[發(fā)明專利]一種中低頻軸類零件振動時效裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110295014.7
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN102321793A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 蔡敢為;李巖舟;黃院星;農(nóng)慧;李兆軍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學
• 主分類號: C21D9/28
• 分類號: C21D9/28;C21D9/30;C21D10/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種振動時效裝置，尤其是一種用于消減彎曲振動固有頻率小于200HZ的中低頻軸類零件殘余應力的軸類零件的振動時效裝置。

背景技術(shù)

振動時效技術(shù)是一種消除工件內(nèi)部殘余應力的方法，通過振動，使工件內(nèi)部的殘余應力和振動產(chǎn)生的動應力的疊加達到或超過材料屈服強度的時候，材料發(fā)生微量的塑性變形，從而使材料的內(nèi)應力得以松弛和減輕。與熱時效相比，振動時效具有投資少、見效快、運行費用低和有利于環(huán)保等優(yōu)點。因此，振動時效這一高新技術(shù)具有廣泛的應用前景。

但是，現(xiàn)行針對軸類零件的振動時效裝置很多不能使工件產(chǎn)生有效的彎曲變形，沒有達到“工件內(nèi)部的殘余應力和振動產(chǎn)生的動應力的疊加達到或超過材料屈服強度”的“Wozney&Crawmer”準則，如：中國專利申請?zhí)朇N?102010972公開說明書公開的一種頻譜諧波振動時效處理消除曲軸內(nèi)應力的方法，其處理裝置是將軸類零件固定連接支撐架上，支撐架裝夾在鋼板制作的振動臺上，激振器安置在振動臺上，振動時效處理時，通過激振器使振動臺振動，對軸類零件進行時效處理。這種方法使軸類零件隨振動臺做剛體性振動，很難激勵軸類零件產(chǎn)生彎曲振型的主共振，也就很難產(chǎn)生振動時效所需的彎曲變形和相應的動應力。因此這種裝置是難以消減軸類零件殘余應力，實現(xiàn)振動時效的預期效果的。又如：中國專利申請?zhí)朇N?03115266.X公開說明書公開的一種冶金軋輥的應力快速調(diào)整方法，其處理裝置是將軋輥放置在彈性支撐上，激振器放于軋輥中部進行激勵。該種方法進行振動時效處理時，由于軋輥為高剛度零件，其彎曲振動的固有頻率一般都高于現(xiàn)有激振器的激振頻率，因此，該裝置也是難以激勵軋輥產(chǎn)彎曲振型的主共振的，也很難產(chǎn)生振動時效所需的彎曲變形和相應的動應力。該方法將軋輥通過彈性支撐與底座連接，因為彈性支撐的剛度小，因此軋輥和彈性支撐組成的系統(tǒng)可以在激振器作用下產(chǎn)生主共振，所以該專利申請者會誤以為可以實現(xiàn)消減殘余應力。但實際上，由于軋輥的彎曲振動固有頻率遠高于激振器的激振頻率，系統(tǒng)的振動是彈性支撐產(chǎn)生變形，而軋輥作為整體隨系統(tǒng)作剛體運動，不會產(chǎn)生所需要的彎曲變形，不會產(chǎn)生足夠大的動應力去消除殘余應力。由于存在彈性支撐，導致軋輥和彈性支撐組成的系統(tǒng)固有頻率明顯低于軋輥自身彎曲振動的固有頻率。所以無論其處理中低頻還是高頻，按照該系統(tǒng)的固有頻率進行激振，其激振頻率實際上低于軋輥本身的彎曲振動固有頻率，使軋輥無法獲得足夠的動應力，去消除其內(nèi)部的殘余應力。

總之，現(xiàn)行軸類零件的振動時效裝置的效果差，難以實現(xiàn)消減殘余應力的預期效果。這是制約振動時效技術(shù)在軸類零件上的應用的一個重要原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種中低頻軸類零件振動時效裝置及其使用方法，它能夠使軸類零件產(chǎn)生彎曲振型的主共振，產(chǎn)生的彎曲振動動應力與殘余應力的疊加可大于材料的屈服極限，從而有效地消減軸類零件的殘余應力。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到上述目的：一種中低頻軸類零件振動時效裝置，由激振器、用于夾撐工件的夾撐塊及與該夾撐塊相連接的支撐機構(gòu)，所述支撐機構(gòu)由一對相對設置的左支撐架、右支撐架以及安裝該左支撐架和右支撐架的支撐座，所述夾撐塊與支撐機構(gòu)的左支撐架和右支撐架均為可轉(zhuǎn)動的連接，左支撐架和右支撐架與支撐底座成剛性連接，該軸類零件振動時效裝置還設有一個安裝所述激振器的激振器底座，所述激振器底座裝夾于工件中部，振動時效時，激振器和激振器底座及工件一起振動。

所述激振器底座由上底蓋和下底板組成，激振器安裝在上底蓋的中部，上底蓋和下底座之間通過螺栓連接，上底蓋和下底座兩端頭呈圓弧狀，相連接后可以固定在軸類零件上。

所述激勵器底座由兩端開有呈圓弧形叉口的叉條及與叉條兩端的叉口相配的左端蓋和右端蓋組成，該左端蓋和右端蓋配合安裝后，激振器底座固定在軸類零件上。

所述支撐底座與左支撐架相應處開有滑槽，該左支撐架可在滑槽內(nèi)移動，調(diào)節(jié)左支撐架與右支撐架的距離。

所述夾撐塊與支撐機構(gòu)的左支撐架和右支撐架通過鉸鏈連接。

所述夾撐塊中夾撐工件的夾塊的夾撐面呈圓弧形或V形。

所述的一種中低頻軸類零件振動時效裝置的使用方法，包括如下步驟：

(1)選擇彎曲振動固有頻率小于200Hz的軸類零件，

(2)將軸類零件放置在支撐機構(gòu)的夾撐塊上，

(3)將安裝有激振器的激振器底座夾撐在軸類零件的中部，

(4)調(diào)整激振器的激勵頻率，使其以與軸類零件固有頻率大小相同的頻率進行激勵，使其產(chǎn)生彎曲振動模態(tài)的主共振。