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Aperçu du dispositif de vieillissement aux vibrations

Un dispositif de vieillissement par Vibration est un dispositif spécialisé qui élimine ou réduit les contraintes résiduelles à l'intérieur d'un élément métallique en appliquant une énergie de vibration périodique. Son principe de fonctionnement est basé sur la théorie de la résonance, par laquelle le composant est mis en résonance à l'aide d'un excitateur, au cours duquel les contraintes résiduelles à l'intérieur du composant se superposent aux contraintes vibratoires, une déformation plastique microscopique se produit lorsque les contraintes résultantes dépassent la limite d'élasticité du matériau, permettant La libération et l'homogénéisation des contraintes. Avec des avantages significatifs tels que l'économie d'énergie, l'efficacité, l'absence de pollution environnementale, la technologie est largement utilisée dans la fabrication de machines, l'aérospatiale, la marine, les récipients à pression, les équipements éoliens et d'autres domaines, ce qui peut améliorer efficacement la stabilité dimensionnelle, la résistance à la fatigue et la durée de vie des composants, en remplacement du processus de vieillissement thermique traditionnel.

Principales composantes et fonctions

1. Excitateur

Le vibromasseur est le composant moteur central du dispositif de vieillissement vibratoire, dont la fonction est de transformer l'énergie électrique en énergie mécanique, en appliquant des forces d'excitation périodiques à la pièce à traiter. Selon la forme structurelle différente, les excitateurs communs sont de type bloc excentrique, type électromagnétique, etc. Un excitateur de type bloc excentrique génère une force centrifuge en entraînant la rotation de la masse excentrique par l'intermédiaire d'un moteur électrique, modifiant la position relative ou la vitesse de rotation du bloc excentrique pour ajuster la taille et la fréquence de la force d'excitation; Les excitateurs électromagnétiques utilisent le principe de l'induction électromagnétique pour générer une force alternative. Les excitateurs sont généralement équipés de moyens de liaison rigides ou flexibles pour une liaison fiable avec des pièces de formes et de tailles différentes, assurant un transfert efficace de l'énergie vibratoire.

2. Systèmes de contrôle et de mesure

Le système de contrôle et de mesure est un dispositif de vieillissement par Vibration“Le cerveau« etResponsable de la définition des paramètres, de la surveillance en temps réel, de la collecte et du traitement des données tout au long du processus de prescription. Il comprend principalement les modules clés suivants:

• Unité de contrôle: avec microprocesseur ouPLCEn tant que Contrôleur de base, l'utilisateur peut définir des paramètres de processus tels que la plage de fréquence d'excitation, la vitesse de balayage, le temps de vieillissement, la force d'excitation, etc. via l'écran tactile ou en appuyant sur une touche, et réaliser une commutation de mode de contrôle automatique ou manuelle.

• Capteurs: comprend un capteur d'accélération et un capteur de vitesse, généralement installés à des endroits clés de la pièce, pour l'acquisition en temps réel des signaux de réponse aux vibrations de la pièce (tels que l'amplitude, la fréquence, l'accélération des vibrations, etc.), fournissant une base au système pour juger du point de résonance et surveiller l'effet de vieillissement.

• Module d'acquisition et d'analyse de données: filtrage, amplification des signaux acquis par les capteurs,A/DAprès la conversion, l'analyse spectrale, l'analyse dans le domaine temporel et d'autres traitements sont effectués pour identifier automatiquement la fréquence propre de la pièce (fréquence de résonance) et tracer la courbe de vibration (par exemple, la courbe Amplitude - fréquence, la courbe de vibration dans le domaine temporel), reflétant visuellement les changements de caractéristiques de vibration pendant le vieillissement.

• Mécanisme de régulation du feedback: la fréquence de sortie et la force d'excitation du vibromasseur sont automatiquement ajustées en fonction de l'écart des paramètres de vibration surveillés en temps réel par rapport à la valeur de consigne, ce qui garantit que la pièce est toujours soumise à un traitement de vieillissement dans un état de résonance optimal.

3. Système de soutien

Le système de support est utilisé pour soutenir la pièce de manière stable dans une position appropriée, permettant à la pièce de vibrer librement pendant la vibration, évitant les contraintes rigides affectant l'effet de résonance. Le choix du mode de support doit être déterminé en fonction de la forme, du poids et des caractéristiques structurelles de la pièce, et les moyens de support courants sont les supports élastiques (par exemple, les coussinets en caoutchouc, les supports à ressort) et les supports rigides (par exemple, les supports réglables). Le support élastique peut isoler efficacement la transmission des vibrations au sol, réduisant ainsi l'impact sur l'environnement environnant; Le support rigide convient aux pièces lourdes et de grande taille, assurant la stabilité du support. Le nombre et l'emplacement des points d'appui sont d'une importance capitale et doivent généralement être choisis dans les noeuds de la pièce ou dans des endroits où le déplacement des vibrations est faible afin d'éviter toute perturbation du mode de vibration de la pièce par l'appui.

4. dispositif auxiliaire

• Installation de connexion: conception de pinces de connexion spéciales ou de tiges supérieures en fonction de la forme de la pièce, assurant une liaison rigide entre l'excitateur et la pièce, réduisant ainsi la perte d'énergie de vibration.

• Dispositifs de protection de sécurité: y compris le bouton d'arrêt d'urgence, la protection contre les surcharges, la protection contre les fuites, etc., lorsque l'équipement présente des conditions anormales (telles que la surcharge, la vitesse excessive, la défaillance du capteur), il peut rapidement couper l'alimentation, assurer la sécurité de l'équipement et du personnel d'exploitation. Certaines unités sont également équipées d'un bouclier acoustique ou d'un bouclier qui réduit le bruit de vibration et empêche les mouvements accidentels de la pièce pendant les vibrations.

• Système de puissance: fournir une alimentation électrique stable pour les excitateurs, les systèmes de contrôle, etc., qui comprennent généralement une alimentation régulée en tension et une alimentation d'entraînement du moteur, assurant un fonctionnement stable de l'équipement sous différentes fluctuations de tension du réseau électrique.

Processus de travail

1. Clips de montage et support

Choisissez le mode de support approprié et le point de support en fonction des caractéristiques structurelles de la pièce, placez la pièce en douceur sur le système de support, assurez - vous que la pièce est dans un état libre ou proche de l'état libre. Le vibromasseur est ensuite solidement installé à l'endroit de la pièce où il est excité (on choisit généralement un endroit où la réponse aux vibrations est importante, par exemple au milieu de la pièce ou près du Centre de gravité) en reliant l'outillage et un capteur d'accélération est installé au point de surveillance de la pièce.

2. Paramètres et balayage

Démarrez le système de contrôle et de mesure et entrez les informations de base de la pièce (par exemple, le matériau, le poids, le type de structure) et les paramètres du processus (par exemple, le délai de prescription prévu). Le système passe en mode balayage et contrôle les excitateurs dans une plage de fréquences définie (généralement10 à 1000Hz), un balayage continu est effectué, tandis que le signal de réponse vibratoire de la pièce est acquis au moyen de capteurs. Pendant le balayage, le système Dessine automatiquement une courbe Amplitude - fréquence qui augmente considérablement lorsque la fréquence d'excitation est proche de la fréquence propre de la pièce, identifiant ainsi le point de fréquence de résonance de la pièce.

3. Traitement de vieillissement par résonance

Après avoir déterminé la fréquence de résonance, le système verrouille la fréquence de sortie du résonateur sur cette fréquence de résonance et commence le traitement formel de vieillissement en fonction de la force d'excitation et du temps de vieillissement fixés. Pendant le vieillissement, la pièce produit un grand déplacement vibratoire à l'état de résonance et les contraintes résiduelles internes sont progressivement libérées et redistribuées. Le système de contrôle et de mesure surveille en temps réel l'évolution des paramètres vibratoires (amplitude, fréquence, accélération des vibrations) et enregistre les courbes de vieillissement via un module d'acquisition de données permettant aux opérateurs de surveiller le processus de vieillissement en temps réel via un écran d'affichage.

4. Test d'effet et fin

Une fois le délai de prescription fixé atteint, le système arrête automatiquement l'excitation. Pour évaluer l'effet du vieillissement, le test de balayage peut être effectué à nouveau en comparant les variations de la courbe d'amplitude avant et après le vieillissement (par exemple, le mouvement du pic de résonance, les variations d'amplitude) ou en utilisant une méthode de test de contrainte (par exemple, la méthode des trous borgnes, la méthode des trous borgnes, la méthode des trous borgnes, la méthode des trous borgnes).XDiffractométrie des rayons) mesure directement l'amplitude de la diminution des contraintes résiduelles à l'intérieur de la pièce. Si l'effet satisfait aux exigences, l'ensemble du processus de vieillissement vibratoire prend fin; En cas de non - conformité, les paramètres du processus (par exemple, allongement du délai de prescription, modification de la force d'excitation) peuvent être ajustés pour reprendre le traitement de vieillissement.

Caractéristiques techniques et avantages

1. Haute efficacité énergétique

Par rapport au vieillissement thermique traditionnel (chauffage de la pièce à usiner à500-650℃Et garder au chaud pendant des heures), le vieillissement par vibration ne nécessite pas de chauffage à haute température de la pièce, peut économiser beaucoup d'énergie (le taux d'économie d'énergie peut atteindre80% - 90%), tout en réduisant considérablement le temps de traitement (généralement30Minutes à2Heures), améliore considérablement l'efficacité de la production.

2. Aucune pollution environnementale

Le processus de vieillissement par vibration ne produit pas de gaz d'échappement, d'eaux usées, de déchets et d'autres polluants, et il n'y a pas de problèmes d'oxydation, de décarbonation et d'autres problèmes causés par le chauffage à haute température, il n'y a pas d'effet néfaste sur le matériau et la qualité de surface de la pièce, conformément aux exigences de fabrication verte et de protection de l'environnement.

3. Large gamme d'application

Il peut traiter des pièces métalliques de toutes formes et de toutes tailles, des petites pièces de quelques kilogrammes aux grandes pièces de structure soudées de plusieurs centaines de tonnes, des pièces moulées, des pièces forgées, etc., en particulier pour les pièces de grande taille, complexes, à parois minces et les pièces qui ne sont pas adaptées au vieillissement thermique (telles que les lits de machines - outils de précision, les grands récipients à pression, les brides éoliennes, etc.).

4. Améliorer les performances de la pièce

En éliminant ou en réduisant les contraintes résiduelles, il peut améliorer efficacement la stabilité dimensionnelle de la pièce et réduire les déformations lors de l'usinage et de l'utilisation ultérieurs; En même temps, améliorer la structure organisationnelle interne de la pièce, améliorer sa résistance à la fatigue et sa résistance à la corrosion, prolonger la durée de vie du produit.

5. Opération facile et flexible

L'équipement est relativement petit et mobile, ce qui facilite le travail sur le site de l'atelier ou sur le chantier d'installation. Le niveau d'automatisation du système de contrôle est élevé, le personnel d'exploitation peut prendre ses fonctions après une formation simple et les paramètres du processus peuvent être facilement ajustés et optimisés.

Tendances du développement

• Intelligence et automatisation: algorithme d'intelligence artificielle intégré pour réaliser l'optimisation automatique et le contrôle adaptatif des paramètres du processus, combiné à la technologie de vision industrielle pour réaliser l'automatisation du positionnement des pinces de montage, améliorer encore le niveau d'intelligence de l'équipement et l'efficacité du traitement.

• Intégration multifonctionnelle: développement d'un système complet intégrant le vieillissement par vibration, la détection de stress, l'analyse de données et la génération de rapports, permettant un contrôle en boucle fermée complet et une traçabilité de la qualité du processus de vieillissement.

• Légèreté et portabilité: développer des excitateurs miniaturisés et légers et des systèmes de contrôle portables pour les besoins de traitement sur site de grandes pièces, améliorant la mobilité et la flexibilité de l'équipement.

• Mise à niveau de la technologie verte d'économie d'énergie: adopter des moteurs et des systèmes d'entraînement efficaces et économes en énergie, optimiser l'algorithme de contrôle et réduire davantage la consommation d'énergie de l'équipement, tout en développant des excitateurs à faible bruit et en améliorant l'environnement de travail.

• Élargir les domaines d'application: explorer l'application des techniques de vieillissement par vibration à l'élimination des contraintes résiduelles sur les matériaux non métalliques tels que les éléments composites, ainsi que les techniques de vieillissement par micro - vibration dans les domaines de l'instrumentation de précision, de l'électronique, etc.

  Le dispositif de vieillissement par Vibration en tant que technologie d'élimination des contraintes résiduelles joue un rôle de plus en plus important dans la production industrielle moderne, et avec l'innovation et le développement continus de la technologie, ses perspectives d'application seront plus larges.

Machine de vieillissement par vibrations Équipement de vieillissement par vibrations Prix de prescription des vibrations Fabricant de prescription de vibrationsPrincipe de vieillissement par Vibration: de l'analyse du processus de vieillissement par vibration, la vibration pendant une demi - heure, la pièce a généré des dizaines de milliers de vibrations Sub - résonantes, produisant nécessairement une déformation plastique microscopique, et la déformation a tendance à se stabiliser, la contrainte résiduelle a diminué Bas et homogénéisé, en équilibre. D'autre part, la pièce dans le processus d'installation et d'utilisation de la machine, ne sera pas dans un état de résonance, ne supportera pas l'action d'une force extérieure plus grande que la force de résonance, de sorte que la pièce après le vieillissement vibratoire, ne sera plus Le stress est maintenant déformé.

Vibration Appareil de prescription mobileMachine de vieillissement par vibration, appareil de vieillissement par vibration, appareil de vieillissement par vibration, appareil de vieillissement par vibration à partir de l'analyse de la contrainte dynamique dans le processus de vibration, dans le vieillissement par vibration, la pièce sera soumise à une action de contrainte dynamique alternative plus importante, cette contrainte dynamique est superposée à La contrainte résiduelle, après avoir atteint une certaine valeur numérique, dans le site de la concentration de contrainte, la limite d'élasticité sera dépassée pour produire une déformation plastique, réduisant ainsi la contrainte résiduelle là, de sorte que la déformation de contrainte peut être efficacement empêchée. Le vieillissement par vibration, la machine de vieillissement par vibration, le dispositif de vieillissement par vibration, le vibrateur de vieillissement par vibration, le processus de vieillissement par vibration de l'équipement de vieillissement par Vibration est utilisé pour éliminer les contraintes sur la soudure, la fonderie, le forgeage et d'autres pièces métalliques, principalement divisé en plusieurs Séries de vieillissement par Vibration intelligent, de vieillissement par Vibration entièrement automatique, de vieillissement par Vibration économique, etc., améliorant le coût élevé du traitement de vieillissement thermique traditionnel, le cycle de vieillissement long, le processus fastidieux et d'autres inconvénients, pour vraiment faire vert, protection de l'environnement, économie d'énergie, opération facile et Réduire La raison pour laquelle le vieillissement par Vibration peut remplacer partiellement le vieillissement thermique est due à certaines caractéristiques évidentes de cette technologie.

1. Les propriétés mécaniques améliorent considérablement les composants traités par Vibration dont la contrainte résiduelle peut être éliminée d'environ 30% ~ 80%, la zone de contrainte de traction élevée est éliminée plus que la zone de contrainte inférieure. Il est ainsi possible d'améliorer la résistance à l'utilisation et la durée de vie en fatigue et de réduire la corrosion sous contrainte. Il est possible d'éviter ou de réduire l'apparition de fissures microscopiques dues à des processus technologiques tels que le traitement thermique, le soudage, etc. Peut améliorer la capacité de l'organe à résister à la déformation, stabiliser la précision de l'organe et améliorer la qualité mécanique.

2. Forte applicabilité en raison de l'équipement simple et facile à déplacer, il peut être traité sur place sur n'importe quel site. Il n'est pas limité par la taille et le matériau des éléments, et la technologie de vieillissement par Vibration est disponible pour des éléments allant de quelques dizaines de kilogrammes à plusieurs centaines de tonnes. En particulier, lorsque le traitement de vieillissement thermique n'est pas disponible pour certains composants de grande taille, le vieillissement par Vibration a un caractère plus proéminent.

3. Gain de temps, d'énergie et de coûts le délai de prescription des vibrations ne prend que 30 minutes pour le processus suivant. Et le vieillissement thermique prend au moins un à deux jours et nécessite beaucoup de kérosène, d'électricité et d'autres sources d'énergie. Ainsi, par rapport au vieillissement thermique, le vieillissement par Vibration permet d’économiser plus de 90% d’énergie, peut permettre d’économiser plus de 90% de dépenses et surtout peut permettre d’économiser un investissement important dans la construction de grands fours à feu.

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