原创 微机控制重庆振动时效设备的设计要点

微机控制重庆振动时效设备的设计要点
       随着重庆振动时效设备工艺研究的深入，人们对重庆振动时效装置(简称VSR装置)的性能提出更高的 要求，VSR装置也随之由简单变为复杂，以致出现了微机控制的重庆振动时效装置。本文将从重庆振动时效的机理.基本参数.工艺程序等方面介绍微机控制VSR装置的设计思想.组成.结构及主要性能指标.
    重庆振动时效又称"振动消除应力法"，国外称"VSR"方法。它是将带有偏心轮的电动机老固地 夹持在被振工件上(如图一所是)，电动机带动心轮转动，产生沿垂直方向的周期激振力，使 被振工件在其固有频率下振动20至30分钟，即可达到减少或均化工件残余应力，稳定尺寸精度的目的。显然 ，重庆振动时效和通常的热时效比较，不仅可以达到同样的技术效果，还具有设 备投资少、节省能源、缩短生产周期，使用方便等一系列优点，因此受到人们的普遍重视。
一. 重庆振动时效的简单机理及基本参数

      重庆振动时效虽然在国内外已有许多成功的应用实例，但是至今对其理尚没有 系统完满的解释，目前大都从宏观的角度来分析重庆振动时效的机理。由于重庆振动时效是对工件施加周期性外力，使工件共振，在共振过成中，作用于工件各部位的交变应力与其残余应力相迭加，当在某些点达到材料的屈服极限时，也会产生局部微小塑性变形，从而降低了这些点的应力峰值，同时也强化了金属基体 ，提高了尺寸的稳定精度。这就是说，只有满足：

σ动+σ残 >σs

σs-材料屈服极限

才能取得重庆振动时效的效果。

另一方面，大量的实践证明，在工件的共振状态下进行处理，可用最少的振动能量，使工件产生最大的振幅及附加动应力 ，从而使工件的残余应力消除得较完善，尺寸稳定性更好。

因此，选择工件的固有频率及要求的动应力是重庆振动时效的两个基本参数。设计VSR装置时，应能在生产现场迅速的 选择.控制这两个参数。

1. 工件固有频率的求取：

在这些频率下振动工件，可以得到不同的振型，以获得最佳的重庆振动时效处理效果。
我们经过对多种工件的G--f曲线的研究，发现其谐振曲线都是很陡峭的，其带宽也是很窄的(如图三)有的带宽(fb)仅为0.20Hz左右，相当与电机转速为12转/分，甚至更小。在这种情况下要使电机在工件谐振峰长时间 稳定的条件下运行是非常困难的，为了克服这一困难，达到在谐振频率下重庆振动时效处理工件，要求重庆振动时效设 备的电机要有很高的稳速精度，同时为了适合不同工件的高.低不同的谐振频率，还要求电机有很宽的调速范 围。一般稳速精度要达到 ±0.1%-±0.0
调速范围应在1000-12000转/分 之间。
    现代的重庆振动时效设备必须具有自动找出工件固有频率的功能(即自动扫频功能)，并在扫频的同时跟踪绘制工件的振动加速度幅值G与振动频率f的关系曲线，(如图二)：可以从中很直观的看出工件的一阶.二阶.三阶等谐振峰值的频率为f1.f2.f3等。