第十章 振动时效专用设备的构造原理

第十章 振动时效专用设备的构造原理 振动时效技术应用需要有专门的振动时效设备，振动时效设备大体上由控制器，激振器，传感器等三部分组成。 一、 控制器：控制器是振动时效装置的心脏，它的主要功能是控制激振器上的电动机按操作者得指令要求运转，并吧测得的有关数据给予显示和打印，控制器的技术指标代表着整体设备的水平。 控制器一般由CPU板、控制板、外围硬件、显示板和打印机等组成。原有的控制器一般是通过大量的电子元件之间的控制实现控制器的最基本功能， 二、 激振器：激振器是振动时效装置的执行部分，对于构件的振动时效处理，就是通过激振器来完成的。激振器主要有调速电机、偏心块和偏心箱组成，电机的转速及升降的速度是由控制器来控制的，电机带动偏心两可调的偏心块运转，产生一定的周期激振力，激振力通过偏心箱作用在被时效的工件上，以实现对工作的振动时效处理。 三、 传感器：传感器是用来测试工件的振动情况的，它将工件的实际振动变成电信号传输给微机处理，帮助微机实现对工件的振动监视。 HK系列振动时效装置是根据十多年的振动时效实际工作经验，并对包括美国马丁公司产品在内的多种振动时效装置的实际长期使用、摸索、研究后，结合建伟成熟的振动时效理论及工艺研究而研制成功的具有全自动专家系统控制体系的振动时效装置，它与现有的振动时效装置相比，最突出的优点是： 1. 控制其中的专家系统会自动地确定振动时效工艺参数，如果是操作者自己选择参数，当参数不合适时，控制器会自动关机，并告知不合适的原因，指示您再调整。 2. 对振动处理的数据及曲线，微机先记忆起来，然后按操作者的需求方式给予打印。 3. 由于采用的是软件控制，所以控制器不仅具有可编程功能，而且电子元件个数大大减少，故障率极低，又由于采用的插板式结构，即使一般人员维修起来也特别方便。 4. 由于激振器各部分是经过严格挑选的，所以其可靠性大大提高。 5. 一台控制器各可控制多种规格的激振器。 时效过程中动态检测工件应力的消除情况，做到适时停机。 第十一章 振动时效设备的选型及维护 我走过不少厂家，每次开会也有不少同志提到，振动时效设备有些工厂里并没有很好的利用起来，归结起来也不外乎这三方面的原因：选型、使用、维护。

§11—1 振动时效设备的选型

由于振动时效设备的使用单位所产生的产品零件大小、重量、形状等的不同，所以所要求的振动时效装置规格也有所不同，虽然每种规格的使用范围比较宽。对振动时效设备的选型应考虑以下几个方面：舍不得参数、设备的技术水平、设备的使用可靠性、生产厂家的售后服务能力、振动时效工艺掌握水平及质保体系。 一、设备的参数 主要指转速的范围、激振力的范围。振动时效是在工件的固有频率下进行振动的，如果工件的固有频率超出设备的转速范围，那么就无法正常地对工件进行振动时效处理。设备的转速范围满足了，还必须应该有足够大的居住力，如果激振力不够，那么残余应力的消除效果肯定不好。最理想的设备是宽的转速范围，大的激振力范围，但是两方面是矛盾的。为了能够达到这个要求，振动时效设备又分为几种规格：A：高转速极限小激振力；B：中转速极限，中激振力；C：中转速极限，大激振力；D：低转速极限特大激振力。目前大多数振动时效设备生产厂家只能生产其中的一种或几种规格，还不具备日系列化生产的能力。 对使用单位来说如果工件的重量较小，选AB规格为宜，如果工件的重量在几吨至十几吨，选BC规格为宜，如果构件重量太大，选CD规格为宜。 二、设备的技术水平 目前的振动时效设备都装有计算机控制，但技术水平相差很大。现在技术水平较高的就是采用程序软件直接控制的，这样的设备，用户使用起来十分方便，一些工艺和经验性的问题计算机会指导您去解决。 三、设备的可靠性 设备的可靠性首先决定于设备的技术水平，像原来通过元件之间相互间模拟控制而制造的控制器，其故障率是相当高的，用户还很难维修，其次设备元件及零件的选择和筛选也至关重要，还有生产厂家的质保体系是否健全。 四、生产厂家的工艺水平 着重强调的是，振动时效设备的生产技术好掌握，振动时效的工艺却不是短时间所能完全掌握的，因为每个使用单位的攻坚与其他单位的都不同，对不同工件的振动时效参数又不同，所以为了让用户能够使设备更快、更好、更广泛地应用到生产上去，那么振动时效设备生产厂家必须有一支过硬的郑乃东时效工艺指导队伍，而这恰恰是目前振动时效设备生产厂家所缺少的。而我公司实施交钥匙销售方式就是针对这一方面。就是说交给用户的不仅是高品质的振动时效设备，而且更有先进的工艺技术，并帮助用户确定时效参数，制定工艺卡片。 五、销售服务 除了第四条所说的工艺方面的服务外，还有维修和技术咨询等方面的服务，我们知道时效是生产过程中的一道工序，如果这一工序中由于设备诶问题不能进行，必然影响到下几道工序，影响到产品生产周期。所以除选择高品质的振动时效设备外，还必须考虑到生产厂家的维修能力和及时性。 六、依据产品性能的选型理念 1.液晶显示与数码显示 振动时效的四大工艺参数—振动频率、振动能量（力）、振动时间及激振器和传感器的装夹位置合适与否直接影响着对工件的时效效果。时效工件时，如果一开始这些参数选择不对，自动化程度较高的振动时效设备将在第一次扫描检测到参数不合格后将不再继续振动下去，而是等待操作者重新调节时效参数，而调节这些参数对数码管显示的振动时效装置来说，全部依靠操作者根据自己的经验来确定，所以操作者的工艺水平对时效效果影响很大。二VSR型因采用真彩液晶屏显示，它不仅能判断这些参数的合适与否（软件为强大的3.0版本），而且若某个（些）参数不合适时，直接在屏幕上给出中文的工艺修正方案，可保证操作者准确地调整好时效参数。 2.加速度显示单位 JB/T5925.2—1991的旧标准中要求加速度值用g作单位，显示精度偏低，而最新的振动时效标准要求是以m/s2为单位，显示精度比g提高了10倍，能更准确地实现动态跟踪和时效效果判断，所以应选择以m/s2做加速度单位的振动时效装置。 3.动态跟踪技术 由于工件在振动处理过程中振动参数（如：工件的共振频率、振动加速度、电机电流等）是不断变化的，要求到最理想的时效效果设备应根据工件这些参数在时效过程中的变化来 不断地自动调整参数，而且目前国内的时效装置除VSR和HK2001外都没有自动跟踪和自动调整时效参数的功能，若操作人员忽略调整会影响有些工件的时效效果。例如：工件的共振频率为4500r/min,按JB/T5926-91振动时效参数选择标准应在工件的亚共振区选择激振频率——假如选择4465r/min，在这频率振动处理时，工件的共振频率会慢慢变小，也可能见效到4465r/min以下，若振动时效设备无自动跟踪功能，会仍然在4465r/min上振动，这时的振动已经在过亚共振区进行了，完全不符合标准的要求，同事，也不会达到理想的时效效果。 4、手动与全自动操作 由于工件的重量、几何形状、制造工艺、所应材料、冷却速度等不同，所以工件的振动时效工艺参数也不相同。正确地选择号振动时效工艺参数是非常复杂的事情。如果以手动方式（或超级手动）操作设备，除非操作者是一位很有经验的振动时效专家，否则，他很难保证每个工件时效效果都达到最佳，甚至可能无法完成时效过程（工件振不起来）。 当然，国内所谓的全自动型，其自动化程度也差别很大。因为控制程序都是设备生产商自己编制，所以，自动化程度的好坏与设备制造商自身对振动时效工艺水平的研究和实践经验有直接关系。有些厂家的设备就是在九十年代初专家系统型的基础上改头换面而成的，这也可从其设备上繁琐的按钮数量上看出来的。再比如，全自动必须具有自动判别和自动跟踪功能，否则，很难保证效果。 1、 最高转速和最大激振力是设备的两大主要参数 它决定着其所适用工件的范围，选择的原则是处理小件选择转速高。激振力小的设备，工件大或小件大批处理时选择转速低、激振力大的设备。有些供应商肆意扩大振动时效设备可处理工件的最大重量，如：即使设备1.5KW以下电机功率也号称能处理一百多吨的工件。如果这样，要么对大件根本振不起来，要么烧电机。如果两个供应商配备的电机功率一样，而所说的设备能处理工件的重量差别很大，那肯定是说处理重量小的说的实话。 2、 设备原则 从性能上选择的顺序是：带液晶显示的全自动——数码显示的全自动型——专家系统型或智能型——手动型；从价格上是相反的顺序。 3、 主回路 振动时效设备主回路分两种，一种采用可控硅老式回路，另一种是先进的脉宽调制技术，前者的抗性能差。 §11—2设备的维护与保养

振动时效设备像其他设备一样，也需要维护与养护。激振器的维护，激振器中的轴承是常出现故障的地方。目前设备采用的轴承使用时间一般都低于500小时，且需润滑，而我公司生产的HK型设备的轴承使用时间已达2000小时以上，且不需润滑。每次使用前还要检查各部份连接螺栓是否松动。 连接导线，最易出现问题的地方是与电机插座相连的接头附近，由于这部分随电机一起振动，所以经常出现接头内焊线断开的现象，这种情况用万用表按电缆线号测量，如果不通就说明断线。 控制器由于采用的软件程序控制，所以离散元件很少，故障率极低，如果这部分万一出现问题，用户把备用板子插上去就可以了，有问题的板子我公司去人或寄回公司维修即可，而有些类型的设备由于控制箱内元件多，板子多，没有专业水平的人很难修理，这样给用户也造成了不便。 每台振动时效设备都配有使用说明书，并对设备的操作方法。可能出现的故障现象及解决方案都做了详细的说明。