Способ снятия остаточных напряжений Советский патент 1983 года по МПК C21D1/30 B23P25/00 

Изобретение относится к способам снятия остаточных напряжений в метал локонструкциях вибрационной обработкой и может быть использовано и случаях, когда необходимо уменьшить остаточные напряжения, например, после сварки, литья и т.д, Известен способ снятия остаточных напряжений, включающий закрепление изделий на опорах и наложение на изделие вибраций 1. Известен также способ снятия оста точных напряжений, включакадий наложение вибраций на изделие с применением подогрева в процессе виброобработки 2J . Известен также способ снятия оста точных напряжений, включающий наложе ние вибраций на изделие с одновременным нагружением и быстрым разгружением изделия 3, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ снятия остаточных напряжений, включаюций сборку деталей в пакет с зазором между ним.., ссединение их по концам, закрепление пакета на опорах установку влбратора в средней части пакета и вибрацию 4. Вибрационную обработку по известному способу производят для деталей с малой жесткостью (небольшим моментом инерции), плавно выгибая их при установке прокладок. Собранные через прокладки детали образуют жесткую форму, момент инерции которой зависит от высоты прокладок. В этом случае величина зазора между деталями влияет на жесткость пакета собранных деталей и, следовательно, на частрту собственных колебаний пакета. При наложении знакопеременных нагрузок детали пакета деформируются в одном направлении и испытывают напряжения, противоположные по знаку. Если одна из деталей пакета, перемещаясь, например, вниз, испытывает напряжения сжатия, то другая, связанная с ней через прокладки, переме щается в том же направлении, но испытьшают напряжения растяжения. Недостатками известного способа являются необходимость измерения рас стояния между опорами при обработке деталей с другими размерами по длине, низкая эффективность снятия напряжений из-за рассеивания мощности вибратора не только на обрабатываемые детали, но и на узлы стенда и его фундамент, что приводит к необходимости повышать мощность вибратора и увеличивать размеры фундамента. Целью изобретения является интенсификация снятия напряжений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу снятия остаточных напряжений, включакмему сборку деталей в пакет с зазором между ними, соединение их по концам, закрепление пакета на опорах, установку вибратора в средней части и вибрацию, вибратор устанавливают на эластичн1ах прокладках, пакет деталей жестко закрепляют с помощью, опоры на вибраторе так, что центр тяжести пакета, вибратора и опоры совмещают на одной линии, а зазор между деталями пакета выбирают из условия ,-2Af где А - амплитуда вынужденных колебаний одной из деталей пакета. На фиг. 1 изображена установка в стенде деталей, имеквдих прогиб в средней части; на фиг, 2 - установка в стенде плоских деталей. Деталь 1 и 2 соединяют концами, при этом одну из них устанавливают на вибраторе 3, а вторую - в П-образную стойку 4 и поджимают винтовым, прижимом. Вибратор 3 крепится к основанию 5 через эластичные прокладки 6. Для обработки плоских деталей (фиг, 2) между их концами устанавливают жесткие прокладки 7 для обеспечения требуемого зазора. Величина зазора (h) выбирается из условия h3.1,2A, где А - амплитуда колебаний изделий в процессе виброобработки. При зазоре между деталями, равном или меньшем амплитуды колебаний деталей, при наложении вибрационных нагрузок имеют место удары деталей друг о друга. Различные детали одного наименования из-за возг-южикх отклонений толщины металлаf сечения швов и величины остаточных напряжений имеют различную жесткость, что приводит к изменению их амплитуды колебаний до 20%, в связи с этим зазор между деталями, во избежание соударений деталей при виброобработке по предлагаемому способу, превышает амплитуду колебаний на 20% и более, т,е, ,2A, где h - величина зазора между деталями, А - амплитуда колебаний детали. Процесс снятия остаточных напряжений осуществляется следующим образом. Две однотипных детали коробчатой формы и имеющих прогиб в средней части (фиг. 1) устанавливают на стенд, при этом деталь 2 выпуклой стороной устанавливают на вибратор 3, а деталь 1 выпуклой стороной вверх, одновременно концы деталей скрепляют, а сверху поджимают винтовым прижимом. После закрепления деталей 1 и 2. включают двигатель вибратора 3, который создает резонансную частоту 48 Гц, Процесс снятия остаточных напряжений в сварных изделиях сечением 150-150 мм и длиной 2350 мм при резонансной частоте 48 Гц

длится 300-420 Со После завершения цикла обработки детали 1 и 2 снимают и устанавливают другие.

В процессе вибрационной обработки нагрузка на пакет деталей прикладывается к центру одной детали и через концы детали передается на другую деталь, имеющую неподвижную опору в средней части пакета на стороне противолежащей точке приложения нагрузки.

Концы деталей, в отличие от известного cпocoбa нe имеют связи с опорой. При возбу)вдении вибрационных колебаний нагрузка от одной детали через ее концы передается на другую

деталь,

т„е,

реактивные напряжения

на концах детали в одном случае играют полезную роль и приводят к нагружению второй детали. Закрепление второй детали в стойках, установленных на основании, приводит к появлению знакопеременного нагружения стоек, при этом практически сни;мгются нагрузки на фундамент приспособления.

Выполнение операции снятия оста; точных напряжений по предлагаемому способу позволяет повысить эффективность вибрационной обработки за счет уменьшения потребляемой мощности. Это проявляется в полном использовании реактивных напряжений и, следовательно, снижении мощности электродвигателя, кроме этого сокращается время вибрационной обработки. Если виброобработка деталей по известному способу производится 600-720 с, то обработка по предлагаемому способу 300-420 с при резонансной частоте 48 Гц.

Предлагаемым способом обрабатьшаются сварные узлы, общий вид которых представлен на фиг. 1, коробчатого 1ипа с размерами в сечении 150-150 мм и длиной 2350 мм.

Использование- предлагаемого способа в сравнении с известным дает годовой экономический эффект на предприятии в сумме 4,1 тыс.руб. Данная экономия складывается из снижения затрат на электроэнергию, снижения стоимости стенда и фундамента для него.

Сравнительные результаты предлагаемого, и известного способов приведены в таблице.

0 -.

Показатели

Способ

15

ПредлагаеИзвестмыйный

Время обработки, t,c420 720

Мощность вибратора, N, кВт 1,5 2,5

Стоимость стенда, С, руб. 1000 1000

Стоимость фундамента, СФ, руб. 1000 4200

Программа выпуска изделий, П, шт.600 600

Стоимость электроэнергии, Сэ, руб.0,0089 0,0089

40 -

Экономический эффект от использования изобретения составит 4104,76 руб. в год.

СПОСОБ СНЯТИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, включаквдий сборку дета,-. лей в пакет с эаэосюм мещ1у ними, соединение их по концам, закрепление пакета на опорах, установку вибратора в средней части пакета и вибрацию, отличающийся тем, что, с целью интенсификации снятия напряжений, вибратор устанавливают на эластичных проклащках, пакет деталей жестко закрепляют с помощью опоры на вибраторе так, что центр тяжести пакета, вибратора и опоры совмоцают на одной линии, а зазор междУ деталями пакета выбирают из условия ,2A, где А - амплитуда вынузеденных колебаний одной из деталей пакета. СП