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产品关键词: 振动时效 振动时效设备 豪克能机床 消除残余应力
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振动时效处理柴油机机体粗加工后的残余应力
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通过检测柴油机机体内应力,发现柴油机机体在粗加工后有较大的内应力是机体在后序加工和使用中变形的主要原因,因此需进行二次时效处理去除残余应力。

但在粗加工后再进行热时效,必将引起机体变形超差,并破坏加工面光洁度。
经过测试数据分析证明,机体粗加工后增加振动时效处理作为二次时效工艺是可行的。
现将振动时效处理的试验情况报告如下:

1.振动时效设备
本次试验选用了由上海乐展电器有限公司研制的“智能型振动消除应力系统”来处理机体,它是目前国内先进的新产品,自动化程度高,工艺确定后整个处理及工艺就自动一次完成。

2.机体振动时效试验
先用一台粗加工后废弃机体(16D0033号机体)进行先期试验积累数据,再用两台粗加工后的机体为试件;第一台用于振动时效技术参数选择(支撑点、激振点、激振器偏心档级、拾振点、激振频率、扫频最高频率),经振动后进行应力检测,观察振动时效消除应力的效果。第二台用于优化振动时效参数,观察第一台振动时效参数的稳定性,最终确定振动时效工艺规程。

3.第一台柴油机机体(机体主轴承号:2001—063)振动时效处理
(1)手动操作程序:
①将机体立放于平地上,并做三点支撑:一侧面中间支撑一点,另一侧面两点支撑,均用厚橡胶垫为支撑物。
②将激振器(A型)装卡在右顶板七、八缸孔之间,调整偏心为二档。
③将拾振器吸在靠近一号缸孔的端部右顶板角处。
④连接电机-控制箱,拾振器-控制箱间连线。
⑤连接电源线。
⑥手调节电机转速至4200r/min振动处理30min。
⑦振动处理同时记录加速度指数随时间变化的量值。
(2)自动操作
①现场布置同“手动操作程序”的①②③④⑤
②将扫频最高值定在4500r/min。
③按自动处理钮后全过程自动完成。
处理曲线见图一、图二。
(3)工艺效果检测
①由图一、图二见振动处理过程中,幅频特性曲线左移峰值上升,时间—振幅曲线由上升逐渐变平,完全符合国家标准JB/T5926-98要求。
②测试表明,振后残余应力普遍降低和均化,但应力总水平下降率只有21.6%低于国家标准(JB/T5926-98)中的有关规定。
③结论:工艺基本符合,但需加大激振力。

4.第二台机体(机体主轴承号:96-098)振动时效处理
(1)第二台机体的振动时效处理与第一台不同之处在于两点:
①将A型激振器改为B型,以增大激振力。
②将激振点选在两处进行试验,即第一次在1~2缸孔之间,第二次在7~8缸孔之间,即为二次振动。其他参数不变。
(2)工艺效果检测
①幅频特性曲线及时间—振幅曲线变化正常。
②由表七可见,振后残余应力普遍下降,且总应力水平下降40%以上,已完全符合国家标准(JB/T5926-98)要求。
③结论:第二台机体所用振动时效工艺参数选择合理,可用于生产。
表7 粗加工机体振动时效残余应力检测数据 单位MPa
(机体主轴承座铸造编号:96-098)
点 号 σ1 σ2 σ1 σ2
振前 振后 消除率% 振前 振后 消除率%
2 260.76 175.97 -32.52 190.28 122.57 -35.59
5 245.55 149.29 -39.20 195.16 67.83 -65.24
9 165.37 135.42 -18.11 129.30 107.55 -16.82
10 314.72 93.70 -70.23 286.25 43.29 -84.88
18 313.71 196.38 -37.40 216.17 128.01 -40.78
19 313.66 176.67 -43.67 183.91 150.31 -18.27
20 251.31 165.90 -33.99 186.81 149.44 -20.00
21 269.26 112.14 -58.35 215.39 72.67 -66.26
平均应力 266.79 150.69 -41.68 200.41 105.21 -43.48

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