振動(dòng)時(shí)效去應(yīng)力測(cè)試應(yīng)力
鑄件凝固以后在冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力,殘余應(yīng)力對(duì)鑄件質(zhì)量影響大,尤其在交變載荷作用下的工件,當(dāng)載荷作用方向與殘余應(yīng)力方向一致時(shí),內(nèi)外應(yīng)力總和可能超過材料的強(qiáng)度極限,嚴(yán)重時(shí)使鑄件局部或整體斷裂;有殘余應(yīng)力的鑄件,經(jīng)機(jī)械加工,往往會(huì)發(fā)生變形或降低零件精度。因此,消除或降低鑄件內(nèi)部的殘余應(yīng)力是十分必要的。
傳統(tǒng)的時(shí)效方法是熱時(shí)效,這種方法耗能大、成本高;環(huán)境污染嚴(yán)重;生產(chǎn)周期長(zhǎng)、不易配爐;更重要的是爐溫均勻性差,升、降溫速度不易控制,易產(chǎn)生二次殘余應(yīng)力、微觀裂紋,甚至造成鑄件報(bào)廢。
振動(dòng)時(shí)效能消除鑄件內(nèi)部殘余應(yīng)力的20%~80%,熱時(shí)效能消除鑄件內(nèi)部殘余應(yīng)力的50%~80%,且振動(dòng)時(shí)效所消耗能源僅為熱時(shí)效的5%。
為了能給企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益,本廠采用振動(dòng)時(shí)效這項(xiàng)新技術(shù),首先選擇鑄鐵件Z01.1.18機(jī)座(材料HT 200,單重900kg,大壁厚50mm,小壁厚20mm)。對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效和熱時(shí)效處理,然后用X射線衍射法分別測(cè)量其時(shí)效結(jié)果。
1 時(shí)效工藝方案的確定
1.1 熱時(shí)效工藝方案
熱時(shí)效是將鑄件加熱到塑性狀態(tài)的溫度范圍,在此溫度下保溫一定的時(shí)間,使應(yīng)力消除,再緩慢冷卻。
1.2 振動(dòng)時(shí)效工藝方案
(1) 支撐點(diǎn)的選擇、激振點(diǎn)的確定、傳感器的安放。
(2) 工藝參數(shù)表。
(3) 特性曲線圖。
2 時(shí)效結(jié)果的測(cè)定
2.1 測(cè)試設(shè)備
測(cè)試設(shè)備為X射線應(yīng)力測(cè)量?jī)x。
2.2 應(yīng)力測(cè)試
根據(jù)機(jī)座的結(jié)構(gòu),A點(diǎn)殘余應(yīng)力較大,為易裂部位,因此,對(duì)A點(diǎn)振動(dòng)時(shí)效前、后,熱時(shí)效前、后分別進(jìn)行應(yīng)力測(cè)量。
2.3 測(cè)試結(jié)果分析
從測(cè)試數(shù)據(jù)來看,熱時(shí)效能消除機(jī)座A點(diǎn)殘余應(yīng)力的51%,振動(dòng)時(shí)效能消除殘余應(yīng)力的45%,結(jié)果比較理想,也符合資料上的介紹情況。
3 其它鑄鐵件應(yīng)力測(cè)試結(jié)果
除了對(duì)機(jī)座進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試外,對(duì)工作臺(tái)、并條等鑄件也采用同樣的方法進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果也與預(yù)期的相吻合。
4 經(jīng)濟(jì)效益分析
通過統(tǒng)計(jì),熱時(shí)效與振動(dòng)時(shí)效耗能、成本比較。從數(shù)據(jù)來看,振動(dòng)時(shí)效比熱時(shí)效節(jié)能(21.14-0.67)÷21.14×=96.8%成本降低(119.20-2.00)÷119.20×=98%。由此看來,振動(dòng)時(shí)效新技術(shù)與熱時(shí)效相比經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
5 結(jié)論
通過采用X射線衍射法測(cè)量鑄鐵件器熱時(shí)效與振動(dòng)時(shí)效前后的殘余應(yīng)力,說明熱時(shí)效能消除殘余應(yīng)力的50%~70%,振動(dòng)時(shí)效能消除殘余應(yīng)力的42%~62%,振動(dòng)時(shí)效比熱時(shí)效節(jié)能96.8%,成本降低98%。九工振動(dòng)時(shí)效機(jī)是一項(xiàng)可廣泛應(yīng)用的新技術(shù)。
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