[发明专利]高固有频率工件用超谐共振式振动时效装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别是一种高固有频率工件用超谐共振式振动时效装置。

背景技术

工件在冷热加工过程中可能会产生残余应力，消除残余应力是很重要的工作。常用的消减残余应力的方法有自然时效、热时效、振动时效。自然时效因其生产周期长，占用场地大，不易管理，不能及时发现工件内的缺陷，已逐渐被淘汰。目前热时效法仍普遍被工厂采纳，但热时效劳动强度大，污染严重。相对于热时效来说，振动时效可节省能源和费用，特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。

目前，振动时效技术已被许多企业所采纳。而现行的激振器受电机转速和偏心轮机构最大转速的限制，其激振频率都小于200Hz，所以面对工程上轧辊、机床立柱、机床横梁等高固有频率的工件时振动时效装置就不能使用了。如何解决高固有频率工件的共振问题是振动时效技术发展几十年来未能解决的棘手问题，严重制约了振动时效技术的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高固有频率工件用超谐共振式振动时效装置，解决现行激振器由于其激振频率低而无法对高刚度工件进行振动时效的难题。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：高固有频率工件用超谐共振式振动时效装置，包括激振器、激振块、可调式阻尼和可调式非线性弹簧。

激振器与激振块相连接，可调式阻尼、可调式非线性弹簧和激振块组成非线性系统，激振器作用于非线性振动系统可使激振块产生远高于激振器原激振频率的超谐共振。

通过调整激振器频率、可调式阻尼和可调式非线性弹簧的参数使激振块产生远高于激振器原激振频率的超谐共振，激振块再以接近高刚度工件固有频率的超谐共振频率作用于工件，使其产生主共振和相应的动应力以消减工件的残余应力。

本发明的突出优点在于：

1、采用超谐共振式振动时效方式，激振块可产生远高于激振器原激振频率的振动频率，可用于高固有频率工件的振动时效且激振块的振动频率在一定范围内可调，其适用范围广。

2、本装置结构简单紧凑。

附图说明

图1为本发明所述高固有频率工件用超谐共振式振动时效装置结构示意图。

图2为本发明所述高固有频率工件用超谐共振式振动时效装置的工作示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明所述高固有频率工件用超谐共振式振动时效装置，包括可调式阻尼1、可调式非线性弹簧2、激振块3和激振器4。

对照图1，激振块3与激振器4相连接，可调式阻尼1、可调式非线性弹簧2和激振块3组成非线性振动系统。

对照图2，所述于支撑6上的工件5受到激振块3的激励作用。所述激振器4作用于激振块3使其产生远高于激振器原激振频率的超谐共振，激振块3再以接近高刚度工件固有频率的超谐共振频率作用于工件5，使其产生主共振和相应的动应力以消减工件5的残余应力。

通过改变激振器4的激振频率、可调式阻尼1和可调式非线性弹簧2的参数使得激振块3具有不同的激振频率，从而可以满足不同刚度工件的振动时效要求。