柴油機油底殼焊接成型后,會產生大量的殘余應力,殘余應力分布不均勻,很容易造成機油底殼在使用中發生變形、裂紋現象。
為了降低和均化殘余應力,傳統做法就是通過熱時效處理柴油機油底殼的焊接應力。但經過大量的實踐后,發現綜合效果并不理想,而且消耗大量能源,花費的工時也較多,影響了生產效率。
為了完善柴油機油底殼的加工工藝,廠家借鑒國內外使用振動時效方法消除金屬構件內殘余應力的成功經驗,進行了柴油機油底殼組焊后以振動時效工藝代替熱時效工藝的試驗。
選擇兩款相同型號的柴油機油底殼進行振動時效工藝,一件做工藝參數的選擇,一件用于選擇不同參數反復試振,并在振前振后進行了殘余應力測試,得出消除率來檢驗參數的合理性,后確定工藝參數。
根據油底殼薄、工件尺寸較大的結構特點,經分析,它的共振頻率較高,根據結構動力學的原理,選擇組合共振法中的振動臺處理法,對其進行振動時效處理。采用有彈簧水平支撐的振動臺,而激振動力和頻率主要來自裝夾在平面上的激振器。工作時,將油底殼用剛性點支撐裝夾在臺面上,其支撐位置應盡量選在油底殼共振時的節線處,以保證工件共振時不消耗能量和產生噪音。根據國內外振動時效工藝的實踐經驗,當工件的長寬比大于3、長厚比大于5時,則認為工件是梁型,可在距兩端2/9處用兩個支撐,由此確定在振動臺2/9處安裝兩個剛性支撐。工作時,將油底殼中心裝卡在臺面中心線上,將激振器裝夾在臺面右側,拾振器安放在工件左前端。振動臺上可安裝兩個油底殼進行振動時效處理,提高生產效率。
振動設備為JH-700A智能頻譜交流振動時效設備,將油底殼安放在振動臺上,夾緊工件,再將激振器剛性地固定在離節線稍遠的位置與振動時效設備連接好,調整激振器的檔級,開始放在小為宜。根據初步估算找出動應力較大的點在工件左前段200mm,打磨并安裝上拾振器。上述準備工作完成后,開始選擇振動時效工藝參數。
利用該設備手動調頻,同時觀察記錄器劃出的曲線。當油底殼出現共振現象時,振幅頻率將出現一個波峰,動應力的曲線也將出現一個大值,一直掃頻到設備的額定頻率。
觀察在設備允許的范圍內油底殼出現的共振次數及其共振頻率和在共振情況下動應力的大值。
觀察在每個共振頻率下油底殼的共振形式,以調整支撐位置到節線上。在停機后可再適當調整激振器的位置,以使油底殼產生大的振幅,并根據動應力測試的結果多次反復調整激振器的偏心檔級。
根據上述試振情況,確定出試驗性振動處理工藝參數,包括激振頻率、激振檔級等主要參數作為試振時的處理參數。
后試振,用上述方法選擇的參數對被試油底殼做全程的振動時效處理,觀察振動加速度的變化規律,時間-振幅曲線應是上升型、上升-下降型、下降型三種中的一種;振幅-頻率曲線上的共振峰影視升高并左移。如果均符合要求,則該組曲線即可作為油底殼初定工藝參數。
關鍵詞:振動臺
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