某(mou)工(gong)廠(chang)是(shi)生產石油機械(xie)和(he)煉油化工(gong)設(she)備(bei)的(de)廠(chang)家，其(qi)中(zhong)，生產抽油機所(suo)需(xu)的(de)鑄(zhu)鐵(tie)件，種類(lei)繁(fan)多，時(shi)效量(liang)大(da)。例如(ru)灰(hui)鑄(zhu)件曲柄，就有(you)50多(duo)個品種(zhong)。由(you)於(yu)在鑄(zhu)造(zao)生(sheng)產過程中，曲(qu)柄件內部(bu)產生鑄(zhu)造(zao)應(ying)力，影響到(dao)曲(qu)柄的(de)尺(chi)寸精度和(he)使用(yong)性(xing)能，因(yin)此必(bi)須(xu)進行(xing)時效處(chu)理(li)。
傳統(tong)的鑄(zhu)鐵(tie)件時效方(fang)法(fa)為(wei)熱(re)時(shi)效，但這種時效方(fang)式耗能大(da)、成本(ben)高(gao)、汙染(ran)環(huan)境，且爐(lu)溫均(jun)勻性(xing)差，容易(yi)產生二次(ci)殘(can)余應(ying)力。為(wei)了節(jie)約能源(yuan)，降低成本(ben)，廠(chang)家選(xuan)擇(ze)了振(zhen)動時效新技(ji)術來代替(ti)熱(re)時效方(fang)法(fa)。
振(zhen)動時效工(gong)藝操(cao)作(zuo)定(ding)及結果判斷(duan)
試(shi)驗前的(de)準備(bei)
首(shou)先，測(ce)試(shi)件選擇(ze)了(le)壹(yi)個具(ju)有(you)代(dai)表性(xing)的曲(qu)柄件。材(cai)質(zhi)HT250，外(wai)形尺(chi)寸3385*800*230mm，重(zhong)3440kg。設(she)備(bei)采用(yong)南(nan)京(jing)聚航(hang)科技(ji)有(you)限(xian)公司(si)的JH-700A交(jiao)流(liu)振(zhen)動時效設(she)備(bei)，采用(yong)高(gao)速變(bian)頻伺服(fu)電(dian)機(ji)，激振(zhen)力大(da)、壽(shou)命長、時(shi)效效果好(hao)。
在(zai)初步(bu)確(que)定(ding)工(gong)藝方(fang)案(an)時(shi)，將曲(qu)柄用(yong)四(si)個橡(xiang)膠墊(dian)平(ping)穩(wen)地(di)支撐在工(gong)作(zuo)臺(tai)上，激振(zhen)點(dian)選在曲柄的(de)壹(yi)端，加(jia)速(su)度傳感器(qi)放在曲柄的(de)另壹(yi)端。 在(zai)曲柄表(biao)面散(san)上(shang)沙(sha)粒(li)，啟(qi)動振(zhen)動時效裝置。偏心(xin)輪(lun)檔(dang)位選擇(ze)從(cong)1檔(dang)開始，然後逐(zhu)步(bu)遞(di)增(zeng)1檔，直(zhi)至找到(dao)共(gong)振(zhen)頻率，並分別(bie)進行(xing)第壹(yi)次(ci)掃描試(shi)驗。
振(zhen)動時效工(gong)藝參(can)數(shu)的確(que)定
振(zhen)動時效工(gong)藝參(can)數(shu)選擇(ze)主要包(bao)括(kuo)以(yi)下(xia)7個(ge)內容：①支撐點(dian)的選擇，②激振(zhen)點(dian)的選擇，③偏心(xin)輪(lun)檔(dang)位選擇(ze)，④加(jia)速(su)度傳感器(qi)安放位置，⑤主振(zhen)頻率的確定，⑥振(zhen)動時間(jian)的確定(ding)，⑦激振(zhen)力的(de)選擇(ze)。
支撐點(dian)的選擇
當偏心(xin)檔(dang)選擇(ze)7檔(dang)時，曲柄出現(xian)共振(zhen)現象，沙粒產生劇烈的跳動，沙粒(li)聚(ju)攏外為波(bo)谷，反之為波(bo)峰(feng)。因(yin)此，根(gen)據(ju)第壹(yi)次(ci)掃描結果，支撐點(dian)選在距(ju)曲(qu)柄兩(liang)端大(da)約800mm的位(wei)置，以(yi)便減(jian)小(xiao)振(zhen)動能量(liang)而(er)獲得較大(da)的振(zhen)動幅值。
激振(zhen)點(dian)的選擇
激振(zhen)點(dian)選在共振(zhen)的波(bo)峰(feng)處(chu)，即(ji)曲柄的(de)右端(duan)，將(jiang)激振(zhen)器(qi)用(yong)C型夾具(ju)固定(ding)。
偏心(xin)輪(lun)檔(dang)位選擇(ze)
偏心(xin)輪(lun)檔(dang)位選擇(ze)7檔(dang)最(zui)為(wei)合適(shi)。
加(jia)速(su)度傳感器(qi)安放位置
傳感器(qi)擰上磁座，將其(qi)吸(xi)附(fu)在曲軸共振(zhen)時的波(bo)峰(feng)處(chu)。
主振(zhen)頻率的確定
壹(yi)般(ban)情況(kuang)下(xia)，時(shi)效處(chu)理(li)可在(zai)壹(yi)階亞(ya)共(gong)振(zhen)區進行(xing)，亞(ya)共(gong)振(zhen)區是(shi)指共振(zhen)峰前沿(yan)，這樣可以避(bi)免應(ying)變(bian)的硬化、軟化和疲(pi)勞(lao)損(sun)壞，並(bing)且振(zhen)動效果穩(wen)定。當偏心(xin)輪(lun)選(xuan)擇7檔(dang)時，才能找到(dao)曲(qu)柄共(gong)振(zhen)頻率為3920rpm。其他(ta)檔位由(you)於(yu)電(dian)機(ji)過載而(er)停(ting)機(ji)，因(yin)此，主振(zhen)頻率確定為3820rpm最(zui)為(wei)合乎(hu)要求。
振(zhen)動時間(jian)的確定(ding)
據(ju)資料介(jie)紹(shao)，鑄(zhu)件重(zhong)量(liang)在(zai)1-4.5噸(dun)時，振(zhen)動時間(jian)為20-30分鐘(zhong)。在試(shi)驗過(guo)程中，取(qu)振(zhen)動時間(jian)為20、25和30分(fen)鐘，分(fen)別(bie)進行(xing)振(zhen)動時效處(chu)理(li)，其結果見(jian)圖(tu)1。
激振(zhen)力的(de)選擇(ze)
激振(zhen)力的(de)選擇(ze)應(ying)根(gen)據(ju)鑄(zhu)件的不(bu)同(tong)材(cai)質(zhi)、幾(ji)何(he)形狀以(yi)及重(zhong)量(liang)等因(yin)素(su)來確定(ding)所(suo)需要的激振(zhen)力大(da)小。轉(zhuan)速為(wei)3820r/min，檔(dang)位為7檔(dang)時(shi)，激振(zhen)力為(wei)700kgf。
時(shi)效結果判斷(duan)
圖(tu)1 曲(qu)柄特性(xing)曲線(xian)比(bi)較
從(cong)圖(tu)1可(ke)以看(kan)出，當振(zhen)動時間(jian)為20、25分鐘(zhong)時，時(shi)效效果不(bu)明顯，而(er)當時(shi)間(jian)為30分鐘(zhong)時，幅值升高(gao)、頻率左移、頻帶變(bian)窄(zhai)，判斷(duan)為時(shi)效效果最(zui)佳(jia)。通過大(da)量(liang)實(shi)驗也證明，振(zhen)動時間(jian)取(qu)30分鐘(zhong)最(zui)為(wei)合適(shi)，這樣保證了(le)曲(qu)柄的(de)尺(chi)寸精度和(he)使用(yong)性(xing)能。
另外(wai)，我們(men)對多個(ge)不(bu)同(tong)規格的曲柄也(ye)進行(xing)了振(zhen)動時效處(chu)理(li)，結果達(da)到(dao)了(le)預期目(mu)的(de)。通過長期(qi)的(de)生產應用(yong)，我廠(chang)認為(wei)采用(yong)振(zhen)動時效技(ji)術處(chu)理(li)曲柄件是(shi)切實可(ke)行(xing)的。
結論(lun)
⑴應(ying)用(yong)振(zhen)動時效技(ji)術和(he)熱時(shi)效相比(bi)較，耗能低、成本(ben)低、生產周期(qi)短、效率高(gao)、經(jing)濟(ji)效益顯(xian)著(zhu)。
⑵振(zhen)動時效技(ji)術，適(shi)用(yong)於(yu)我廠(chang)生產的各種曲(qu)柄件。
