技術(shù)文章/ Article

中華人民共和國機械行業(yè)標準

振動時效效果評定方法

JB／T5926-2005

1  范圍

    本標準規(guī)定了振動時效工藝參數(shù)的選擇及技術(shù)要求和振動時效效果評定方法。

    本標準適用于碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵。有色金屆(銅、鋁、鈦及具合金)等材質(zhì)的鑄件、鍛件、焊接件、模具、機械加工件的振動時效裝置。

2  規(guī)范性引用文件

    下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本適用于本標準。

  JB／T5925.2  機械式振動時效裝置  技術(shù)條件

3  術(shù)語和定義

    JB／T5925.2中確立的以及下列術(shù)語和定義適用于本標準。

3．1  激振點excitative position

      振動時效時，激振器在工件上的夾持點。

3．2  振型excited mode

工件共振時，當某一點位移達到大值的瞬間：工件各點的位移形成的線或面。

3．3  節(jié)點mode   node

 時效時工件受周期性交變載荷的作用產(chǎn)生諧振，振幅小處，稱為節(jié)點。節(jié)點連成的線即節(jié)線。

3．4  主振頻率main excitative frequency

在激振裝置的頻率范圍內(nèi)，引起工件諧振響應(yīng)的頻率中，能有效降低殘余應(yīng)力的頻率叫主振頻率；其余叫附振頻率。

4     工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求

4.1  振前分析

4.1.1  根據(jù)工件結(jié)構(gòu)、尺寸材質(zhì)、時效要求、殘余應(yīng)力場分布，分析判斷所需有效振型，必要時分析以后工作狀態(tài)、工況下工作應(yīng)力大小及分布及其失效形式。

4.1.2  工件不應(yīng)有超過標準規(guī)定的縮孔、火渣、裂紋及虛焊等缺陷，

4.2振前準備

4.2.1  在預(yù)測的有效振型的節(jié)線附近彈性支撐工件，支點應(yīng)盡量少，  工件的支撐應(yīng)平穩(wěn)

4．2-2特殊工件的支撐以振動阻力小日平穩(wěn)為準。

4．2．3激振器應(yīng)固定裝在工件剛性較大且振幅較大處

4-2-4拾振器應(yīng)固定裝在遠離激振器且在振幅較大處

4，3試振工件

4.3.l  選擇激振器偏心距，由小到大使工件在大工作轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生共振，

4.3.2  全程掃頻、尋找共振峰，確定主、附振頻率及掃頻范圍，按主振頻率的振型調(diào)整支撐點激振點、拾振點及力方向。

4.3.3  以主振頻率激振工件，調(diào)節(jié)偏心距。調(diào)節(jié)的原則是裝置不過載且工件關(guān)鍵部位動應(yīng)力的峰值介于該部位工作應(yīng)力的1/3~2/3處。

4.4  工件的時效處理

4.41  對工件進行主振(必要時進行附振)，振前掃頻打印振前掃頻曲線。

4.4.2  在亞共振區(qū)選擇頻率主振工件，該頻率下工件關(guān)鍵部位動應(yīng)力的峰值應(yīng)介于該部位工作應(yīng)力的1／3~2／3處。

4.4.3  主振工件并打印振中時效曲線。

4.4.4  需要多階共振時應(yīng)打印每次諧振的時效曲線。

4.4.5  對工件進行振后掃頻并打印振后掃頻曲線。

4.4.6  有些工件可作多點激振處理，是否調(diào)整支撐點，拾振點由用戶根據(jù)工藝要求決定。4.4.7  時效時間確定：

    當 a-t曲線出現(xiàn)5.1.2中a)或b)的情況后讓電動機再持續(xù)旋轉(zhuǎn)3min后結(jié)束時效,一般累計振動時間不應(yīng)超過40min。

4.5  振動臺時效

4.5.1  對于無法直接激振及有特殊要求的工件，應(yīng)選擇振動臺時效。

4.5.2  按4.1.1對工件做振前分析，根據(jù)工藝要求裝卡，可選用工件在振動臺上懸臂、單個工件與振動臺固定，多個工件之間以串、并聯(lián)方式全部固定成一個整體等聯(lián)結(jié)方式。

4.5.3  裝卡系統(tǒng)應(yīng)方便、快速、牢固，裝卡應(yīng)避開節(jié)線。

4.5.4  按振動臺與工件組成的整體振型支撐、裝卡、試振。

4.5.5  進行振前掃頻、時效、振后掃頻并打印相關(guān)曲線數(shù)據(jù)。

4.6  懸臂時效

4.6.1  對某些彈性支撐方式頻率較高工件，可選擇懸臂方式降頻。

4.6.2  按4.1. 1對工件做振前方析。

4.6.3  將工件需重點時效的一端固定在高剛性的臺子邊緣，激振器、拾振器定在另一端。

4.6.4  按4.3試振工件。

5  效果評定方法

5.1  參數(shù)曲線觀測法

5.1.1  可根據(jù)振動時效中打印的時效曲線(a-t曲線)或振后掃頻出線(a-n曲線)相對振前掃頻曲線的變化來監(jiān)測。

5.1.2  出現(xiàn)下列情況之—時，即可判斷工件已達到時效效果。

    a) a-t曲線上升后變平；

    b) a-t曲線上升后下降然后變平；

c) a-n曲線振后加速度峰值比振前升高；

d)a-n曲線振后的共振頻率比振前變小；

e)a-n曲線振后的比振前的帶寬變窄；

f)a-n曲線共振峰有裂變現(xiàn)象發(fā)生。

5.2  工件尺寸穩(wěn)定性檢測法

    可將振后工件與不同時效或熱時效工件進行下列項目的比較：精加工后精度、長期放置精度、加動載荷后精度、切割釋放變形，結(jié)果應(yīng)達到工藝要求。

5.3  殘余應(yīng)力檢測法

工件進行下列項目的比較：精加工后精度、長期放置精結(jié)果應(yīng)達到工藝要求。

5.3.1  可使用x射線衍射法、盲孔法和磁測法。

5.3.2  檢測點應(yīng)選在工件的重點部位或有效振型的重點部位。

5.3.3  被振工件振前、振后的殘余應(yīng)力檢測點數(shù)均應(yīng)大于五個點。

5.3.4  用振前殘余應(yīng)力平均值(應(yīng)力水平)、振后殘余應(yīng)力平均值來計算應(yīng)力消除率，焊接件的應(yīng)力消除率應(yīng)大于30％，鑄、鍛件、模具、機加工件的應(yīng)力消除率應(yīng)大于20％。

5.3.5  用振前各點殘余應(yīng)力對其平均值的差值的大值去比較振后的該大值來衡量應(yīng)力均化程度，振后的應(yīng)小于振前的。