振動(dòng)時(shí)效設(shè)備是在上個(gè)世紀(jì)初期產(chǎn)生并發(fā)展起來(lái)的消除應(yīng)力新方法。即工件在激振器所施加的周期性外力作用下產(chǎn)生共振，松弛殘余應(yīng)力，獲得尺寸精度穩(wěn)定性。也就是在機(jī)械的作用下，使構(gòu)件產(chǎn)生局部的塑性變形，從而使殘余應(yīng)力得到釋放，以達(dá)到降低和調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。但機(jī)械作用使應(yīng)力消除的程度是有限的，不可能完全消除。因此振動(dòng)時(shí)效設(shè)備往往是把應(yīng)力降低（主要是降低殘余應(yīng)力峰值）和重新分布作為主要目的。

振動(dòng)消除應(yīng)力是對(duì)構(gòu)件施加一交變應(yīng)力，如果交變應(yīng)力幅與構(gòu)件上某些點(diǎn)所存在的殘余應(yīng)力之和達(dá)到材料的屈服極限時(shí)，這些點(diǎn)將產(chǎn)生塑性變形。如果這種循環(huán)應(yīng)力使某些點(diǎn)產(chǎn)生晶格滑移，盡管宏觀上沒(méi)有達(dá)到屈服極限，也同樣會(huì)產(chǎn)生微觀的塑性變形，況且這些塑性變形往往是首先發(fā)生在殘余應(yīng)力最大點(diǎn)上，因此使這些點(diǎn)受約束的變形得以釋放從而降低了殘余應(yīng)力。這就是用振動(dòng)時(shí)效設(shè)備可以消除殘余應(yīng)力的機(jī)理。

用振動(dòng)的方法消除金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力技術(shù)，1900年在美國(guó)就取得了專(zhuān)利。但由于人們長(zhǎng)期使用熱時(shí)效，加上當(dāng)時(shí)對(duì)振動(dòng)消除應(yīng)力的機(jī)理還不十分明確，且高速電機(jī)尚未出現(xiàn)造成當(dāng)時(shí)的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備設(shè)備沉重、調(diào)節(jié)不便，因此該項(xiàng)技術(shù)一直未得到大的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。直到上世紀(jì)50—60年代由于能源危機(jī)的出現(xiàn)，美、英等國(guó)才又開(kāi)始研究振動(dòng)時(shí)效設(shè)備的機(jī)理和應(yīng)用工藝。特別是到上世紀(jì)70年代由于可調(diào)高速電機(jī)的出現(xiàn)大大推動(dòng)了振動(dòng)消除應(yīng)力裝置的發(fā)展：1973年英國(guó)制成手提式振動(dòng)時(shí)效設(shè)備系統(tǒng)VCM80，后來(lái)美國(guó)馬丁工程公司也研制出比較先進(jìn)的LT-100R型振動(dòng)時(shí)效設(shè)備系統(tǒng)。這些比較先進(jìn)的激振裝置，促進(jìn)了振動(dòng)消除應(yīng)力工藝的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。由于這種工藝日趨成熟，振動(dòng)和控制設(shè)備日臻完善，目前振動(dòng)時(shí)效設(shè)備已在英、美、俄、德等國(guó)被普遍采用，他們幾乎所有機(jī)械廠(chǎng)都配備了振動(dòng)時(shí)效設(shè)備裝置，尤其是起重機(jī)械廠(chǎng)的大件和基礎(chǔ)零件全部采用了振動(dòng)時(shí)效設(shè)備。我國(guó)也從上世紀(jì)70年代后期開(kāi)始引進(jìn)和使用振動(dòng)時(shí)效設(shè)備技術(shù)。

現(xiàn)在的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備如圖所示：它是將一個(gè)具有偏心重塊的電機(jī)系統(tǒng)(激振器)用卡具安放在工件上并將工件用膠墊等彈性物體支承，如圖所示。通過(guò)主機(jī)控起動(dòng)電機(jī)并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，使工件處于共振狀態(tài)。一般工件經(jīng)30分鐘的振動(dòng)處理即可達(dá)到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。可見(jiàn)，采用振動(dòng)時(shí)效設(shè)備來(lái)調(diào)整殘余應(yīng)力的技術(shù)是十分簡(jiǎn)單和可行的。

振動(dòng)時(shí)效設(shè)備又稱(chēng)振動(dòng)消除應(yīng)力，指在通過(guò)控制激振器的激振頻率，使工件發(fā)生共振，讓工件產(chǎn)生適當(dāng)?shù)慕蛔冞\(yùn)動(dòng)并吸收部分能量，以致內(nèi)部發(fā)生微觀粘彈塑性力學(xué)變化，從而降低工件局部峰值應(yīng)力和均化工件的殘余應(yīng)力場(chǎng)尤其是表面的應(yīng)力集中區(qū)域，最終防止工件變形與開(kāi)裂，保證以后的尺寸穩(wěn)定精度。它是上個(gè)世紀(jì)初期開(kāi)始出現(xiàn)并在五十年代以來(lái)獲得廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)消除應(yīng)力的新技術(shù)。

構(gòu)件經(jīng)過(guò)焊接、鑄造、鍛造、機(jī)械加工等工藝過(guò)程，在其內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，它極大地影響了構(gòu)件的尺寸穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度、疲勞壽命和機(jī)械加工性能，甚至?xí)?dǎo)致裂紋和應(yīng)力腐蝕。時(shí)效是降低殘余應(yīng)力，使構(gòu)件尺寸精度穩(wěn)定的方法。目前時(shí)效的方法主要有三種，即自然時(shí)效、熱時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效設(shè)備。自然時(shí)效是最古老的方法，它是把構(gòu)件置于室外，讓其經(jīng)過(guò)氣候、溫度的反復(fù)變化，在反復(fù)溫度應(yīng)力作用下，使殘余應(yīng)力松弛、尺寸精度獲得穩(wěn)定。一般認(rèn)為，經(jīng)過(guò)一年自然時(shí)效的工件，殘余應(yīng)力僅下降2～10％，但是卻較大地提高了工件的松弛剛度，因而工件的尺寸穩(wěn)定性很好。但因其時(shí)間太長(zhǎng)，一般不在實(shí)際生產(chǎn)中采用。

熱時(shí)效是傳統(tǒng)的時(shí)效方法，它是利用熱處理當(dāng)中的退火技術(shù)，通常是將工件加熱到500～650℃進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的保溫后再緩慢冷卻至室溫。在熱的作用下通過(guò)原子擴(kuò)散及塑性變形使內(nèi)應(yīng)力消除。從理論上講采用熱時(shí)效時(shí)，只要退火溫度和時(shí)間適宜，應(yīng)力可以完全消除。但在實(shí)際生產(chǎn)中通常認(rèn)為最好可以消除殘余應(yīng)力的70～80％，與此同時(shí)它能造成工件材料表面氧化、硬度及機(jī)械性能下降等缺陷。因此，人們一直在研究更好的方法來(lái)消除殘余應(yīng)力。

振動(dòng)時(shí)效設(shè)備之所以能夠部分地取代熱時(shí)效，在實(shí)際當(dāng)中被廣泛應(yīng)用，是與該項(xiàng)技術(shù)具有的一些明顯的優(yōu)越特征分不開(kāi)的。

1、投資少適用性強(qiáng)。與傳統(tǒng)的熱時(shí)效相比它無(wú)需龐大的時(shí)效爐，現(xiàn)代工業(yè)中的大型鑄件與焊接件越來(lái)越多也越來(lái)越大，如采用熱時(shí)效消除應(yīng)力則需建造大型時(shí)效爐，不僅造價(jià)昂貴、利用率低，而且爐內(nèi)溫度很難均勻，消除應(yīng)力效果差。采用振動(dòng)時(shí)效設(shè)備可以完全避免這些問(wèn)題。因此，目前對(duì)長(zhǎng)達(dá)幾米至幾十米的橋梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重達(dá)幾噸至幾十噸的超重型鑄件，較多地采用了振動(dòng)時(shí)效設(shè)備。

2、生產(chǎn)周期短效率高。熱時(shí)效往往需要經(jīng)過(guò)數(shù)十小時(shí)的周期方能完成，而振動(dòng)時(shí)效設(shè)備一般只需數(shù)十分鐘即可完成。而且，振動(dòng)時(shí)效設(shè)備不受場(chǎng)地限制可減少工件在時(shí)效前后的往返運(yùn)輸。如將振動(dòng)設(shè)備安置在機(jī)械加工生產(chǎn)線(xiàn)上，不僅使生產(chǎn)安排更加緊湊而且可以消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力。

3、使用方便。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備設(shè)備體積小、重量輕，便于攜帶，我國(guó)目前生產(chǎn)的激振器可振動(dòng)處理300噸以下的工件，但振動(dòng)裝置本身僅重幾十公斤。國(guó)外生產(chǎn)的可振動(dòng)處理5公斤至150噸工件的振動(dòng)設(shè)備其總重也不過(guò)一百公斤。正是由于振動(dòng)處理不受場(chǎng)地限制，振動(dòng)裝置又可攜至現(xiàn)場(chǎng)，所以這種工藝與熱時(shí)效相比，使用簡(jiǎn)便，適應(yīng)性較強(qiáng)，可排在任何工序之間也可多次進(jìn)行。

4、節(jié)約能源，降低成本，無(wú)廢渣、廢氣及輻射等污染。在工件的共振頻率下進(jìn)行時(shí)效處理，耗能極小。實(shí)踐證明，功率為0.25至1馬力的機(jī)械式激振器可振動(dòng)150噸以下的工件。其能源消耗僅為熱時(shí)效的3～5％，成本僅為熱時(shí)效的8～10％。加之熱時(shí)效時(shí)均需要以煤、油等做為燃料不可必免地要排出大量的廢渣、廢氣等不能夠滿(mǎn)足越來(lái)越高的環(huán)保要求。故振動(dòng)時(shí)效設(shè)備已逐漸成為去應(yīng)力的第一選擇。

5、機(jī)械性能顯著提高。經(jīng)過(guò)振動(dòng)時(shí)效設(shè)備處理的工件其殘余應(yīng)力可以被消除20～80％左右，高拉應(yīng)力區(qū)消除的比低應(yīng)力區(qū)大。

當(dāng)然振動(dòng)時(shí)效設(shè)備也存在著一定的局限性；首先它有一定的噪聲特別對(duì)于箱形和板形工件時(shí)效噪聲較大；其次工藝效果在很大程度上取決于工藝員對(duì)工件關(guān)鍵部位及需重點(diǎn)去應(yīng)力部位的理解和現(xiàn)場(chǎng)有效振型的選擇；再有，它不適于高壓容器、殘余應(yīng)力較小的工件、大尺寸的薄板焊件、薄壁鑄件、大部分冷加工件、彈性結(jié)構(gòu)應(yīng)力為主的工件、剛性過(guò)大或尺寸過(guò)小的工件。

盡管振動(dòng)時(shí)效設(shè)備有一些局限性但在部分行業(yè)和部分材質(zhì)的零件上的時(shí)效效果還是非常顯著的。隨著人們對(duì)振動(dòng)時(shí)效設(shè)備技術(shù)的進(jìn)一步了解，可以逐步減小它的局限現(xiàn)性。如通過(guò)對(duì)工件采取隔離，或錯(cuò)開(kāi)工作時(shí)間等辦法可降低時(shí)效的噪聲；對(duì)于部分不適用激振器進(jìn)行時(shí)效處理的可通過(guò)振動(dòng)平臺(tái)來(lái)進(jìn)時(shí)效處理；以及對(duì)相關(guān)工藝人員進(jìn)行培訓(xùn)的方法等等，到目前為止我國(guó)已有數(shù)千家機(jī)械廠(chǎng)在使用振動(dòng)時(shí)效設(shè)備。正是由于振動(dòng)時(shí)效設(shè)備技術(shù)的不斷發(fā)展、經(jīng)濟(jì)效果日益明顯，才使其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。在機(jī)械制造、航空、化工器械、動(dòng)力機(jī)械、造船等行業(yè)中，鑄件、鍛件、焊接件及有色合金等材料制造的各類(lèi)零件均成功地采用了振動(dòng)時(shí)效設(shè)備。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備已越來(lái)越受到各方面的重視，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣闊。

可提高使用強(qiáng)度和疲勞壽命，而且從根本上防止了金屬在熱時(shí)效過(guò)程中產(chǎn)生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。還可以提高構(gòu)件抗變形的能力，穩(wěn)定構(gòu)件的精度，提高機(jī)械質(zhì)量。

實(shí)踐證明，振動(dòng)時(shí)效設(shè)備適用于碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬（銅、鋁、鋅及其合金）等材質(zhì)的鑄件、鍛件、焊接件及機(jī)加工件的應(yīng)力消除。

ZS2004數(shù)碼全自動(dòng)振動(dòng)時(shí)效

相關(guān)參數(shù):

產(chǎn)品名稱(chēng)：ZS2004數(shù)碼全自動(dòng)振動(dòng)時(shí)效

產(chǎn)品類(lèi)別：振動(dòng)時(shí)效應(yīng)力消除設(shè)備

詳細(xì)介紹:

★大數(shù)碼管顯示、清晰易懂
★采用脈寬調(diào)制技術(shù)，具有強(qiáng)大的抗干擾能力
★電路具有移相范圍寬，自動(dòng)穩(wěn)壓，過(guò)流截止保護(hù)的功能
★具有特性曲線(xiàn)分析，常見(jiàn)故障自動(dòng)診斷提示等功能
★任意控制升、降速快慢，減少運(yùn)行時(shí)間
★具有各個(gè)狀態(tài)指示功能，使操作一目了然
★在線(xiàn)打印，全中文顯示各曲線(xiàn)標(biāo)注，使打印曲線(xiàn)更易識(shí)別與判斷
★具有手動(dòng)掃頻、手動(dòng)時(shí)效、全自動(dòng)掃頻、全自動(dòng)時(shí)效、工藝參數(shù)預(yù)置等多種工作模式
★飛車(chē)提示、多重保護(hù)功能排除了現(xiàn)場(chǎng)操作的危險(xiǎn)性

技術(shù)參數(shù)