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磨機(jī)筒體為大型鉚焊件，制造時(shí)要經(jīng)過(guò)卷板、焊接等多道成形工序，還需對(duì)筒體進(jìn)行整體退火熱處理，以消除成形、焊接等工序產(chǎn)生的內(nèi)、外應(yīng)力。但進(jìn)行退火熱處理時(shí)，會(huì)造成大量的人力物力消耗，而且熱處理時(shí)間長(zhǎng)，延長(zhǎng)了磨機(jī)筒的生產(chǎn)周期。為了縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約能源，降低成本。工廠(chǎng)需尋找新型消除應(yīng)力方法，經(jīng)過(guò)對(duì)方研究討論后，采用振動(dòng)時(shí)效設(shè)備對(duì)磨機(jī)筒進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效研究，探討其可行性論證。

振動(dòng)時(shí)效設(shè)備及試驗(yàn)方

采用聚航科技生產(chǎn)的JH-700A全功能頻譜振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，由激振器夾持在試驗(yàn)件上作為激振源，用兩點(diǎn)彈性支撐工件的方法進(jìn)行。

采用盲孔法對(duì)筒體焊縫中心線(xiàn)、焊縫熔合線(xiàn)和熱影響區(qū)等部位進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)試，比較分析測(cè)試結(jié)果，以判斷使用振動(dòng)時(shí)效方法能否達(dá)到采用熱處理退火時(shí)消除殘余應(yīng)力的效果。

振動(dòng)時(shí)效工藝方案

振動(dòng)時(shí)效和殘余應(yīng)力測(cè)試選定在Φ4.6m*10m*3.5m中卸烘干磨兩端筒體（均已退火）的對(duì)接焊縫中進(jìn)行，殘余應(yīng)力測(cè)試由聚航科技專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。

振動(dòng)時(shí)效處理前殘余應(yīng)力測(cè)試

1. 殘余應(yīng)力測(cè)試共檢測(cè)3個(gè)部位，10個(gè)點(diǎn)各2個(gè)方向殘余應(yīng)力，即：

a. 3個(gè)部位分別為已退火的一條縱向焊縫A，一條對(duì)接未退火的環(huán)向焊縫B（在筒體*高處）和其對(duì)應(yīng)180°的未退火的環(huán)向焊縫C（在筒體*低處）。

b .10個(gè)點(diǎn)為焊縫A部位中焊縫中心線(xiàn)一點(diǎn)，焊縫熔合線(xiàn)一點(diǎn)和熱影響區(qū)一點(diǎn)，共3點(diǎn)；焊縫B部位為焊縫中心線(xiàn)一點(diǎn)，焊縫熔合線(xiàn)中兩平行線(xiàn)上各一點(diǎn)和熱影響區(qū)一點(diǎn)，共4點(diǎn)；焊縫C部位為焊縫中心線(xiàn)一點(diǎn)，焊縫熔合線(xiàn)一點(diǎn)和熱影響區(qū)一點(diǎn)，共3點(diǎn)。

C .每一測(cè)試點(diǎn)測(cè)試2個(gè)方向殘余應(yīng)力，一個(gè)方向?yàn)檠睾缚p方向，另一個(gè)方向?yàn)榇怪焙缚p方向。

振動(dòng)時(shí)效處理

準(zhǔn)備

a. 用橡膠墊支撐筒體；

b. 激振器剛性地固定在筒體中心部位腰形孔上；

c. 拾振器固裝在未退火的對(duì)接環(huán)向焊縫附近。

筒體試振

a. 選擇激振器偏心檔位，采用手動(dòng)旋鈕尋找檔位，工分別試找了2、3、4、5、8檔位；

b. 進(jìn)行*一次掃頻，找出共振的頻率及動(dòng)應(yīng)力峰值的大??；

c. 選擇*大的共振頻率作為主振頻率。

筒體主振

a. 進(jìn)行振前掃頻，記錄振前的振幅頻率（A-F）曲線(xiàn)；

b. 主振筒體，記錄振幅時(shí)間（A-T）曲線(xiàn)；

c. 進(jìn)行振后掃頻，記錄振幅頻率（A-F）曲線(xiàn)。

筒體振動(dòng)控制方法為自動(dòng)振動(dòng)31min；手動(dòng)控制振動(dòng)50min。

筒體振動(dòng)結(jié)果與振動(dòng)時(shí)效效果分析

根據(jù)振動(dòng)過(guò)程中的振幅時(shí)間（A-T）曲線(xiàn)和振幅頻率（A-F）曲線(xiàn)變化監(jiān)測(cè)可知：振幅時(shí)間（A-T）曲線(xiàn)上升后變平；振幅頻率（A-F）曲線(xiàn)振后的比振前的峰值點(diǎn)左移；振幅頻率（A-F）曲線(xiàn)振后的比振前的峰值升高。

根據(jù)JB/T5926-2005標(biāo)準(zhǔn)中4、1、2款的判定依據(jù)，滿(mǎn)足其5條中的一條即為達(dá)到振動(dòng)時(shí)效工藝效果，而此次振動(dòng)時(shí)效上述3條均為滿(mǎn)足5條中的一條，所以本次振動(dòng)時(shí)效有效，達(dá)到了振動(dòng)時(shí)效工藝效果。

振動(dòng)時(shí)效處理后殘余應(yīng)力測(cè)試

殘余應(yīng)力測(cè)試部位、點(diǎn)數(shù)、應(yīng)力方向、殘余應(yīng)力測(cè)試方法均與振動(dòng)時(shí)效處理前殘余應(yīng)力測(cè)試方法相同。

測(cè)試結(jié)果分析

從筒體殘余應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)可以得出：

1. 未退火焊縫振動(dòng)時(shí)效前殘余應(yīng)力*大達(dá)189MPa，振動(dòng)時(shí)效后其*大殘余應(yīng)力降為44MPa，接近退火焊縫振動(dòng)時(shí)效前*大殘余應(yīng)力值37MPa。

2. 未退火焊縫振動(dòng)時(shí)效前后殘余應(yīng)力降低值*大為124MPa，*大應(yīng)力降低百分?jǐn)?shù)為97.5%，說(shuō)明振動(dòng)時(shí)效對(duì)殘余應(yīng)力的消除作用是顯著的。

3. 未退火焊縫振動(dòng)時(shí)效處理后，殘余應(yīng)力基本都降低，效果明顯。

4. 未退火焊縫中平行焊縫均受拉應(yīng)力，振動(dòng)時(shí)效后，殘余應(yīng)力值下降迅速。

5. 振動(dòng)時(shí)效設(shè)備對(duì)大型磨機(jī)筒體的焊縫殘余應(yīng)力消除是有一定作用的，其在某相同部位及相同方向殘余應(yīng)力降低平均值在40-99MPa，平均降低應(yīng)力48%-76%。

6. 未退火焊縫中焊縫中心線(xiàn)與熔合線(xiàn)部分區(qū)域的垂直焊縫殘余壓應(yīng)力有增加趨勢(shì)，我們認(rèn)為此壓應(yīng)力對(duì)焊縫在正常工況下是有利的。