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Resumen del dispositivo de envejecimiento por vibración

El dispositivo de envejecimiento por vibración es un dispositivo especial para eliminar o reducir las tensiones residuales en el interior de los componentes metálicos aplicando energía de vibración periódica. Su principio de funcionamiento se basa en la teoría de la resonancia, que hace que el componente produzca resonancia a través de un vibrador. durante el proceso de resonancia, el estrés residual y el estrés vibratorio en el interior del componente se superponen. cuando el estrés sintético supera el límite de rendimiento del material, se produce una deformación microplástica, logrando así la liberación y homogeneización del estrés. Esta tecnología tiene ventajas obvias como ahorro de energía, alta eficiencia y no contaminación ambiental, y es ampliamente utilizada en la fabricación de maquinaria, aeroespacial, buques, recipientes a presión, equipos eólicos y otros campos, lo que puede mejorar efectivamente la estabilidad dimensional, la resistencia a la fatiga y la vida útil de los componentes y reemplazar el proceso tradicional de envejecimiento térmico.

Principales componentes y funciones

1. Emocionante

El Vibrador es el componente de potencia central del dispositivo de envejecimiento por vibración, cuya función es convertir la energía eléctrica en energía mecánica y aplicar una fuerza de excitación periódica a la pieza de trabajo tratada. Según la forma estructural, los vibradores comunes son de tipo bloque excéntrico, tipo electromagnético y otros tipos. El Vibrador de bloque excéntrico conduce el bloque de masa excéntrico a girar a través del motor para producir fuerza centrífuga, cambiando la posición relativa del bloque excéntrico o la velocidad de rotación para ajustar el tamaño y la frecuencia de la fuerza excitante; El emocionante electromagnético utiliza el principio de inducción electromagnética para producir fuerza alterna. Los vibradores suelen estar equipados con dispositivos de conexión rígidos o flexibles para conectarse de manera confiable a piezas de trabajo de diferentes formas y tamaños, asegurando una transmisión efectiva de energía de vibración.

2. Sistema de control y medición

El sistema de control y medición es un dispositivo de envejecimiento por vibración.“Cerebro",Responsable de la configuración de parámetros, monitoreo en tiempo real, adquisición y procesamiento de datos de todo el proceso de prescripción. Incluye principalmente los siguientes módulos clave:

• Unidad de control: con microprocesadores odel PLCComo controlador central, el usuario puede configurar el rango de frecuencia de excitación, la velocidad de escaneo, el tiempo de prescripción, la fuerza de excitación y otros parámetros del proceso a través de la pantalla táctil o las teclas, y realizar el cambio del modo de control automático o manual.

• sensor: incluye sensores de aceleración y sensores de velocidad, generalmente instalados en partes clave de la pieza de trabajo, para recoger señales de respuesta a la vibración de la pieza de trabajo en tiempo real (como amplitud, frecuencia, aceleración a la vibración, etc.), proporcionando una base para que el sistema juzgue los puntos de resonancia y monitoree el efecto de tiempo.

• Módulo de adquisición y análisis de datos: filtrar, amplificar las señales recogidas por los sensores,A/DDespués de la conversión, se realiza el análisis espectral, el análisis de dominio de tiempo y otros procesos para identificar automáticamente la frecuencia natural (frecuencia de resonancia) de la pieza de trabajo, y se dibujan curvas de vibración (como la curva de frecuencia de amplitud y la curva de vibración de dominio de tiempo) para reflejar intuitivamente los cambios en las características de vibración Durante el proceso de Envejecimiento.

• Mecanismo de regulación de retroalimentación: de acuerdo con la desviación entre los parámetros de vibración monitoreados en tiempo real y el valor establecido, la frecuencia de salida y la fuerza de excitación del Vibrador se ajustan automáticamente para garantizar que la pieza de trabajo siempre lleve a cabo el tratamiento de envejecimiento en el mejor estado de resonancia.

3. Sistema de soporte

El sistema de soporte se utiliza para apoyar firmemente la pieza de trabajo en una posición adecuada, para que la pieza de trabajo pueda vibrar libremente durante el proceso de vibración y evitar que las restricciones rígidas afecten el efecto de resonancia. La selección del modo de soporte debe determinarse en función de la forma, el peso y las características estructurales de la pieza de trabajo. los métodos comunes de soporte son soporte elástico (como almohadillas de goma, soporte de resorte) y soporte rígido (como soporte ajustable). El soporte elástico puede aislar eficazmente la transmisión de vibraciones al suelo y reducir el impacto en el entorno circundante; El soporte rígido es adecuado para piezas de trabajo grandes y pesadas para garantizar la estabilidad del soporte. El número y la ubicación de los puntos de apoyo son esenciales y, por lo general, se debe seleccionar en los segmentos de la pieza o en las Partes con menor desplazamiento de vibración para evitar la interferencia del soporte en el modo de vibración de la pieza.

4. Dispositivos auxiliares

• Herramientas de conexión: diseñar una pinza de conexión especial o una barra superior de acuerdo con la forma de la pieza de trabajo para garantizar la conexión rígida entre el Vibrador y la pieza de trabajo y reducir la pérdida de energía de vibración.

• Dispositivos de protección de Seguridad: incluye botones de parada de emergencia, protección contra sobrecarga, protección contra fugas, etc. cuando el equipo presenta condiciones anormales (como sobrecarga, exceso de velocidad, falla del sensor), puede cortar rápidamente la fuente de alimentación para garantizar la seguridad del equipo y el operador. Algunos dispositivos también están equipados con cubiertas insonorizadas o protectoras para reducir el ruido de vibración y evitar el movimiento accidental de la pieza de trabajo durante la vibración.

• Sistema de alimentación: proporcionar un suministro estable de energía eléctrica a los excitadores, sistemas de control, etc., generalmente incluyendo una fuente de alimentación estabilizada y una fuente de alimentación impulsada por motores, para garantizar que el equipo funcione de manera estable bajo diferentes fluctuaciones de voltaje de la red eléctrica.

Flujo de trabajo

1. Fijación y soporte de piezas de trabajo

De acuerdo con las características estructurales de la pieza de trabajo, se selecciona el modo de soporte adecuado y el punto de soporte, y la pieza de trabajo se coloca sin problemas en el sistema de soporte para garantizar que la pieza de trabajo esté en Estado libre o cerca de Estado libre. A continuación, el Vibrador se instala firmemente en la posición de excitación de la pieza de trabajo conectando la herramienta (generalmente se seleccionan las Partes con mayor respuesta de vibración, como el Centro de la pieza de trabajo o cerca del Centro de gravedad), y se instala un sensor de aceleración en el punto de monitoreo de la pieza de trabajo.

2. Configuración de parámetros y frecuencia de escaneo

Iniciar el sistema de control y medición, introducir la información básica de la pieza de trabajo (como material, peso, tipo de estructura) y los parámetros del proceso (como el tiempo de envejecimiento esperado). El sistema entra en el modo de barrido y controla el Vibrador dentro del rango de frecuencia establecido (generalmente10-1000Hz) realizar un escaneo continuo de frecuencia y, al mismo tiempo, recoger la señal de respuesta a la vibración de la pieza de trabajo a través de sensores. Durante el proceso de barrido de frecuencia, el sistema dibuja automáticamente la curva de amplitud y frecuencia, y cuando la frecuencia de excitación está cerca de la frecuencia natural de la pieza de trabajo, la amplitud aumentará significativamente, identificando así el punto de frecuencia de resonancia de la pieza de trabajo.

3. Tratamiento de envejecimiento por resonancia

Después de determinar la frecuencia de resonancia, el sistema bloquea la frecuencia de salida del emocionante en esta frecuencia de resonancia y comienza el tratamiento formal de envejecimiento de acuerdo con la fuerza de excitación y el tiempo de envejecimiento establecidos. Durante el proceso de envejecimiento, la pieza de trabajo produce un mayor desplazamiento vibratorio en estado de resonancia, y el estrés residual interno se libera y redistribuye gradualmente. El sistema de control y medición monitorea los cambios en los parámetros de vibración (amplitud, frecuencia, aceleración de vibración) en tiempo real, y registra la curva de envejecimiento a través del módulo de adquisición de datos, y el operador puede monitorear el proceso de envejecimiento en tiempo real a través de la pantalla de visualización.

4. Inspección y fin del efecto

Después de alcanzar el tiempo de prescripción establecido, el sistema detiene automáticamente la excitación. Para evaluar el efecto del envejecimiento, se puede realizar de nuevo la prueba de frecuencia de barrido comparando los cambios en la curva de frecuencia de amplitud antes y después del envejecimiento (como el Movimiento de picos de resonancia, los cambios de amplitud) o utilizando métodos de prueba de estrés (como el método del agujero ciego,XMétodo de difracción de rayos x) medición directa de la reducción de la tensión residual en el interior de la pieza de trabajo. Si el efecto cumple con los requisitos, todo el proceso de envejecimiento de la vibración termina; Si no se cumplen los estándares, se pueden ajustar los parámetros del proceso (como prolongar el tiempo de prescripción y cambiar la fuerza de excitación) para volver a prescribir.

Características y ventajas técnicas

1. Eficiente y ahorrador de energía

En comparación con el envejecimiento térmico tradicional (calentar la pieza de trabajo a500-650℃Y mantener el calor durante varias horas), el envejecimiento de la vibración no necesita calentar la pieza de trabajo a alta temperatura, lo que puede ahorrar mucha energía (la tasa de ahorro de energía puede alcanzar80% - 90%), al mismo tiempo, se reduce considerablemente el tiempo de procesamiento (generalmente30Minutos a2Horas), lo que mejora significativamente la eficiencia de la producción.

2. Sin contaminación ambiental

Durante el proceso de envejecimiento por vibración, no se producen gases residuales, aguas residuales, residuos y otros contaminantes, ni problemas de oxidación y descarbonización provocados por el calentamiento a alta temperatura, que no tienen efectos adversos en el material y la calidad de la superficie de la pieza de trabajo, y cumplen con los requisitos de fabricación verde y protección del medio ambiente.

3. Amplia gama de aplicaciones

Puede manejar componentes metálicos de varias formas y tamaños, desde piezas pequeñas de varios kilogramos hasta cientos de toneladas de piezas estructurales soldados grandes, piezas fundidas, piezas forjadas, etc., especialmente adecuadas para piezas grandes, complejas, de paredes delgadas y piezas de trabajo que no son adecuadas para el envejecimiento térmico (como camas de máquinas herramienta de precisión, grandes recipientes a presión, pestañas eólicas, etc.).

4. Mejorar el rendimiento de la pieza de trabajo

Al eliminar o reducir el estrés residual, se puede mejorar efectivamente la estabilidad dimensional de la pieza de trabajo y reducir la deformación durante el procesamiento y uso posteriores; Al mismo tiempo, se mejora la estructura organizativa interna de la pieza de trabajo, se mejora su resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosión, y se prolonga la vida útil del producto.

5. Fácil y flexible de operar

El equipo es relativamente pequeño y tiene una fuerte movilidad, lo que facilita las operaciones en el sitio del taller o en el sitio de instalación. El sistema de control está altamente automatizado, los operadores pueden trabajar después de una simple formación, y los parámetros del proceso son fáciles de ajustar y optimizar.

Tendencias de desarrollo

• Inteligencia y automatización: integrar algoritmos de inteligencia artificial para lograr la optimización automática y el control adaptativo de los parámetros del proceso, combinar la tecnología de visión artificial para realizar la automatización del posicionamiento de la pieza de trabajo, mejorar aún más el nivel de inteligencia y la eficiencia del procesamiento del equipo.

• Integración multifuncional: desarrollar un sistema integral que integre el envejecimiento de las vibraciones, la detección de estrés, el análisis de datos y la generación de informes para lograr el control de circuito cerrado completo y la trazabilidad de la calidad del proceso de Envejecimiento.

• Ligero y portátil: En respuesta a las necesidades de procesamiento in situ de piezas de trabajo grandes, se desarrollan vibradores miniaturizados y ligeros y sistemas de control portátiles para mejorar la movilidad y flexibilidad de los equipos.

• Actualización de la tecnología de ahorro de energía verde: adoptar motores y sistemas de accionamiento de alta eficiencia y ahorro de energía, optimizar los algoritmos de control, reducir aún más el consumo de energía del equipo, y al mismo tiempo desarrollar vibradores de bajo ruido para mejorar el entorno de trabajo.

• Ampliar el campo de aplicación: explorar la aplicación de la tecnología de envejecimiento por vibración en la eliminación de tensiones residuales en materiales no metálicos (como componentes de materiales compuestos), así como la tecnología de envejecimiento por microvibración en instrumentos de precisión, equipos electrónicos y otros campos.

  Como tecnología de eliminación de tensión residual, el dispositivo de envejecimiento por vibración desempeña un papel cada vez más importante en la producción industrial moderna. con la innovación y el desarrollo continuos de la tecnología, sus perspectivas de aplicación serán más amplias.

Equipo de envejecimiento de vibración de la máquina de envejecimiento de vibración Precio de envejecimiento por vibración Fabricante de envejecimiento por vibraciónPrincipio de envejecimiento por vibración: a partir del análisis del proceso de envejecimiento por vibración, en media hora de vibración, la pieza de trabajo produce decenas de miles de vibraciones de subresonancia, lo que inevitablemente producirá una deformación microplástica, y la deformación se ha estabilizado y la tensión residual ha disminuido. Bajo y uniforme, en estado de equilibrio. Por otro lado, durante el uso de la máquina instalada, la pieza de trabajo no estará en un Estado de resonancia y no soportará la acción de fuerzas externas más grandes que la fuerza de resonancia, por lo que la pieza de trabajo después del envejecimiento de la vibración no volverá a salir. Ahora el estrés está deformado.

Vibrar Prescriptor dinámicoLa máquina de envejecimiento de vibración, el dispositivo de envejecimiento de vibración, el Vibrador de envejecimiento, el equipo de envejecimiento de vibración analizan el estrés dinámico durante el proceso de vibración. al envejecimiento de vibración, la pieza de trabajo se somete a un mayor estrés dinámico alternativo, que se superpone al estrés residual. después de alcanzar un cierto valor, se produce una deformación plástica Más allá del límite de rendimiento en la parte donde se concentra el estrés, reduciendo así el estrés residual en ese lugar, evitando así eficazmente la deformación del estrés. El proceso de envejecimiento por vibración del equipo de envejecimiento por vibración se utiliza para eliminar el estrés de las piezas de trabajo metálicas como soldadura, fundición y forja, y se divide principalmente en varias series, como el envejecimiento por vibración inteligente, el envejecimiento por vibración totalmente automático y el envejecimiento por vibración económica, lo que mejora las deficiencias del alto costo del tratamiento tradicional de envejecimiento térmico, el largo ciclo de envejecimiento y el proceso engorroso, y realmente logra verde, protección del medio ambiente, ahorro de energía, operación simple y reducción del costo del tratamiento de Envejecimiento. La razón por la que el envejecimiento por vibración puede reemplazar parcialmente el envejecimiento térmico se debe a que esta tecnología tiene algunas características obvias.

1. las propiedades mecánicas de los componentes tratados con vibración han mejorado significativamente, y su tensión residual se puede eliminar de alrededor del 30% al 80%, y la zona de tensión de alta tensión se elimina más que la zona de tensión baja. Por lo tanto, se puede aumentar la resistencia al uso y la vida útil de fatiga y reducir la corrosión por esfuerzo. Puede prevenir o reducir la aparición de grietas microscópicas causadas por procesos como el tratamiento térmico y la soldadura. Puede mejorar la capacidad de resistencia a la deformación de los componentes, estabilizar la precisión de los componentes y mejorar la calidad mecánica.

2. fuerte aplicabilidad debido a que el equipo es simple y fácil de mover, se puede procesar en el sitio en cualquier sitio. No está limitado por el tamaño y el material de los componentes, y los componentes de decenas a cientos de toneladas pueden utilizar la tecnología de envejecimiento por vibración. Especialmente cuando algunos componentes grandes no pueden ser tratados con envejecimiento térmico, el envejecimiento de la vibración es más prominente.

3. el ahorro de tiempo, energía y costos, el envejecimiento de la vibración solo tarda 30 minutos en realizar el siguiente proceso. El envejecimiento térmico requiere al menos uno o dos días, y requiere una gran cantidad de queroseno, electricidad y otras fuentes de energía. Por lo tanto, en comparación con el Envejecimiento térmico, el envejecimiento por vibración puede ahorrar más del 90% de la energía y más del 90% de los costos, especialmente puede ahorrar una gran inversión en la construcción de grandes hornos de fuego.

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