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035柴油机身振动时效去应力案例分析

分类:消除残余应力    关键词:振动时效

035柴油机身消除应力传统方法是热时效工艺,但此工艺不仅耗能大,而且成本高,易使工件表面产生氧化皮。生产厂家急需寻找另一种方法代替,于是,找到聚航科技,希望我们能够帮他们解决这一问题。通过研究商量后,决定采用振动时效工艺消除应力。以下就是振动消除应力的步骤。

工件情况及选用的设备

035柴油机机身铸件属于大型复杂件,其外形尺寸为4200*1300*900(mm),重5.2t,材质为HT2000。设备选用JH-700智能频谱交流振动时效设备。

振动时效工艺参数选择

激振力的选择

在振动时效工艺参数中,*重要的就是激振力。激振力小,工件内激起的动态响应就小,内部的应力场不易改变,故须对工件施加足够的激振力;但激振力也不能过大,否则会给工件带来损伤。根据振动时效工艺标准,对铸件进行振动时效处理时,在其上的动应力应为20-30N/mm2,所以我们利用动静态应变仪来调整激振力的大小,*后确定035柴油机机身的激振力为2.4KN、1.4KN。

激振频率的选择

激振频率是指对工件进行振动时效处理时激振器的工作频率。一般情况下,激振器的工作频率在工件固有频率对应的振幅的2/3处,低于共振频率。由于在共振频率处,激振器的转速不易控制,稍有变化,就影响到整个时效的效果,一般选在亚共振区。035机身的激振频率为120HZ。

激振时间的选择

激振时间是指对工件进行振动时效处理的时间,在处理过程中,残余应力的降低、均化一般主要发生在*初的几个循环;随着工件内部应力场的降低、均化,工件内的阻力下降,固有频率降低,振幅升高;当内部应力场稳定后,这些变化为一恒定值,此时时效处理即已定成。这段时间即为时效时间。这也可以从振动幅值-时间曲线上看出,从开始上升到变为平直。对035机身,激振时间为30min。

激振器的安装及支撑点的选择

激振器一般选择在工件波峰处,强度较大的地方。支撑点应选择在工件的波节处。加速度计则放置在与激振器相对的地方。

实践证明,振动时效可有效地消除和均化残余应力,与热时效效果相当,但更、节能。对于那些无需改变组织状态、非加工硬化的材料,完全可以取代热时效。


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