振动时效装置消除辊筒残余应力试验研究

辊筒是机械中常用的动力源，其在生产过程中会产生残余应力。而残余应力会造成很严重的影响，使工件强度降低，经加工或焊后*部件有尺寸大的变形、开裂等弊端；另一方面在工件的使用过程中其疲劳强度、应力腐蚀等力学性能降低，所以残余应力的消除就变得尤为重要。本次试验就是研究振动时效装置消除辊筒残余应力的效果。

辊筒残余应力产生原因

辊筒生产中残余应力产生的原因之一就是筒皮在加工时进行弯曲、拉拔时不均一的变形状态，产生不均匀塑性变形，由于各部分组织晶粒的位向差，显示出不同的屈服行为。

辊筒生产中残余应力产生的原因之二就是热作用，在辊筒筒皮及轮毂的热焊接过程中产生热应力，由于物体几何形状不对称，各部分热导系数、物体内各部分弹性模量、热膨胀系数不同，此时易于产生塑性变形，同时，在具有组织结构浓度差时，因为相变和沉淀析出引起体积变化的程度有所不同也要产生应力。

辊筒生产中残余应力产生的原因之三就是化学变化，这时的残余应力是由于表面向内部传递的化学变化而产生的，可以忽略不计。

振动时效装置的使用及参数设置

设备选用JH-700A4智能频谱交流振动时效装置，该装置有控制、激振器（调速范围1000-8000r/min）、传感器等几部分组成。

1. 固有频率的选取

启动自动扫描功能，设备在扫描的同时跟踪绘制工件的振动加速度与振动频率的关系曲线，从中可得到一阶、二阶、三阶、多阶谐频率等，在这些频率下振动工件，可以得到不同的振型以获取*佳振动效果。

2. 激振点和支撑点的选择

在工件共振时，振动值*大处为波峰，*小处为波节。激振器夹持在工件波峰处，支撑点选择波节处，传感器放在另一个波峰处。

3. 激振动应力的确定

在消除残余应力上，在一定范围内动应力越大工件上产生的应力释放量也越大，消除应力的效果越好，但应力过大将有可能造成工件损伤或降低疲劳寿命。

大量实验表明，激振动应力选择为铸铁件1-2.5kg/mm²，焊接件3.5-7kg/mm²。

根据残余应力和共振时的转速，查表确定激振器偏心档位，并调整激振器偏心块指示的档位至这一档位，从而完成激振力的设定。

4.振动时间的确定

在实际工程中，可根据金属工件的重量等来确定激振时间，一般为25-35min。

多阶激振和二次扫频振动工艺程序

A. 进行振前扫频，将激振器转速缓慢上升找出辊筒工件的固有频率并跟踪绘出扫频曲线。

B. 将电机转速快速上升到辊筒工件固有的亚共振频率上，按所选阶数及规定的时间激振工件，同时跟踪绘制曲线。

C. *后进行振后扫频，再次跟踪绘制振后曲线。

振动效果评定

可以根据曲线图来直观评判振动时效效果，以振幅/时间曲线为据，振后较振前振幅*大，且振幅随时间升高后趋于平稳，则是有效果的，曲线升高时残余应力下降、结构阻尼减小的反映，而曲线变平稳是动应力和残余应力叠加已经不能引起辊筒任何部位塑性变形的反映。也可以根据振幅/频率曲线来判断，此时依据是振动峰值*大、共振点变小或振动带宽变窄。

以上就是振动时效装置消除辊筒残余应力的试验研究，如果你还想了解更多信息，可直接与聚航科技联系，我们欢迎您的选购! 025-84312185