Способ обработки крупногабаритных деталей Советский патент 1992 года по МПК C21D1/30 

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к обработке материалов при помощи вибраций, и может быть использовано для снятия остаточных напряжений в деталях.

Известен способ снятия внутренних напряжений в изделиях с помощью вибрации, при котором изделие подвергают воздействию вибраций, выбранных частот вращения вибратора и при котором выбор значений частот вращения вибратора заимствуют из измерения, которое воспроизводит вибрационную характеристику изделия при возбуждении с помощью вибратора в его рабочем диапазоне (например, 20-100 Гц). Кроме того, для отдельных частот вращения вибратора в его рабочем диапазоне в определенном диапазоне высших гармоник (на- пример, 100-2000 Гц) выбирают соответствующие высшие гармоники тех колебаний, в которых в рабочем диапазоне появляются явления резонанса или им подобные стабильные колебательные состояния. Для снятия внутренних напряжений в изделии выбирают те значения частот вращения, которые являются причиной скопления гармоник в определенном диапазоне высших гармоник.

Известный способ имеет следующие недостатки:

сложность определения значений частот вращения вибратора в определенном диапазоне гармоник;

длительность процесса выбора соответствующих гармоник для тех колебаний, в которых в рабочем диапазоне появляются явления резонанса. Кроме того, измерительная техника, с помощью которой ведут процесс, должна иметь определенный минимум погрешности

Отклонение от нормы в системе измерений может привести к неправильному выбору частот вращения вибратора, что в конечном счете не позволит достигнуть положительных результатов при обработке изделий.

Данные недостатки частично устранены в способе наиболее близком к предлагаемому, сущность которого заключается в том, что обработку осуществляют двумя вибраторами с близкими частотами, поэтому в конструкции создается третий дополнительный

-г

Ј

N4 О

ю XI

Ю

тип колебаний биения, причем разность частот вибраторов составляет (0,9-1,1)f0, где fo - собственная частота всей конструкции. Подбором частоты второго регулируемого вибратора добиваются того, чтобы частота биения совпадала с собственной частотой всей конструкции. В результате действия двух вибраторов возникает новый качественный эффект - появление третьего типа колебаний. Этот тип колебаний имеет относительно низкую частоту, совпадающую с собственной частотой всей конструкции, и имеет амплитуду, равную сумме амплитуд от двух вибраторов, что приводит к более полному и равномерному снятию остаточных напряжений.

Известный способ не обеспечивает снятия остаточных напряжений в массивных крупногабаритных сварных конструкциях и корпусных деталях. Необходима переустановка вибратора для обработки детали участками. Кроме того, биение - процесс нестационарный, самозатухающий и требуется искусственное удержание колебаний на необходимое время на каждой резонансной частоте.

Цель изобретения - повышение производительности путем улучшения качества и сокращения до минимума времени на обработку.

Поставленная цель достигается тем, что вибрацию детали производят одновременно двумя вибраторами на разных частотах, при резонансной частоте, а другим вибратором работают на переменной частоте по всему диапазону частот детали.

Способ выполняется следующим образом.

Металлоконструкция или деталь (в дальнейшем деталь) устанавливается на опоры (резиновые, полиуретановые и т п.). Так как деталь имеет большую поверхность, определяют места крепления вибраторов. Для определения указанных характеристик мест к детали крепят вибратор, включают его и на поверхность вибрируемого объекта помещают новый сыпучий материал (например, песок). Через несколько секунд песок соберется в узлах. В местах расположения узлов крепят вибраторы для снятия остаточных напряжений. Опытный вибратор снимают. Кроме вибратора, к детали крепят датчик. Включают в работу оба вибратора. Первый более мощный вибровозбудитель настраивается на резонансную частоту более низкую, второй менее мощный вибровозбудитель, способный возбуждать более

высокими резонансными частотами, идет по всему диапазону частот. При одновременной работе обоих вибраторрв за счет сложения колебательных процессов двух вибраторов возникают поочередно колебания на всех кратных основных частотах гармониках, при этом в силу возникновения на них резонансных явлений резко увеличивается амплитуда колебаний. За счет сложения колебаний происходит интенсификация процесса.

П р и м е р. В качестве вибрируемой детали берем (корпусную) деталь размером

9600x3150 мм и весом 45600 кг. Перед виброобработкой устанавливаем ее на деревянные бруски. Прикрепляем вибратор к детали с помощью струбцин для предварительной вибрации с целью определения точек крепления вибраторов для снятия остаточных напряжений. Наносим на поверхность детали немного мелкого сухого песка, включаем вибратор и определяем узловые точки, в местах которых наиболее

рентабельно крепить вибратор. После выключаем и отсоединяем контрольный вибратор.

Вибратор, работающий на стационарной частоте, закрепляем в одной из узловых

точек ближе к центру детали. Вибратор, работающий на переменной частоте, устанавливают тоже вусловной точке на расстоянии 3500 мм от первого вибратора. Включаем вибратор, работающий на стационарной частоте, и доводим частоту до 100 Гц. На данной частоте вибратор работает в течение всей обработки детали. После вывода первого вибратора на рабочую частоту 100 Гц включают второй вибратор, способный возбуждать более высокие резонансные частоты до 200 Гц. Изменение частоты вибратора идет по всему диапазону собственных частот обрабатываемой детали, за счет наложения и взаимодействия волн происходит

резкое увеличение амплитуд вибрации. За счет сложения колебаний происходит интенсификация процесса снятия остаточных напряжений.

Формула изобретения

Способ обработки крупногабаритных деталей, включающий вибрацию одновременно двумя вибраторами на разных частотах, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса,

вибрацию одним из вибраторов осуществляют на постоянной резонансной частоте, а другим - на переменной частоте по всему диапазону собственных частот детали.

Использование: обработка материалов при помощи вибраций для снятия остаточных напряжений в деталях и конструкциях. Сущность: вибрацию осуществляют двумя вибраторами, при этом вибрацию одним из вибраторов осуществляют на постоянной резонансной частоте, а другим вибратором - на переменной частоте по всему диапазону частот.