技術文章/ 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的選擇及技術要求和振動時效效果評定方法。

    本標準適用于碳素結構鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵。有色金屆(銅、鋁、鈦及具合金)等材質的鑄件、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(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協(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  技術條件

3  術語和定義

    JB／T5925.2中確立的以及下列術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，引起工件諧振響應的頻率中，能有效降低殘余應力的頻率叫主振頻率；其余叫附振頻率。

4     工藝參數選擇及技術要求

4.1  振前分析

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

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

4.2振前準備

4.2.1  在預測的有效振型的節(jié)線附近彈性支撐工件，支點應盡量少，  工件的支撐應平穩(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激振器應固定裝在工件剛性較大且振幅較大處

4-2-4拾振器應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速區(qū)間內產生共振，

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，調節(jié)偏心距。調節(jié)的原則是裝置不過載且工件關鍵部位動應力的峰值介于該部位工作應力的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，該頻率下工件關鍵部位動應力的峰值應介于該部位工作應力的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，是否調整支撐點，拾振點由用戶根據工藝要求決定。4.4.7  時效時間確定：

    當 a-t曲線出現5.1.2中a)或b)的情況后讓電動機再持續(xù)旋轉3min后結束時效,一般累計振動時間不應超過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，應選擇振動臺時效。

4.5.2  按4.1.1對工件做振前分析，根據工藝要求裝卡，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)結方式。

4.5.3  裝卡系統(tǒng)應方便、快速、牢固，裝卡應避開節(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曲線數據。

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  參數曲線觀測法

5.1.1  可根據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，結果應達到工藝要求。

5.3  殘余應力檢測法

工件進行下列項目的比較：精加工后精度、長期放置精結果應達到工藝要求。

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、振后的殘余應力檢測點數均應大于五個點。

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

5.3.5  用振前各點殘余應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力均化程度，振后的應小于振前的。