振動(dòng)時(shí)效處理是工程材料常用的一種消除其內(nèi)部殘余內(nèi)應(yīng)力的方法，是通過(guò)振動(dòng)，使工件內(nèi)部殘余的內(nèi)應(yīng)力和附加的振動(dòng)應(yīng)力的矢量和達(dá)到超過(guò)材料屈服強(qiáng)度的時(shí)候，使材料發(fā)生微量的塑性變形，從而使材料內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力得以松弛和減輕。本文是一篇核心論文發(fā)表范文，主要論述了建材機(jī)械領(lǐng)域中振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的應(yīng)用。

　　【摘要】振動(dòng)時(shí)效在建材領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，在當(dāng)前金屬加工的過(guò)程中具有很光明的前景。它的不斷推廣與應(yīng)用成為影響金屬加工和建筑工程各種工件加工的前提因素與制約方式，是當(dāng)前各種企業(yè)生產(chǎn)加工的主要采用手段和方法。本文對(duì)建材機(jī)械領(lǐng)域中振動(dòng)時(shí)效的機(jī)理、建材機(jī)械領(lǐng)域中振動(dòng)時(shí)效在加工過(guò)程的特點(diǎn)以及振動(dòng)時(shí)效在建材機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析，以供借鑒參考。

　　【關(guān)鍵字】振動(dòng)時(shí)效,建材機(jī)械,焊接

　　振動(dòng)時(shí)效又稱振動(dòng)消除應(yīng)力法，是將工件(包括鑄件、鍛件、焊接結(jié)構(gòu)件等)在其固有頻率下進(jìn)行數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘的振動(dòng)處理，消除其殘余應(yīng)力，使尺寸精度獲得穩(wěn)定的一種方法。這種工藝具有耗能少、時(shí)間短、效果顯著等特點(diǎn)。近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外都得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

　　一.建材機(jī)械領(lǐng)域中振動(dòng)時(shí)效的機(jī)理

　　目前采用的大多數(shù)是共振時(shí)效。這種工藝已經(jīng)逐步的被生產(chǎn)加工企業(yè)應(yīng)用，成為當(dāng)前各種金屬加工中的主要手段，也是其在使用過(guò)程中的前提與基礎(chǔ)，其在使用的過(guò)程中，結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的技術(shù)和控制手法進(jìn)行相應(yīng)的措施理解，通過(guò)振動(dòng)設(shè)備的控制部分，根據(jù)工件的大小和形狀調(diào)節(jié)激振力，根據(jù)工件需要的類型來(lái)調(diào)整其頻率的大小，使頻率與感應(yīng)器中的相互一致，在這種狀態(tài)下持續(xù)振動(dòng)一段時(shí)間，即可達(dá)到消除應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸精度的目的，從而增加施工過(guò)程中的質(zhì)量控制手段和控制方法。

　　振動(dòng)時(shí)效是通過(guò)振動(dòng)的形式給各個(gè)機(jī)械在施工的過(guò)程中施加一個(gè)動(dòng)力，對(duì)金屬進(jìn)行各種加工的過(guò)程中使得其能夠通過(guò)這種動(dòng)力和機(jī)械本身的質(zhì)量疊加之后達(dá)到高水準(zhǔn)的控制過(guò)程。金屬工件經(jīng)過(guò)各種加工后，工件內(nèi)部應(yīng)力重新分布，打破了在使用的過(guò)程中各種力度的不平問(wèn)題，成為施工過(guò)程中的宏觀控制和局部控制彈性、塑性變形的過(guò)程。由于其在工作的過(guò)程中打破物體內(nèi)部的應(yīng)力平衡，形成暫穩(wěn)態(tài)不平衡應(yīng)力系統(tǒng)，因此會(huì)隨著時(shí)間、溫度、外力等條件變化逐步出現(xiàn)各種變形，使其在發(fā)展過(guò)程中達(dá)到平衡狀態(tài)，防止各個(gè)零件和工件開(kāi)裂的狀態(tài)，穩(wěn)定其尺寸與精確度成為加工的主要目標(biāo)和目的。

　　1、殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因。振動(dòng)時(shí)效消除殘余應(yīng)力就是將激振器緊緊固定于工件上施加機(jī)械振動(dòng)，是通過(guò)將需要加工的工件放置在橡膠塊或者其他彈性支撐上，防止在加工的過(guò)程中由于地面或者其他因素對(duì)振動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用。其在頻率的調(diào)節(jié)中更是一個(gè)非常重要的施工過(guò)程，是實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制的主要方法與手段，更是其控制的前提與基礎(chǔ)。由于在加工的過(guò)程中，整個(gè)設(shè)備消耗電能很低，一般不超過(guò)1KW，對(duì)于大多數(shù)工件，需要的時(shí)間都是非常短暫的，因此在加工中要對(duì)工件的尺寸進(jìn)行穩(wěn)定的精度要求和提高其精度的前提與質(zhì)量基礎(chǔ)。(1)由于在加工的過(guò)程中機(jī)械產(chǎn)生各種不均勻的力度和形態(tài)，造成在加工的過(guò)程中各種參與應(yīng)力以及參與模式成為當(dāng)前加工的主要影響因素與特點(diǎn)，不利于加工的正常進(jìn)行。(2)由于溫度不均造成的局部熱塑性變形或相變作用引起在加工中各種不均勻塑性和器材中各種問(wèn)題產(chǎn)生，形成加工中的參與應(yīng)力。如鑄造、焊接等。

　　2、殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響主要有以下幾點(diǎn)：(1)在器械進(jìn)行加工的過(guò)程中，要采用各種先進(jìn)的加工技術(shù)和手段對(duì)器械進(jìn)行相應(yīng)的處理，當(dāng)工件內(nèi)部具有拉伸殘余應(yīng)力時(shí)，殘余拉應(yīng)力對(duì)工件的疲勞破壞起加速作用，將會(huì)降低材料的拉伸屈服極限，提高器械在使用的過(guò)程中壓縮應(yīng)力的極限，提高運(yùn)行效率和加工質(zhì)量。(2)殘余應(yīng)力是一個(gè)不穩(wěn)定的應(yīng)力系統(tǒng)，當(dāng)工件受到外力作用時(shí)，由于作用力與殘余應(yīng)力的相互作用，可使某些局部呈現(xiàn)塑性變形，使系統(tǒng)應(yīng)力重新分布，當(dāng)外力去除時(shí)，整個(gè)工件產(chǎn)生變形或裂紋。所以殘余應(yīng)力影響加工后的工件精度，并可能產(chǎn)生永久性破壞作用。

　　二、建材機(jī)械領(lǐng)域中振動(dòng)時(shí)效在加工過(guò)程的特點(diǎn)

　　振動(dòng)時(shí)效在加工的過(guò)程中非常重視加工效率和加工質(zhì)量的過(guò)程，因此其在加工的過(guò)程中要通過(guò)各種手段對(duì)其質(zhì)量和效率進(jìn)行提前的預(yù)測(cè)和控制。振動(dòng)時(shí)效在加工的過(guò)程中主要的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

　　1、機(jī)械性能顯著提高。經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理的構(gòu)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。因此可以提高使用強(qiáng)度和疲勞壽命，降低應(yīng)力腐蝕。可以防止或減少由于熱處理、焊接等工藝過(guò)程造成的微觀裂紋的發(fā)生。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。

　　2、適用性強(qiáng)。由于設(shè)備簡(jiǎn)單易于搬動(dòng)，因此可以在任何場(chǎng)地上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理。它不受構(gòu)件大小和材料的限制，從幾十公斤到幾百噸的構(gòu)件都可使用振動(dòng)時(shí)效技術(shù)。特別是對(duì)一些大型構(gòu)件無(wú)法使用熱時(shí)效處理時(shí)，振動(dòng)時(shí)效就具有更加突出的優(yōu)越性。

　　3、節(jié)省時(shí)間、能源和費(fèi)用。振動(dòng)時(shí)效只需30分鐘即可進(jìn)行下道工序。而熱時(shí)效至少需一至二天以上，且需大量的煤油、電等能源。因此，相對(duì)于熱時(shí)效來(lái)說(shuō)，振動(dòng)時(shí)效可節(jié)省能源90%以上，可節(jié)省費(fèi)用90%以上，特別是可以節(jié)省建造大型燜火窯的巨大投資。

　　三、振動(dòng)時(shí)效在建材機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)的自然時(shí)效與熱時(shí)效，即工件露天長(zhǎng)時(shí)間放置，由于溫度的自然變化以及其它環(huán)境變化使工件的尺寸日趨穩(wěn)定。用木錘敲擊工件，用風(fēng)握直接振動(dòng)等，在實(shí)際生產(chǎn)中都有應(yīng)用，有人認(rèn)為用機(jī)械施加工件即相當(dāng)于加速自然時(shí)效。它的基本原理就是采用激振器的周期外力-激振力的作用下，使之與工件發(fā)生共振(激振器產(chǎn)生與工件本征頻率相一致的振動(dòng)頻率)。從而獲得相當(dāng)大的振動(dòng)能量，這種能量可以和熱能相比的、共振中交變的初應(yīng)力與殘余應(yīng)力相疊加，驅(qū)使工件產(chǎn)生更大的振動(dòng)，發(fā)生局部屈服，使晶體內(nèi)部錯(cuò)位和晶界產(chǎn)生微觀滑移，引起微量塑性變形，促使大量錯(cuò)位一部分釘軋?jiān)陔s質(zhì)上，在宏觀上表現(xiàn)為尺寸穩(wěn)定、剛度、耐腐蝕性、耐疲勞性提高，金屬內(nèi)耗下降，塑性得到改善。

　　振動(dòng)時(shí)效nr以提高尺寸精度，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，減少變形，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)一些生產(chǎn)建筑、建材設(shè)備的廠家，應(yīng)用振動(dòng)時(shí)效工藝防止件裂紋，使沒(méi)備的合格率提高，經(jīng)濟(jì)效益明顯好轉(zhuǎn)。應(yīng)力腐蝕是在設(shè)備使用中出現(xiàn)的，應(yīng)用振動(dòng)時(shí)效后，設(shè)備的使用壽命可明顯增加。

　　振動(dòng)時(shí)效設(shè)備全套以及相關(guān)用途：控制器部分：控制電機(jī)的啟動(dòng)及調(diào)速、信號(hào)的收集、處理、顯示及打印參數(shù)數(shù)據(jù)，時(shí)效效果打印。電機(jī)(激振器)部分：強(qiáng)迫工件振動(dòng)并將電機(jī)轉(zhuǎn)速及激振頻率反饋回控制器。傳感器部分(放置于工件上)：把振動(dòng)響應(yīng)如加速度、幅值等反饋回主機(jī)。

　　振動(dòng)時(shí)效已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)床、磨床、金屬帶鋸床鋸架及床身、變速箱殼體、化工機(jī)械、變壓器油箱、水泵殼體、模具、金屬帶鋸床鋸架及床身、石油機(jī)械、建筑工程機(jī)械、大型鋼廠等各個(gè)行業(yè)，應(yīng)用前景非常廣泛。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　振動(dòng)時(shí)效工藝是利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)結(jié)合當(dāng)前建材機(jī)械進(jìn)行綜合性的技術(shù)加工過(guò)程，是工程材料中最常用的一種，更是消除材料內(nèi)部參與營(yíng)內(nèi)的主要方法法和措施。其在工作的過(guò)程中是通過(guò)振動(dòng)力來(lái)對(duì)工件內(nèi)部殘余進(jìn)行清除的過(guò)程，被廣泛的應(yīng)用在各種鑄件、鍛件和技術(shù)焊接的過(guò)程中。其在使用的過(guò)程中能夠有效的保證工作的精確度和精準(zhǔn)性，為各個(gè)行業(yè)奠定基礎(chǔ)和提高其經(jīng)濟(jì)效益和前提保證。

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　　[3]許曉琴等，建材機(jī)械液壓油的污染、控制與選用[J]，西江月・中旬2013(10)

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