長(chang)期以來(lai)，煤礦(kuang)機(ji)械(xie)中大量的焊接件(jian)、鍛件及(ji)鑄(zhu)件在(zai)加工過(guo)程(cheng)中均(jun)需(xu)進行去(qu)應(ying)力退(tui)火(huo)，即(ji)熱(re)時效(xiao)處理(li)，其(qi)主要目(mu)的是(shi)降低殘(can)余(yu)應(ying)力，減(jian)小變形(xing)，避免開(kai)裂。這(zhe)種方法雖然(ran)可以消(xiao)除大量的殘(can)余(yu)應(ying)力，但(dan)也有(you)許(xu)多不(bu)足之(zhi)處，不(bu)僅(jin)周期長(chang)、成本(ben)高、汙(wu)染大。而(er)且(qie)，由於(yu)處理(li)質(zhi)量(liang)可控性(xing)差(cha)，處(chu)理後(hou)還(hai)會產生(sheng)缺(que)陷。因此(ci)，廠家(jia)壹直(zhi)在探(tan)索(suo)更高效(xiao)、節(jie)能的方式來(lai)代(dai)替熱(re)時(shi)效(xiao)。振動(dong)時效(xiao)就(jiu)是(shi)其(qi)中的壹種。
振動(dong)時效(xiao)處理(li)過程(cheng)
壹般(ban)來(lai)說，當(dang)工件(jian)進行振(zhen)動時效(xiao)處理(li)時，具(ju)體過(guo)程(cheng)如(ru)下(xia)；
1. 先(xian)將工(gong)件平(ping)穩地放在(zai)橡(xiang)膠(jiao)墊上，然(ran)後將激(ji)振(zhen)電(dian)機(ji)和加速度(du)計緊(jin)緊(jin)地(di)安(an)裝(zhuang)在工(gong)件(jian)上。
2. 在適(shi)當的頻率(lv)範(fan)圍內開(kai)始第壹(yi)次(ci)掃(sao)頻(pin)，首(shou)先(xian)，在自動(dong)模(mo)式下(xia)，通(tong)過控制器(qi)利用(yong)加速度(du)計的輸出信(xin)號(hao)，結合激(ji)振(zhen)電(dian)機(ji)轉數(shu)，確(que)定(ding)出最(zui)佳工作(zuo)頻(pin)率(lv)；
3. 工件(jian)在選(xuan)定(ding)的壹個或幾(ji)個最(zui)佳工作(zuo)頻(pin)率(lv)下(xia)振(zhen)動，直(zhi)到其(qi)動態(tai)參(can)數(shu)的變化(hua)趨於(yu)穩定(ding)，如(ru)加速度(du)幅值增大、共振(zhen)峰左(zuo)移、帶寬變窄(zhai)及(ji)激(ji)振(zhen)電(dian)機(ji)電流(liu)減小等。這(zhe)些(xie)動態(tai)參(can)數(shu)的變化(hua)可作(zuo)為(wei)判(pan)定(ding)振動時效(xiao)效(xiao)果(guo)的依據(ju)。
4. 時效(xiao)完(wan)成後(hou)，緊(jin)接著開(kai)始第二(er)次(ci)掃(sao)頻(pin)，其(qi)目(mu)的主要是(shi)讓控制器(qi)收(shou)集(ji)有(you)關(guan)應(ying)力消(xiao)除效(xiao)果(guo)的信(xin)息(xi)，打印(yin)出時效(xiao)曲線。
工藝(yi)參數(shu)及效(xiao)果(guo)判(pan)斷(duan)
主振(zhen)頻率(lv)確(que)定(ding)
構件(jian)的固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)與(yu)構件(jian)的質(zhi)量(liang)、剛(gang)度(du)、形(xing)狀(zhuang)、內(nei)應(ying)力及(ji)材質(zhi)等因素(su)有(you)關(guan)。在(zai)掃(sao)描(miao)過程(cheng)中，會出現(xian)幾個(ge)幅(fu)峰，幅(fu)峰大而(er)頻(pin)率(lv)最(zui)低(di)的峰即(ji)是(shi)壹階(jie)共振(zhen)頻(pin)率(lv)。在(zai)壹階(jie)共振(zhen)區內(nei)共振(zhen)峰的前沿(yan)，即(ji)最(zui)大加速度(du)值1/3-2/3點的頻率(lv)，稱(cheng)為主振頻(pin)率(lv)。
激(ji)振(zhen)力(li)的確(que)定(ding)
激(ji)振(zhen)力(li)的大小是(shi)通(tong)過工(gong)件(jian)承受(shou)動應(ying)力的大小來(lai)衡(heng)量的，調節(jie)激(ji)振(zhen)力(li)的大小即(ji)動(dong)應(ying)力的大小，可用(yong)動態(tai)電(dian)阻(zu)應(ying)變儀(yi)來(lai)測(ce)量(liang)，在主(zhu)振(zhen)頻(pin)率(lv)下(xia)的最(zui)佳動應(ying)力，焊接結構件(jian)為(wei)70-100MPa，鑄(zhu)鐵件為(wei)15-35MPa，鋼(gang)件為50MPa。
工件(jian)的激(ji)振(zhen)點及支(zhi)撐(cheng)點的確(que)定(ding)
激(ji)振(zhen)器(qi)應(ying)安(an)裝(zhuang)在工(gong)件(jian)振(zhen)動的波峰處(chu)，支(zhi)撐(cheng)點應(ying)選(xuan)擇在(zai)波節(jie)處，傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)安(an)裝(zhuang)在遠(yuan)離(li)激(ji)振(zhen)器(qi)的另(ling)壹波(bo)峰處(chu)。
激(ji)振(zhen)時(shi)間的確(que)定(ding)
激(ji)振(zhen)時(shi)間是(shi)由殘(can)余(yu)應(ying)力的降低和均(jun)勻(yun)化(hua)、工件(jian)的固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)、工(gong)件振動所顯(xian)示(shi)的振幅、動應(ying)力的變化(hua)等參(can)數來(lai)確(que)定(ding)的。壹般範圍是(shi)20-40min。
振動(dong)時效(xiao)工藝(yi)參數配合選(xuan)擇
工件(jian)在掃(sao)描(miao)時找固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)是(shi)壹個(ge)復雜的過程(cheng)，需(xu)由(you)振(zhen)動(dong)力(li)的大小、激(ji)振(zhen)點、支持點及傳(chuan)感(gan)器(qi)安(an)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)互相(xiang)配合，才能找到工(gong)件的固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)，進行有(you)效(xiao)的振動時效(xiao)。
振動(dong)時效(xiao)的工藝效(xiao)果(guo)判(pan)斷(duan)
如(ru)果(guo)出現(xian)下(xia)列情況之(zhi)壹，即(ji)可判(pan)定(ding)為達(da)到振(zhen)動時(shi)效(xiao)工藝(yi)效(xiao)果(guo)。
1. 振幅(fu)時間（A-t）曲線中，工件(jian)振(zhen)幅(fu)穩定(ding)在某壹值2-3min。
2. 振幅(fu)頻率(lv)（A-f）曲線振後的比振前的峰值升(sheng)高。
3. 振幅(fu)頻率(lv)（A-f）曲線振後的比振前的峰值點左移。
4. 振幅(fu)頻率(lv)（A-f）曲線振後的比振前的帶寬變窄(zhai)。
在煤機(ji)產品(pin)中的推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)前景
1.在煤礦(kuang)機(ji)械(xie)產品(pin)中，大型設(she)備占有(you)相(xiang)當(dang)大的比例，其(qi)中包括許(xu)多大型鍛件、焊接件(jian)、鑄(zhu)件，如(ru)掘(jue)進機(ji)切(qie)割頭懸(xuan)臂(bi)梁、采(cai)煤機(ji)切(qie)割部(bu)懸(xuan)梁(liang)、減速機(ji)殼體(ti)、液壓支架底(di)座(zuo)、掩護梁(liang)及頂梁(liang)等。由(you)於(yu)條件(jian)的限制，熱處理(li)後(hou)構件(jian)內(nei)殘(can)余(yu)應(ying)力峰值仍然(ran)較高。壹(yi)些焊接構件(jian)因條(tiao)件(jian)限制(zhi)只(zhi)能進行自然(ran)時效(xiao)處理(li)，或不(bu)進行任(ren)何處理(li)，因而(er)在(zai)生(sheng)產實際使用(yong)中，會出現(xian)壹些(xie)斷(duan)裂或開(kai)焊現象。不(bu)僅(jin)影響生(sheng)產，而(er)且(qie)有(you)很(hen)大的安(an)全隱(yin)患。如(ru)果(guo)在這(zhe)些(xie)煤機(ji)制造工(gong)藝(yi)中采(cai)取振動時效(xiao)代替熱(re)時(shi)效(xiao)和自然(ran)時效(xiao)，使該(gai)工(gong)序(xu)標(biao)準化(hua)，有(you)效(xiao)降低和均(jun)化(hua)構件(jian)內(nei)的殘(can)余(yu)應(ying)力，降低企業成本(ben)，將(jiang)給(gei)制造廠家(jia)和煤礦(kuang)安(an)全生(sheng)產節(jie)約(yue)大量資(zi)金，進壹步(bu)提(ti)高企業效(xiao)益，增(zeng)強(qiang)在國際(ji)市場中(zhong)的競爭(zheng)力。
2.在煤礦(kuang)機(ji)械(xie)產品(pin)中，大量的配件(jian)其(qi)性(xing)能與(yu)國外(wai)產品(pin)性(xing)能相(xiang)比(bi)，普(pu)遍(bian)存(cun)在著壽(shou)命(ming)短的問題，主要原(yuan)因是(shi)國內(nei)產品(pin)韌(ren)性(xing)不(bu)足、殘(can)余(yu)應(ying)力峰值較高以(yi)及生(sheng)產工藝落後。如(ru)果(guo)在未(wei)來(lai)配件(jian)生(sheng)產中引入(ru)振(zhen)動(dong)時(shi)效(xiao)代替熱(re)時(shi)效(xiao)，將會延長(chang)這(zhe)些(xie)產品(pin)的壽命，既(ji)節(jie)約(yue)生(sheng)產費用(yong)，又(you)給(gei)安(an)裝(zhuang)生(sheng)產帶來(lai)壹(yi)定(ding)的保證。
結語(yu)
實踐(jian)證明，振動(dong)時(shi)效(xiao)具(ju)有(you)投(tou)資(zi)小、周期短、能耗低(di)、方便(bian)實用(yong)等特(te)點，它(ta)對(dui)工件(jian)大小和質(zhi)量(liang)沒(mei)有(you)限(xian)制(zhi)，可在現(xian)場實施，是(shi)壹項(xiang)可以直(zhi)接應(ying)用(yong)於(yu)生(sheng)產的新技(ji)術(shu)，壹(yi)旦(dan)使(shi)用(yong)將會產生(sheng)巨大的經(jing)濟(ji)效(xiao)益。
