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振動時效的特點及其發(fā)展概況
 
一、振動時效工藝的簡單程序
振動處理技術(shù)又稱做振動消除應(yīng)力，在我國又稱做振動時效。它是將一個具有偏心重塊的電機系統(tǒng)（稱做激振器）安放在構(gòu)件上，并將構(gòu)件用橡皮墊等彈性物體支承，如圖2.1所示。通過控制器起動電機并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，使構(gòu)件處于共振狀態(tài)。約經(jīng)20~30分鐘的振動處理即可達到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。
可見，用振動時效技術(shù)是十分簡單和可行的。
二、振動時效工藝特點
振動時效之所以能夠部分地取代熱時效，是由于該項技術(shù)具有一些明顯的特點。
1．機械性能顯著提高
經(jīng)過振動處理的構(gòu)件其殘余應(yīng)力可以被消除30%~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，提高機械質(zhì)量。
2．適用性強
由于設(shè)備簡單易于搬動，因此可以在任何場地上進行現(xiàn)場處理。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)件都可使用振動時效技術(shù)。特別是對一些大型構(gòu)件無法使用熱時效處理時，振動時效就具有更加突出的優(yōu)越性。
3．節(jié)省時間、能源和費用
振動時效只需30分鐘即可進行下道工序。而熱時效至少需一至二天以上，且需大量的煤油、電等能源。因此，相對于熱時效來說，振動時效可節(jié)省能源90%以上，可節(jié)省費用90%以上，特別是可以節(jié)省建造大型燜火窯的巨大投資。
三、振動時效工藝的發(fā)展及應(yīng)用
用振動的方法消除金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力技術(shù)，于1900年在美國就取得了專利。但由于人們長期使用熱時效，加上當(dāng)時對振動消除應(yīng)力的機理還不十分明確，且高速電機尚未出現(xiàn)造成設(shè)備沉重、調(diào)節(jié)不便，因此該項技術(shù)一直未得到發(fā)展和應(yīng)用。
直到60年代由于能源危機，美國、英國、日本、聯(lián)邦德國等國才又開始研究振動時效的機理和應(yīng)用工藝。特別是到70年代由于可調(diào)高速電機的出現(xiàn)，推動了振動消除應(yīng)力裝置（VSR系統(tǒng)）的發(fā)展：1973年英國制成手提式VSR系統(tǒng)即VCM80，后來美國馬丁工程公司也研制出比較先進的設(shè)備LT-100R型VSR系統(tǒng)。法國和蘇聯(lián)也分別生產(chǎn)出PSV型和NB型VSR系統(tǒng)。這些比較先進的激振裝置，促進了振動消除應(yīng)力工藝的發(fā)展和應(yīng)用。
國內(nèi)開展這項工作比較晚，首先由孫照清總工程師等老一輩的工程技術(shù)專家74年出國考察訪問時，把這項技術(shù)帶回國內(nèi)，并開始在機械部、航空部研究一直，并于“六五”期間在機械部提出的攻關(guān)課題之一----------提高機床鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的大課題里面確定了“振動時效可行性研究”這一子課題，并指定由北京擊穿研究所和四大機床廠來完成這一課題，我們在七九年自行研制成功交流串激式振動時效簡易設(shè)備的基礎(chǔ)上不斷地試驗研究，經(jīng)過幾年的努力與其他兄弟院所工廠一期取得了一定的成果，證明振動時效工藝的可行性，機床所大連理工大學(xué)、撫順石油機械學(xué)院等對機理也進行了較深入的研究。由于受當(dāng)時簡易設(shè)備的限制，一些工藝參數(shù)很難測得也限制了這項技術(shù)的研究和應(yīng)用，于是八五年機械部特批貳萬伍千美金，我們與美國馬丁公司合作引進了一整套當(dāng)時世界上最先進的VSR-790型振動時效設(shè)備及相關(guān)技術(shù)。為進一步推動振動時效工藝研究和設(shè)備的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。后來隨著使用振動時效設(shè)備的廠家不斷增多和不少院校對這項技術(shù)深入的研究。特別是九一年JB/T5926-91《振動時效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)的誕生，使得這項技術(shù)得以較快的推廣和發(fā)展，到目前為止，我國已有幾千臺振動時效設(shè)備投入使用，涉及領(lǐng)域包括機床、冶金、航空、航天、軍工、輕工、電力、紡織、風(fēng)機、建筑、造紙等機械制造行業(yè)。