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振动时效机 |
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频谱谐波技术在振动时效领域的应用
在21世纪初一种新的振动时效技术在中国出现了，她摒弃了原有振动时效技术攻关方向，辟蹊径，从另外一个全新的角度，去诠释振动时效的价值。突破了原有的技术瓶颈，迎来了振动时效应用的一个全新时代。因为其找频方式与处理频率，被称为频谱谐波技术。频谱谐波技术不再沿用原有的扫频方式，而是通过对工件进行频谱分析找出工件的几十种谐波频率，在这几十种谐波频率中优选出对消除工件残余应力效果佳的五种不同振型的谐波频率进行时效处理，达到多维消除应力提高尺寸精度稳定性的目的。频谱谐波方式无论工件大小、频率刚度高低、材料特性如何，都能找到五个不同振型的谐波峰。 不受激振器转速范围限制，对激振点和拾取点无特殊要求，可应对副共振无法处理的刚性高、固有频率高的工件，可应对尺寸精度要求高的工件，振动噪声低，机械行业覆盖面接近。 的转速都在6000RPM以下，也解决了副谐振设备噪声大的问题。
亚共振技术存在的问题
(1)对支撑点、激振点、拾取点及方向要求严格，需要不断扫频、调位。 因此，由受过训练的人员操作设备，普通工人即使经过训练也难以掌握该技术，在工件单体生产时的调整相当繁琐，难以使振动拾取点、支撑点达到佳状态，需要对一种工件制定一种工艺的共鸣峰。
(2)为了在频率扫描中寻找共振峰值，电机的转速存在极限，如果工件的共振频率超过激振器的频率范围，则在扫描中无法找到工件的共振频率，无法对工件进行有效的振动处理。 根据国家相关数据，亚共振技术能处理的工件在机械制造业的展望中只有23%。
(3)有效模态少，振动时效应力消除不稳定，应力消除不是佳结果；
(4)噪音过大也是难以普及的主要原因。
振动时效技术在、节能、环保等方面具有非常明显的优势，但传统的振动时效技术也就是亚谐振技术也确实存在几十年未能解决的技术难题，无法融入正式的流程生产流程，得不到广泛的企业认可，规模 亚共振时效方式:由低转速扫描至电机额定转速，寻找共振峰，在亚共振区确定主、激振频率及扫频范围。 在亚共振频率下进行数十分钟的振动处理。
振动时效技术仍存在以下问题值得深入研究探索：
(1) 应力调控的微观作用机理。需要研究如何利用振动或蠕动的频率、功率和时间去打破、消弱或增强晶格间约束力的机理，以及研究高能声波在 材料内部以强烈振幅传播所造成的局部升温对材料晶体原子克服位错阻力做功的关系。终通过有效地控制晶格间的约束力和松弛状态来实现有效 调节和控制残余应力。
(2) 振动时效效果检测技术。参数曲线观测法及精度稳定性检测法均属于定性检测技术，难以获得定量数据。残余应力测量法虽然属于定量检测技术，但各种检测方法均包含一定的缺点，检测精度不高，误差较大，特别是对于低幅值的残余应力检测能力不能满足需求。
(3) 残余应力控制闭环装置的研制。 通过振动控制残余应力的同时，实时检测控制区域内的残余应力，并提供残余应力值作为反馈信号给控制系统，控制系统及时判断下一步控制指令，实现对零件局部位置的定量闭环控制。 目前国内外还没有这样的闭环装置。 该装置的开发和生产对机械制造技术方案和关键构件的安全服务有很大的影响，具有良好的应用前景。
自然时效:下降残余应力不大，但工件尺寸稳定性好，方法简单，但生产周期长，占用场地大，处理难度大，不能及时发现构件内缺陷。 热时效:①热时效工艺要求严格，要求炉内温差±25℃以下，升温速度50℃/小时，降温速度20℃/小时。 ②能耗高，生产成本高。 热时效炉内温度不均匀，无法严格控制升降温速度。 ③在同一炉内，通过热时效消除应力不均。 ④劳动强度大，污染严重，目前大部分已被振动时效取代。
从微观上看，只要温度在零度以上，金属原子始终处子运动中，由子剩余应力的影响，这些原子处子不平衡运动状况，但它们力求回复平衡位置，这就需求能量。振荡时效就是给金属构件提供机械能，使的约束金属原子复位的剩余应力开释，加快金属原子回复平衡位置的速度。
从金属物理学上看，振荡时效的进程实质上是金属材料内部晶体位错运动、增殖、塞识和缠结的进程。因为金属材料存在位错，所以在构件内部发生的交受动应力与内部的剩余应力彼此叠加，在应力较高的区域就可发生位错滑移，出现细小塑性受形。
国内外很多实验和实践应用现已证明，振荡时效可使工件在长期使用中精度变化量比热时效小，工件尺度安稳所需求的时刻比热时效要短。因此说振荡时效关于安稳工件的尺度精度具有的作用。
振动时效适用于焊接结构件，同样也适用于铸铁、铸钢件和轧钢件等的时效处理。由此推论，该时效方法可适用于伸缩缝型钢和盆式支座的中间钢板、顶板、底盆等工件的时效处理，同时，对新开发的铁路支座仍然适用。
投资很少。 与热时效相比，不需要的时效炉，可以节约占地面积和宝贵的设备投资。 现代工业中的大型铸件和焊接件采用热时效消除应力时，需要建立大型时效炉，不仅价格昂贵、利用率低，而且炉内温度难以均匀消除应力，采用振动时效可以防止这些问题。 因此，目前长达几米至几十米的桥梁船舶，在化学机械大型焊接件和重达几吨至几十吨的超大型铸件中多采用振动时效。
