Способ виброобработки конструкции для изменения напряженно- деформированного и структурного состояния ее материала

 

Использование: стабилизация размеров литых, кованых,сварных конструкций. Сущность: виброобработку конструкций производят путем многоточечного возбуждения ее резонансных колебаний последовательно на ряде резонансных частот, выявленных по предварительно записанной частотной характеристике конструкции. При виброобработке на каждой резонансной частоте последовательно используют каждый вибровозбудитель как задающий, а амплитуды и фазы возбуждающих сил остальных вибровозбудителей настраивают в соответствии с модой колебаний, возбуждаемой задающим вибровозбудителем. Описанная процедура обеспечивает получение более однородного поля остаточых напряжений в сложных геометрически и акустически неоднородных конструкциях. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к стабилизации геометрических размеров литых, кованых, сварных конструкций методами виброрезонансного нагружения.

Известны способы снятия остаточных напряжений в металлических деталях преимущественно замкнутого контура [1,2] включающие возбуждение в нескольких точках, при которых с целью повышения однородности снятия остаточных напряжений вибраторы устанавливают в узлах и осуществляют обработку конструкции посредством последовательного возбуждения или создания в детали бегущей волны по периметру кольца.

Недостатком этих способов является низкий уровень колебательной мощности, создаваемой в конструкции при последовательном включении вибраторов, в том числе, в режиме бегущей волны.

Известен и принят за прототип энергетический метод виброрезонансной обработки конструкции, заключающийся в том, что проводят сканирование всего частотного диапазона и запись частотной характеристики изделия, виброобработку на резонансном пике максимальной частоты в течение 10-20 мин до уменьшения силы тока, потребляемого двигателем, виброобработку на каждом резонансном пике в сторону уменьшения частоты по 3-5 мин на каждом пике, повторное сканирование всего частотного диапазона и сравнение результатов, полученных до и после виброобработки [3] Устройство, реализующее данный способ, содержит вибровозбудитель с двигателем постоянного тока и регулируемым дебалансом, акселератор, измерительный усилитель, регулируемый выпрямитель, индикатор частоты тока, амплитуды колебаний и самописец.

Недостаток указанного способа заключается в том, что для виброобработки крупных конструкций необходимо использование мощных вибровозбудителей, что приводит к росту их габаритов и усложнению устройств для крепления, а также по этому способу не обеспечиваются возможность регулирования циклических напряжений в процессе виброобработки и однородность поля остаточных напряжений после виброобработки сложных конструкций (обладающих геометрической и акустической неоднородностью).

Цель изобретения повышение качества виброобработки сложных геометрически и акустически неоднородных конструкций.

Это достигается тем, что виброобработку производят путем многоточечного возбуждения резонансных колебаний конструкции, при этом при виброобработке на каждой резонансной частоте последовательно используют каждый вибровозбудитель как задающий, а амплитуды и фазы возбуждающих сил остальных вибровозбудителей настраивают в соответствии с модой колебаний конструкции, возбуждаемой задающим вибровозбудителем.

На чертеже представлена схема реализации способа, по которой посредством фазорегуляторов 1 и2 бесконтактных синхронных двигателей 3 и 4, дебалансов 5 и 6, обрабатываемого изделия 7, источника питания 8 с регулируемыми напряжением и частотой, датчиками 9 контроля параметров вибрации, устройства 10 регистрации измерительных сигналов 10 после сканирования частотного диапазона и записи частотной характеристики, настраивают спаренные вибраторы на максимальную частоту путем регулирования напряжения и частоты источника, устанавливают требуемую амплитуду и фазу воздействия путем регулирования фазы напряжения, подаваемого на двигатели с помощью фазорегуляторов, проводят измерение параметров вибрации в точках установки вибраторов с помощью датчиков и системы контроля и регистрации. Запускают и настраивают по моде колебаний остальные вибраторы, устанавливая требуемую амплитуду и фазу с помощью фазорегуляторов. Проводят виброобработку, затем используют следующий вибратор как задающий, остальные настраивают по создаваемой им моде колебания, проводят виброобработку, затем следующий и т.д. Затем виброобработку проводят на резонансных пиках меньшей частоты, в такой же последовательности на каждой резонансной частоте.

Использование предлагаемого способа позволяет проводить виброобработку сложных, геометрически и акустически неоднородных крупногабаритных конструкций при высоком качестве обработки и эффективности воздействия на напряженно-деформированное состояние объекта.

Формула изобретения

СПОСОБ ВИБРООБРАБОТКИ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО И СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ЕЕ МАТЕРИАЛА, по которому предварительно определяют резонансные частоты конструкции путем возбуждения ее колебаний при сканировании частоты возбуждения и записи частотной характеристики, производят последовательную виброобработку конструкции на выявленных резонансных частотах, начиная с более высокой частоты после чего повторно определяют резонансные частоты и сравнением их с исходными оценивают результаты виброобработки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества виброобработки сложных геометрически и акустически неоднородных конструкций, виброобработку производят путем многоточечного возбуждения резонансных колебаний конструкции, при этом при виброобработке на каждой резонансной частоте последовательно используют каждый вибровозбудитель как задающий, а амплитуды и фазы возбуждающих сил остальных вибровозбудителей настаивают в соответствии с модой колебаний конструкции, возбуждаемой задающим вибровозбудителем.

РИСУНКИ

Рисунок 1