一種新型振動發生器及使用該器消除金屬件殘餘應力的方法

2023-12-05 11:48:36 2

專利名稱：一種新型振動發生器及使用該器消除金屬件殘餘應力的方法
技術領域：
本發明涉及產生振動的裝置及使用該裝置來完成某一目的的方法，具體地說是一種新型振動發生器及使用該振動發生器消除金屬構件殘餘應力的方法。
振動時效是一種利用共振原理消除和均化金屬結構件內部殘餘應力的時效方法，目前已有的振動時效方法是採用直流或交流電動機帶動偏心輪產生振動，在某一轉速下使工件產生共振，這種方法產生的振動振幅大，噪音很大，容易使金屬結構件產生裂紋並迅速擴張，而使金屬結構件失效，所以在壓力容器行業禁用振動時效，另外現有的振動時效方法的激振力的調節是通過扳手調節偏心輪的偏心距來實現的，偏心距的大小分為三個檔位，無法實現無級調節和自動控制。
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種新型振動發生器及使用該器消除金屬構件殘餘應力的方法，它採用發生器作為振動源，在恆定的激振力作用下，頻率連續變化，通過金屬構件加速度的變化確定諧振頻率及振動時效的最佳參數對金屬構件進行加工，整個過程金屬構件產生的振幅很小，不易產生疲勞裂紋，而且可使原有裂紋處的殘餘應力釋放，防止裂紋的擴張，激振力的調節可通過控制器控制電流或電壓的大小來實現。
本發明的目的是這樣實現的新型振動發生器，包括外殼、端蓋、底座，特點是在外殼上部殼體中部設有一可動頭、內部設有骨架、磁致伸縮材料、永磁鐵、彈簧、輸出杆、下部設有端蓋、外部設有一接口；骨架中部設有磁致伸縮材料、周邊繞有線圈上下對稱設有永磁鐵，可動頭一端伸入殼體內並與磁致伸縮材料緊密接觸，一端伸出殼體外，輸出杆一端與磁致伸縮材料緊密接觸，一端伸出端蓋外並與底座連接，彈簧設在端蓋與輸出杆之間；外殼的內部結構還可以是在外殼內設一絕緣套，其內設置數層電致伸縮材料，電致伸縮材料之間設有電極片，絕緣套下部設一絕緣塊，彈簧將電致伸縮材料緊密壓在一起。
使用上述振動發生器來消除金屬構件殘餘應力的方法，特點是將金屬構件用彈性體支撐與固定面上，在金屬構件上設置一傳感器，振動發生器固定在金屬構件上方，振動發生器上的外接口接控制器，傳感器與控制器連接，具體步驟是a、自檢控制器啟動後，進行自檢；b、初掃頻控制器自檢後輸出交變信號帶動振動器進行頻率由高到低或由低到高的初掃頻，在恆定激振力作用下尋找金屬構件的固有頻率；c、確定參數傳感器接受到這一振動量後，通過控制器比較分析後，確定一個合適電流，在金屬構件產生共振時，控制器將此時的振動參數存儲，經比較計算後，確定最佳處理加工的參數；d、自動時效加工控制器進入對金屬構件處理加工階段，時效處理加工參數由控制器自動控制；e、檢測對金屬構件處理完成後，控制器再進行一次掃頻，並由控制器對此時的振動參數存儲；f、判定
控制器對(c)、(e)所存儲的數據進行比較分析後，得出處理結果，並將該結果列印出來。
本發明採用低振幅進行振動時效，防止了金屬構件疲勞裂紋的產生和擴張，提高了金屬構件的抗疲勞能力，由于振動的振幅小，所以噪音小，改善了工作條件，減少了環境汙染，本發明採用控制器控制整個振動時效加工過程，使時效結果準確可靠，振動時效簡單易行，時效效果更加明顯，操作方便可靠，實現了振動時效的智能化。
下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述

圖1為本發明中振動發生器的結構示意2為本發明中振動發生器的另一種實施例的結構示意3為本發明中方法的工藝示意圖參閱圖1，可動頭1通過螺紋與外殼2連接，永磁鐵3置於外殼2內的凹槽中，並用骨架6將其壓緊，線圈4繞在骨架6的外圍，並通過設在外殼2外部的接口7與外部電連接，永磁鐵8置於骨架6的下方，並與永磁鐵3極性相對應，用端蓋10將其壓緊，端蓋10與外殼2之間螺紋連接，磁致伸縮材料5置於骨架6中孔，並夾在可動頭1和輸出杆11之間，輸出杆11藉助彈簧9的彈力緊壓在磁致伸縮材料5上，輸出杆11穿過端蓋10與底座12連接，這樣構成一種磁致伸縮振動發生器，在該振動發生器中，由外殼2和端蓋10構成閉合磁路，永磁鐵3和8為磁致伸縮材料5提供偏置磁場，通過可動頭1和彈簧9給磁致伸縮材料5施加預應力，外加電流通過線圈4產生激勵磁場使磁致伸縮材料5發生形變而產生振動，這種振動通過輸出杆11使振動發生器的外殼2整體與底座12產生相對位移而實現振動發生，振動的頻率和振幅隨外加電流的改變而改變。
參閱圖2，絕緣套13置於外殼2的內部，電致伸縮材料22和電極片14相間疊加數層後置於絕緣套13和絕緣塊15組成的絕緣腔內，輸出杆11依靠彈簧9和端蓋10壓在絕緣塊15上，端蓋10與外殼2螺紋連接，輸出杆11穿過端蓋10與底座12連接，電極片14通過外殼2外部接口7與外部電連接，這樣構成一種電致伸縮材料振動發生器，在該發生器中，通過輸出杆11和彈簧9、絕緣塊15給電致伸縮材料22施加預應力，外加電壓作用在電極片14上形成電場使電致伸縮材料22發生形變而產生振動，這種振動通過輸出杆11使振動發生器的外殼2整體與底座12產生相對位移實現振動發生，振動的頻率和振幅隨外加電流的改變而改變。
參閱圖3，金屬構件16用彈性體17支撐與固定面18上，在金屬構件16上設置一傳感器19，振動發生器21固定在金屬構件16上方，振動發生器21上的外接口7接控制器20，傳感器19與控制器20連接，控制器20控制振動發生器21產生振動，由傳感器19將振動量傳回控制器20進行比較分析，控制器20自動確定對金屬構件的加工時間和加工參數，具體步驟是控制器20啟動後，進行自檢；控制器20自檢後輸出交變信號帶動振動器21進行頻率由高到低或由低到高的初掃頻，在恆定激振力作用下尋找金屬構件16的固有頻率；傳感器19接受到這一振動量後，通過控制器20比較分析後，確定一個合適電流，在金屬構件16產生共振時，控制器20將此時的振動參數存儲，經比較計算後，確定最佳處理加工的參數；控制器20自動進入對金屬構件16處理加工階段，處理加工參數由控制器20自動控制；對金屬構件16處理完成後，控制器20再進行一次掃頻，並由控制器20對此時的振動參數存儲；控制器20對(c)、(e)所存儲的數據進行比較分析後，得出處理結果，並將該結果列印出來。控制器20對不同金屬構件及不同狀態都適用，整個加工方法實現了智能化。
權利要求
1.一種新型振動發生器，包括外殼(2)、端蓋(10)、底座(12)，其特徵在於外殼(2)上部殼體中部設有一可動頭(1)、內部設有骨架(6)、磁致伸縮材料(5)、永磁鐵(3)、(8)、彈簧(9)、輸出杆(11)、下部設有端蓋(10)、外部設有一接口(7)。
2.根據權利要求1所述的振動發生器，其特徵在於骨架(6)中部設有磁致伸縮材料(5)、周邊繞有線圈(4)、上下對稱設有永磁鐵(3)、(8)，可動頭(1)一端伸入殼體(2)內並與磁致伸縮材料(5)緊密接觸，一端伸出殼體(2)外，輸出杆(11)一端與磁致伸縮材料緊密接觸，一端伸出端蓋(10)外並與底座(12)連接，彈簧(9)設在端蓋(10)與輸出杆(11)之間。
3.根據權利要求1所述的振動發生器，其特徵在於外殼(2)內部結構還可以是在外殼(2)內設一絕緣套(13)其內設置數層電致伸縮材料22)，電致伸縮材料(22)之間設有電極片(14)，絕緣套(13)下部設一絕緣塊(15)。
4.一種使用權利要求1所述的振動發生器來消除金屬構件殘餘應力的方法，其特徵在於將金屬構件(16)用彈性體(17)支撐於固定面(18)上，在金屬構件(16)上設置一傳感器(19)，振動發生器(21)固定在金屬構件(16)上方，振動發生器(21)上的外接口(7)接控制器(20)，傳感器(19)與控制器(20)連接，具體步驟是a、自檢控制器(20)啟動後，進行自檢；b、初掃頻控制器(20)自檢後輸出交變信號帶動振動器(21)進行頻率由高到低或由低到高的初掃頻，在恆定激振力作用下尋找金屬構件(16)的固有頻率；c、確定參數傳感器(19)接受到這一振動量後，通過控制器(20)比較分析後，確定一個合適電流或電壓，在金屬構件(16)產生共振時，控制器(20)將此時的振動參數存儲，經比較計算後，確定最佳處理加工的參數；d、自動時效加工控制器(20)自動進入對金屬構件(16)處理加工階段，時效處理加工參數由控制器(20)自動控制；e、檢測對金屬構件(16)處理完成後，控制器(20)再進行一次掃頻，並由控制器(20)對此時的振動參數存儲；f、判定控制器自動(20)對(c)、(e)所存儲的數據進行比較分析後，得出處理結果，並將該結果列印出來。
全文摘要
本發明公開了一種新型振動發生器及使用該振動發生器消除金屬構件殘餘應力的方法,振動發生器,包括外殼、端蓋、底座,特點是在外殼上部殼體中部設有一可動頭、內部設有骨架、磁致伸縮材料、永磁鐵、彈簧、輸出杆、下部設有端蓋、外部設有一接口,方法是控制器控制振動發生器產生振動,由傳感器將振動量傳回控制器進行比較分析,控制器自動確定對金屬構件的加工時間和加工參數,從而實現對金屬構件殘餘應力的消除。本發明採用控制器控制整個加工過程,使結果準確可靠,操作很方便,實現了智能化。
文檔編號B06B1/08GK1298771SQ0013689
公開日2001年6月13日 申請日期2000年12月22日 優先權日2000年12月22日
發明者郝俊山 申請人:甘肅天星稀土功能材料有限公司