Устройство для обработки изделий вибрацией Советский патент 1989 года по МПК C21D1/04 

14)

Изобретение относится к области обработки металлов вибрацией,может быть использовано в машиностроении и металлургии при изготовлении свар- ных конструкций, отливок и других деталей и является усовершенствованием устройства по авт.ев, № 1159956, Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем сня- тия остаточных напряжений в металлических изделиях различной изгибной жесткости.

Известное устройство для обработки изделий вибрацией, используемое преимущественно в машиностроении для снятия остаточных напряжений, выполнено в виде корпуса и заключенного в него генератора колебаний и исполнительного механизма. Генератор колеба- НИИ состоит из полых эластичных элементов, заполненных рабочей средой, вала, имеющего профилированную поверхность с нечетным числом граней,на которых установлены подшипники каче- ния, взаимодействукщие при повороте вала с эластичными элементами,Исполнительный механизм выполнен в виде массы, установленной в корпусе на оси с возможностью качания (подобно маят- нику), а между корпусом и массой по обе стороны от оси расположены противоположные концы эластичных элементов.

В предложенном устройстве испол- нительный механизм снабжен консольным стержнем, на котором установлены с возможностью переустановки груз и набор втулок, закрепленных фиксаторо при этом втулки набора связаны соот- ношением 5:3:2:1 от длины одинаковых в тулок,

На фиг,1 схематично изображено устройство для обработки изделий виб- рацией; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг, 3 - схема вибрационной обработки сварной балки в предлагаемом устройства.

Устройство для обработки изделий рибрацией содержит корпус 1, в котором встроен геиератор колебаний,выпоненный в виде вала 2, имеющего профилированную поверхность 3 с нечетным числом граней 4, на которых установлены подшипники 5 качения. Подшипники 5 при вращении вала 2 попеременно деформируют полые элементы 6 и 7,Элементы 6 и 7 гидравлически связаны

5 0

0

между собой. Они изготовлены из рукава высокого давления, заполнены рабочей средой, например индустриальным маслом, и выполняют роль источников переменного объема. Величина переменного объема (&W) зависит от предварительной деформации х элементов 6 и 7 их длины L, а также от величины подъема граней 4 профилированного вала 2, Приводом вала 2 служит гидромотор 8, а опорами - шарикоподшипники 9 - 12, При вращении вала 2 в одии из эластичных элементов, например элемент 6, поступает объем жидкости W, а из другого элемента 7 такой же объем жидкости вытесняется, при этом оба элемента 6 и 7 деформируются,

В корпус 1 устройства, кроме генератора колебаний, встроен исполнительный механизм, установленный при помощи оси 13 - 15 с возможностью .качания, а между корпусом 1 и исполнительным механизмом по обе стороны от оси 13 - 15 и симметрично ей расположены противоположные концы полых элементов 6 и 7, т,е, эти элементы в отдельности взаимодейств тот с исполнительным механизмом и гранями 4 вала 2 и таким образом передают импульс энергии исполнительному механизму, покачивая его. Кроме того, в корпусе 1 установлены салазки 16 с клиньями 17, которые при перемещении салазок 16 взаимодействуют с элементами 6 и 7, Салазки 16 перемещаются в пазу корпуса 1 при помощи винта 18, связанного через муфту 19 с приводом 20, представляющим собой понижающий редуктор с электродвигателем. Под салазками 16 установлены подкладки 21, сменой которых регулируется высота установки салазок 16 н компенсируется износ направляющих.

Исполнительный механизм выполнен в виде площадки 22 снабженной вертикальным стержнем 23, на котором установлены груз 24 и набор втулок 25 одинаковых и различных длин,имекщих соотношение 5:3:2:1 (фиг,2) и закрепленных фиксатором в зиде гайки 26,

Устройство работает следующим образом,

Прикрепив устройство к обрабатываемой конструкции, изменяют частоту колебаний, возбуждаемых генератором и подвижным грузом 24, вводят конструкцию в режим резонанса, С помощью тензостанций (например,ТОПАЯ-З) и прикрепленных к конструкции тензо- резисторов определяют величину знакопеременных напряжений, возникающих в процессе вибрации. При недостаточном или чрезмерно большом значении этих напряжений необходимо произвести корректировку положения груза 24 на стеряЙ1е 23 посредством изменения длины плеча L; в соответствии с формулой

L , чет ирасч

G.

генз

где Ь. треб требуемая длина плеча; i ист установленная длина плеча;

Сросч- расчетная величина напряжений Б конструктщи от вибрации;

величина напряжений,измеренных средствами электротензометрии.

Малая величина вибрационных напри- жений не позволит в достаточной степени снизить остаточные напряжения, а чрезмерно большие напряжения могут вызвать усталостные разрушения конструкции при виброобработке. Так,напри- мер, в процессе вибрационной обработки сваркой балочной конструкции из стали 20 размером 2,8 х 0,26 х 0,24 м (фиг.З) устройство прикрепляют посередине изделия с помощью струбцин, вводят конструкцию в режим резонансных колебаний первого тона, равного 38 Гц, и определяют возбуждаемые напряжения. Их величина составляет 40 - 60 МПа, При расположении груза 24 по- середине стержня 23 известно, что величина максимальных остаточных напряжений ° изделиях из низкоуглеродистых сталей достигает 220 - 240 МПа, а условием э(5)фективного снижения остаточных напряжений при виброобработке является достижение предела текучести металла ((5,-), т.е.

т GI „ G T .

ост

Бие

Q

5

0

50 о 5

В соответствии с техническими условиями на изготовление сварной балки для обеспечения стабильности ее геометрических размеров остаточные напряжения не должны превышать 0,5 (т.е, 120 МПа).Увеличением вынуждающего момента добиваются появления в конструкции требуемых знакопеременных напряжений от вибрационного нагру- жения, В результате проведенной вибрационной обработки достигают необходимого снижения остаточных напряжений, что обеспечивает стабильность геометрических размеров конструкции , как при механической обработке, так и с течением времени в процессе эксплуатации.

Технические преимущества предлагаемого устройства заключаются в обеспечении расширения его функциональных возможностей за счет регулирования величины вынуждающего момента,Повышается производительность труда за счет сокращения времени на настройку режимов, уменьшается расход металла на изготовление подвижной массы, Эконо- мическрш эффект иа единицу продукции достигается за счет повьш1ения производительности труда, сокращения расхода цветного металла, расширения номенклатуры обрабатьгааемых изделий,

Формула изобретения

Устройство для обработки изделий вибрацией по авт,св, № 1159956, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем снятия остаточных напряжений в металлических изделиях различной изгибной жесткости,исполнительный механизм дополнительно снабжен консольным стержнем с установленным на нем с возможностью переустановки грузом и набором втулок, закрепленных фиксатором, при этом втулки вьтолнены длиной с соотношением 5:3:2:1,

Изобретение относится к области обработки металлов вибрацией, может быть использовано в машиностроении и металлургии при изготовлении сварных конструкций, отливок и других деталей и является усовершенствованием устройства по авт.св. N 1159956. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем снятия остаточных напряжений в металлических изделиях различной изгибной жесткости. Цель достигается тем, что исполнительный механизм в виде площадки 22 снабжен консольным стержнем 23, на котором установлены с возможностью переустановки груз 24 и набор втулок 25, закрепленных фиксатором в виде гайки 26, при этом длины втулок набора связаны соотношением 5:3:2:1. 3 ил.

Устройство

1

Тензорбзисторы

Тензостанция

Редактор О.Юрковецкая

Составитель А.Кулемин Техред М.Дидык

//7///

Фие. 3

Корректор С,Черни