[發明專利]小波頻譜分析振動時效裝置

無效

• 申請號: 201310263177.6
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN104250686A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 李義根
• 申請（專利權）人: 李義根
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明技術方案涉及全自動振動消除應力技術，具體為一種小波頻譜分析振動時效裝置

背景技術

消除殘余應力是機械制造的一項基礎工藝，目的是防止金屬工件變形、開裂。目前國內外普遍采用“熱時效”的方法，這種方式能源消耗巨大，污染嚴重。而小波頻譜振動時效裝置可取代以“熱時效”消除應力，較之傳統的“熱時效”，可節約能源95％以上，減少成本90％，且零排放。該技術在航空、航天、兵器、船舶、機床、汽車、風電等一些重要領域都有眾多成功的應用案例，不僅成為解決國防工業一些制約產品制造難題的關鍵技術，而且還大幅度的節省了成本，減少了排放。若能在整個機械制造行業得以采用，每年節約的能源換算成電可達到34座秦山核電站一期年發電量。像這樣既節能又環保，既有經濟效益又有社會效益的環保技術，一旦得以推廣，對緩解我國乃至全球能源緊缺，減少溫室氣體排放將產生積極的現實意義。

目前國內現有的振動時效處理設備存在褚多不足，采用原有基波共振時效處理方法，在受振金屬工件中傳播的是低頻共振波，由于振型單一、工件振幅大，激振電機輸出功率大，而工件用作消除應力所吸收的有用功卻較低，呈多維分布的殘余應力并未得到完全徹底消除，且存在工件覆蓋面低、噪音大、工藝方案人為因素干預較多，應力消除效果不穩定和無法鑒定效果等缺陷，本項目研究設計出一種新型小波頻譜諧波時效處理設備，主要由用于小波頻譜諧波分析的主控制器、壓力傳感器、激振控制器和激振電機等組成。主控制器采用傅立葉頻譜快速分析(FFT)技術和小波分析技術，直接識別由壓力傳感器采集來自工件的振動諧波信號，并從中優選出最大吸收諧波能量的各低次諧波頻率，快速產生出穩定的多振型諧波激振頻率信號，作用于激振器中的變頻器，以不同的激振轉速頻率驅動激振電機穩定運轉，使工件受激振動，產生一系列回應振動波；這些不同頻率的振動波，在工件表面和內部傳播，可使內部的應力逐漸得到釋放或被均化。適應了高強度和高剛性工件需求，擴大了該時效設備的應用范圍。該設備對工件時效處理全過程進行自動控制，實現自動掃頻、信號波形自動分析、識別、判峰和對工件進行多振型諧波激振處理，并對已處理工件的振動時效效果進行檢測、明確判斷和打印出處理結果。

發明內容

本發明針對以上技術問題提供一種高效、快速的小波頻譜分析振動時效裝置。

本發明的具體技術方案如下：

小波頻譜分析振動時效裝置，所訴裝置由壓電傳感器、激振電機、激振控制器、小波頻譜分析控制器、以及顯示器、打印機和鍵盤等構成；本裝置通過小波分析變換，有效地從信號中提取信息，同時通過伸縮和平移等運算功能，對函數或信號進行多尺度的細化分析，最終達到高頻處時間細分，低頻處頻率細分，從而可聚焦到信號的任意細節，再結合快速傅立葉變換，達到分解信號并提取不同頻率成分的目的，找出工件的幾十種諧波頻率，在這幾十種諧波頻率中優選出對消除工件殘余應力效果最佳的5種不同振型的諧波頻率進行時效處理，從而達到多維消除應力提高尺寸精度穩定性的目的。

附圖說明

附圖為小波頻譜分析振動時效裝置的結構圖；

其中，1——被處理工件、2——激振電機、3——激振控制器、4——鍵盤小波頻譜分析控制器、5——小波頻譜分析控制器、6——顯示器、7——壓電傳感器、8——壓電傳感器、9——打印機

具體實施方式

下面結合具體實施方式和附圖對本發明作進一步說明。

小波頻譜分析振動時效裝置由1——被處理工件、2——激振電機、3——激振控制器、4——鍵盤小波頻譜分析控制器、5——小波頻譜分析控制器、6——顯示器、7——壓電傳感器、8——壓電傳感器、9——打印機構成；

被處理工件1安放在減振工作臺上，激振電機2亦固定安裝在減振工作臺上，激振控制器3和激振電機2并列安放，并連接到小波頻譜分析控制器5內；顯示器6和打印機9安置在小波頻譜分析控制器5內，壓電傳感器7、8一端放在工件1上，另一端連接在小波頻譜分析控制器5上，工作時，壓電傳感器7、8采集工件1的振動諧波信號，進入小波頻譜分析控制器5內，通過控制器5內的傅立葉頻譜快速分析(FFT)技術和小波分析技術等電子元件，進行伸縮和平移等運算功能，對函數或信號進行多尺度的細化分析，最終達到高頻處時間細分，低頻處頻率細分，從而可聚焦到信號的任意細節，再結合快速傅立葉變換，達到分解信號并提取不同頻率成分的目的，從中優選出最大吸收諧波能量的各低次諧波頻率，快速產生對消除工件殘余應力效果最佳的5種不同振型的諧波頻率，通過激振控制器3使激振電機2振動被處理工件1，從而達到快速時效處理。