[發明專利]一種結構件殘余應力用自動振動時效應力處理裝置

在審

• 申請號: 202210253546.2
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114574688A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 顧菊平;趙佳皓;言淳愷;華亮;周伯俊;趙鳳申;程天宇;蔣凌;王子旭
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C22F3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及焊后應力處理技術領域，尤其涉及一種結構件殘余應力用自動振動時效應力處理裝置，包括移動機器人底座、設于移動機器人底座上的夾持架、振動時效設備、控制器收納裝置、小型機械臂、儲能電池和總控制器；振動時效設備的激振器可被夾持在夾持架中，夾持架的一側依次設有控制器收納裝置和儲能電池，儲能電池的前側分別設有小型機械臂和總控制器；總控制器通過導線分別與移動機器人底座、夾持架、振動時效設備、控制器收納裝置、小型機械臂和儲能電池電性連接，用于控制各設備動作。本發明可搭載振動時效應力處理設備前往結構件處自動進行振動時效應力處理；可提升工業生產效率，減少工人的勞動強度，為工作人員的人身安全提供保障。

技術領域

本發明涉及焊后應力處理技術領域，尤其涉及一種結構件殘余應力用自動振動時效應力處理裝置。

背景技術

中國的制造業水平正在逐步提高。船舶、港口裝備、海洋工程裝備、焊接材料等優勢制造業在國內迅猛發展，成為國民經濟發展的重要支柱。結構件的質量是制約制造業水平的關鍵，通常于焊接結束后，結構件中會有大量的殘余應力存在，這些殘余應力大多集中在焊縫附近，在結構件投入使用后，結構件所承載的工作應力就會與焊接產生的殘余應力相疊加，當疊加后的數值超過材料的屈服極限時，結構件就會在焊縫附近產生斷裂現象。即使焊接后的結構件中殘余應力值遠遠低于其材料的屈服極限，但如果存在嚴重的應力集中現象，也可能導致結構件在運輸和使用過程中因殘余應力的釋放而發生永久性的塑性變形，從而影響結構件的尺寸、形狀、精度等等。因此，焊接結束后的焊后應力處理是十分重要的一環。

目前，處理殘余應力的方法多種多樣，不同方法存在各自的優勢但又有著一定的局限性，如自然時效法處理周期太長，熱時效法資源占用多、場地占用大、設備資金投入大等等。而振動時效法原理簡單，其實質是以振動的方式給結構件施加動應力，使該動應力與結構件本身的殘余應力疊加，從而達到或超過材料的微觀屈服極限，以使得結構件發生微觀或宏觀的局部、整體的彈性塑性變形，從而達到防止結構件變形與開裂的目的。振動時效法能夠降低并均化結構件內部的殘余應力，且成本極小，十分適合處理焊后殘余應力，但目前振動時效的應力處理依賴于人工作業，需要工作人員于工業生產現場將夾持裝置和激振器等設備手工固定于結構件上，振動加速度、共振頻率、共振時間等參數的選擇也需要工作人員設置，人力資源占用較多。

因此，本發明提供了一種結構件殘余應力用自動振動時效應力處理裝置，用于解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種結構件殘余應力用自動振動時效應力處理裝置，以協助在工業生產環境下自動的進行振動時效應力處理，有效提高生產效率，減少部分危險生產環境對人力的需求，為工作人員的人身安全提供保障。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種結構件殘余應力用自動振動時效應力處理裝置，包括移動機器人底座、設于移動機器人底座上的夾持架、振動時效設備、控制器收納裝置、小型機械臂、儲能電池和總控制器；

所述振動時效設備的激振器可被夾持在夾持架中，所述夾持架的一側依次設有控制器收納裝置和儲能電池，所述儲能電池的前側分別設有小型機械臂和總控制器；

所述總控制器通過導線分別與移動機器人底座、夾持架、振動時效設備、控制器收納裝置、小型機械臂和儲能電池電性連接，用于控制各設備動作。

優選地，所述移動機器人底座包括履帶式移動底盤、以及設于履帶式移動底盤上的底座上表面，所述底座上表面上分別安裝有平面旋轉機構和旋轉表面，所述旋轉表面通過下方的旋轉盤與底座上表面活動連接，所述平面旋轉機構底部的輸出端通過安裝在履帶式移動底盤上的傳動裝置與旋轉盤連接，當平面旋轉機構驅動傳動裝置轉動時，使得旋轉表面可相對底座上表面在平面內做旋轉運動。

優選地，所述履帶式移動底盤的前側分別設有第一攝像頭和紅外測距傳感器，所述第一攝像頭和紅外測距傳感器用于采集前方圖像和檢測前方物體的距離。