Способ снятия остаточных напряжений в деталях

 

Союз Советских

Соцмалмстмческмк республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()899678 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 03. 01. 80 (21) 2862566/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23. 01. 82. бюллетень,ра 3

Дата опубликования описания 25 . Ol. 82 (51)M. Кд.

С 21 0 1/30

3Ьеударетванные кемитет

СССР вв делам изабретеннй и открытий (53) УДК 621. .789(088.8) (72) Авторы изобретения

С.П. Гинкул, Е.П. Молчанов, В.А. Колот и .П„ П:.: Колот (7I) заявители (54) СПОСОБ СНЯТИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ДЕТАЛЯХ

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано для снятия остаточных напряжений в деталях.

Известен способ снятия в деталях остаточных напряжений, заключающийся в нагреве деталей в термических печах с последующей выдержкой и охлаждением по определенному закону. Способ является самым распространенным в промышленности и обеспечивает надежное снятие остаточных напряжений в деталях любой конфигурации и из любого материала (1)

Недостатком способа является большая длительность процесса нагрева и

15 охлаждения, появление окалины на внешних поверхностях деталей, большая энергоемкость и стоимость процесса.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо10 соб снятия остаточных напряжений в деталях путем измерения собственной частоты колебаний каждого звена и.резонансного воздействия на звенья возмущающими силами.

Для возбуждения резонанса деталь закрепляют и воздействуют на нее возмущающими силами, имеющими частоту, равную частоте собственных упругих колебаний детали. Если деталь имеет несколько конструктивных звеньев со своими собственными частотами, то определяют частоту каждого звена и вводят в резонанс каждое звено поочередно. В качестве источника возмущающих сил используют вибраторы различного типа, чаще всего механические, позволяющие получить силу большой величины и амплитуды. Используются также электромагнитные, электродинамические, гидравлические, гидродинамические, пневматические, магнитострикционные, пьезоэлектрические и т.п. вибраторы, позволяющие получить частоту возмущающих сил до 10 Гц и выше. Возбуждение резонансных колебаний не требует больших затрат энер899678

3 гии, не отражается на качестве поверхности детали, и обеспечивает высокую производительность снятия остаточных напряжений 527.

Недостатком способа является то, что при снятии остаточных напряжений в деталях, имеющих несколько звеньев ,разной жесткости, а, следовательно, и разной частоты, в резонанс вводится последовательно каждое звено, на что уходит много времени.

Для сокращения времени снятия напряжений необходимо ввести в резонанс одновременно все звенья без использования дополнительного источника возмущающих сил.

Цель изобретения - повышение производительности снятия остаточных напряжений в деталях с несколькими звеньями разной жесткости за счет одновременного введения в резонанс всех звеньев.

Поставленная цель достигается тем. что в способе снятия остаточных напряжений в деталях с несколькими звеньями разной жесткости путем определения собственной частоты колебаний каждого звена и резонансного воздействия на них возмущающими сидами воздействие на деталь осуществляют с частотой, равной наименьшему общему кратному собственных частот отдельных звеньев детали.

При колебаниях деталей их жестI кость изменяется пропорционально амплитуде колебаний. Колебания, при котоЗ рых изменяется жесткость колеблющихся элементов, называются параметрическими. Особенностью параметрических колебаний является то, что для . них почти любая частота возмущающих сил всегда близка к резонансной.

Резонанс наступает при соотношении частот, равных ряду 1; 1,5; 2,0;

2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6 и т.д.

Таким образом, если частота возмущающих сил одновременно кратная всем собственным частотам звеньев детали, то все звенья входят в резонанс одновременно. Такая частота возмущающих сил является наименьшим об- 50 щим кратным собственных частот звеньев. При этом кратность может быть выражена не только целым числом, но и половинным из приведенного ряда. ф

Одновременное резонансное возбуждение всех звеньев детали без использования дополнительных источников возмущающих сил обеспечивает повышение производительности снятия остаточных напряжений.

На чертеже представлен пример осуществления способа. Деталь для снятия напряжений содержит верхнее 1, среднее 2 и нижнее 3 звенья детали; место 4 закрепления детали и вибратор 5.

Частота собственных колебаний отдельных звеньев, определенная путем удара по ним молотком и последующего измерении частоты с помощью частотомера, составляет 26 Гц для звена 1, 56 Гц для одинаковых звеньев 2 и 94 Гц одинаковых звеньев 3.

Наименьшее общее кратное чисел 26, 56 и 94 является число 364. Отношение частот при:этом составляет:

364 364 364

26 14 56 = 6,5; — -, = 4, Назначаем частоту возмущающих сил возбуждаемых с помощью вибратора,—

364 "4,äëÿ чего настраиваем вибратор на эту частоту.

Так, при испытании 3-звенной сварной рамы из стали 3 измерения остаточных напряжений проводились в свар-, ных швак звеньев 1, 2, 3 ИОН-4И (измеритель остаточных напряжений конструкции НИИПТмаш) до обработки вибрацией и после вибрации.

Вибрация осуществлялась вибратором эксцентрикового типа регулируемой частотой колебания 10-100 Гц.

Собственная частота каждого звена определялась виброметром ВР-1А. Результаты испытаний представлены в таблице.

Повышение производительности процессз достигается эа счет единовременного введения в резонанс всех звеньев детали, в результате чего не требуется поочередно настраивать в резонанс каждое звено, что дает экономию времени, Повышение производительности происходит в 2-5 раза и тем больше, чем больше звеньев в ,детали.

Способ является простым и легко осуществляется.

899678

Звенья (Показатели

Остаточные напряжения в сварных швах, кгс/мм=: до виброобработки

24

14

28

16

32

18 после

Собственная частота звеньев, Гц

Время обработки, мин

Снижение остаточных напряжений, 25

71

Формула изобретения

Составитель А. Ляпунов

Редактор В. Данко Техред Е.Харитончик Корр р

Ко екто Н. Швыдкая

° в

Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д 4/5

Заказ 12090/36

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Резонансйая частота (наименьшее общее кратное), Гц

Способ снятия остаточных напряжений в деталях, преимущественно с несколькими звеньями разной жесткости, путем изменения собственной частоты колебаний каждого звена и резонансного воздействия на звенья возмущающими силами, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, одновременно вводят в резонанс все звенья с частотой, равной наименьшему общему кратному собственных частот отдельных звеньев детали.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Коцюбинский 0.6., Герчйков А.И.

Методы старения чугунных деталей."Станки и инструмент", 1971, Ю 4, 30 с. 21-24.

2. Патент США Н 3622404, кл. С 2! О 1/04, опублик. 1976.