--打磨、去渣,去除拉筋--机械加工--焊接边框--涂装--装配。

通过频谱谢波振动时效工艺试验发现,经频谱谐波振动时效处理后,焊接残余应力基本消除,转台在机械加工前,4块主板基本没有收缩变形,回转支承座圈挠曲变形只有2.9mm。回转支承座圈加工完毕后放置48-72h焊接边框,再次测量其平面度误差在0.5mm以内,频谱谐波时效处理的效果非常明显,完全满足装配要求,可以取消铣回转支承座圈平面的工序,提高生产效率。

经过频谱谐波振动时效处理后可达到以下效果:

1. 轴套端面的加工余量可以控制在1mm以内,回转支承平面的加工余量控制在3mm以内;

2. 机械加工完成后直到装配之前,回转平台的回转支承面平面度保持在0.5mm以内。

3. 无需铣床再次修正,节约了生产时间,提高了生产效率,降低了生产成本。

4. 由于焊接残余应力得到了很好的释放和均化,回转平台加工完成后,工件尺寸稳定,有利于整个旋挖钻机的精度和质量的提高。

振动时效消除应力是一种无污染、低能耗的工艺,不但节能减排而且降低生产成本,对进一步优化制造工艺,提高装备品质,提高生产效率具有很大的价值。

以上就是旋挖钻机回转平台振动消除应力的案例,如果您还有其他的疑问,可随时与聚航科技联系,我们很愿意为您答疑解惑。


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