引言
振动时效技术的原理是在加工区内建立一个振动源,该源向受影响的元素提供与受影响元素中初始应力重叠的动态应力,最终略微扭曲加工区,从而有效地将应力分散到受影响的区域。
1振动时效技术的相关概念
1.1振动时效技术
振动时效技术是指在振动时效设备的支持下,在金属零件内产生约0.5小时的共振振动,从而消除零件内的滑动应力,防止金属零件在冲击下变形或裂纹现在,此技术已广泛应用于模具和焊接件的加工提前期。其原理是,技术人员通过共振方式对零件施加约束,从而使应用的约束和剩馀约束在零件内重叠,并通过材料内的摩擦吸收能量。当吸收的能量达到一定值时,工件会产生一系列微观或宏观机械变化,从而减少工件内的滑动应力,并大大提高工件的稳定性和尺寸精度。因此,可以得出结论,振动时间主要是对金属零件施加的共振变形应力。一般来说,用于机械金属工程的大多数建筑在应力集中都有微观缺陷。但是,在反应状态下,金属零件内的变形应力与破坏应力重叠,达到临界值后会产生塑性变形,从而提高金属零件的强度。这种应力重叠现象发生在金属零件内,直到完全消除零件内的滑动应力,从而大大提高了金属零件的质量。
1.2振动时效的优势
振动时效技术与传统的处理方法相比具有明显的优势。因此,它受到了冶金和机械行业的广泛尊重一般而言,振动技术的好处包括:第一,企业无需在振动限制技术的支持下使用过于昂贵的机械设备,这不仅大大降低了设备成本,而且避免了意外的应力效应其次,振动时效过程比传统的消除应力技术短。此外,振动时效技术可与冶金机械加工工艺相结合,减少古镇的零件装卸,提高消除应力效果和消除应力率。第三,与传统技术相比,振动时效技术便于携带和使用。同时,通过共振处方技术进一步降低了能耗。研究表明热处方等技术的能耗是振动处方技术的20倍以上。最后,共振技术很容易用于工业生产方法,并允许有效的二次时效。
1.3系统总体设计
本控制及管理系统采用控制端/云平台/远程设备结构。控制端是由LabVIEW上位机软件来实现振动信号的控制,通过物联网接入云平台与远程设备实现信息的传输。远程设备由物联网网关、FPGA+ARM数据采集、电机控制电路和激振器组成。其中,物联网网关是由STM32核心板和EC20通信模块组成,作为信息传输的媒介。FPGA+ARM数据采集是以FPGA实现多路信号采集,以ARM实现对信号的处理、传输和分析。电机控制电路的设计是基于IGBT的控制电路,使激振器能稳定可靠的工作。
1.4电机控制电路设计
控制电路主要包括驱动电路、检测电路、加速度采集电路3个部分。驱动电路包括整流电路、滤波电路和IGBT驱动电路,整流电路和滤波电路是输出稳定的驱动电压,使IGBT的电压稳定在一定范围内。IGBT驱动电路用来控制IGBT的电压可控,以满足不同的电机转速。驱动电路一部分由MUC产生0~5V电压,控制整流电路的输出,再经过滤波电路加到IGBT模块。IGBT模块选择的型号是1SD536F2,具有大功率IGBT驱动能力、短路保护能力、有源钳位功能等特点。另一部分MCU控制输出PWM信号经过隔离电路给IGBT驱动电路,IGBT模块按照PWM信号给定的频率不断地通断,这样就将滤波后的驱动电压加到激振器上。为保证激振器工作稳定,在进行振动时效时需要采集激振器的电压、电流、转速等信号,通过反馈来判定当前激振器的工作条件。在进行振动时效时需要采集振动过程中的加速度值来进行时效判定,由于采集到的加速度信号很微弱,所以加速度信号需进行信号放大再传给MCU控制器。
2振动时效技术在冶金机械中的应用方式
2.1设备放置
设备在放置过程中主要包括被处理设备与振动时效技术应用设备。其中,前者也被称之为构件。而应用振动时效技术的设备主要包括激振器与有关控制设备,对于不同的设备而言,必须要遵循以下原则进行设备放置:首先,为了能够保证冶金机械设备构件可以得到有效处理,必须要保证放置环境地势平坦,同时为了能够确保振动能量能够被构件全部吸取,必须要使构件尽可能地远离地面,放置在弹性支座上。其次,激振器通常都属于偏心电机,常放置于被处理区域范围之内,保证冶金机械构件能够获得足够的动应力。最后,为了彻底避免激振器对冶金机械设备所带来的负面影响。通常都要保证尽可能地远离激振器,以此来全面检测振动频率,进而对激振器的运行参数进行合理控制。例如:在锌冶炼渣处理设备应力消除期间,设备整体都会设置焊接板,并且这些焊接板结构都按直角状态进行配置,针对三块板连接区域,需要结合从业经验来确定冶金设备中那些应力最大,进而在应力消除过程中,通过合理接线之后,使控制系统对参数进行合理控制和确定,在挑选激振器时,需要充分了解冶金机械设备构件,保证激振器能够为构件施加足够的动应力。
2.2工艺管理
只有在振动时效技术应用过程中建立规范化的工艺管理制度,才能够确保冶金机械构件的处理效果,这也对技术供应单位提出了严格要求,必须要将全部工作落实到位,其中构件处理过程中形成清晰的振动曲线是最为基础的工作,在此过程中,要让制造厂商完成验收,当检验结果与标准值不符合时,就必须要对构件进行二次处理。另外,还要在工艺管理期间明确激振器的具体参数,优化设备日常管理和维护工作,在此期间严格遵循相关要求。保证设备能够稳定运行,在构件处理期间发挥出重要价值。
2.3参数确定
在自动振动延时技术的应用中,可扫清相关区域固有频率,或通过应用检测设备推导出相关区域固有频率。通过对振动曲线的研究分析,发现当励磁机转速为2609r/min时,振动曲线上有共振峰值,具体值为85m/s2,因此可以确定励磁机参数一定程度上低于该转速通过对该技术应用标准的研究分析,激励器的最终转速为2590 r/min。以这种速度,整个系统处于次共振状态。在确定以下参数时,只需确定处理时间。通常,可以在应用该技术后半小时内有效地消除和分散约束。这篇文章的最终时间是35分钟。
结束语
总之,在应用各种设备和施工前,必须建立和安装振动时效技术,为后续处理过程奠定基础。在具体处理过程中,需要确定部件固有频率,应用控制设备确定励磁机参数,使整个系统处于欠共振状态。最后,需要实施流程管理工作,以确保设备的运行稳定性。