專利名稱：交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式振動(dòng)時(shí)效處理零件的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬零件的振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)，具體地說，它涉及一種交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式振動(dòng)時(shí)效處理零件的方法及設(shè)備。
振動(dòng)時(shí)效處理零件的原理是將被處理的零件彈性地支撐起來，將激振器夾緊在被處理的零件上，控制激振器的激振頻率給零件施加一個(gè)與零件固有頻率相一致的交變載荷，使零件產(chǎn)生共振，達(dá)到消除和均化零件內(nèi)部殘余應(yīng)力的目的。
現(xiàn)有的振動(dòng)時(shí)效處理零件的方法，一般是由微機(jī)控制觸發(fā)脈沖信號(hào)來調(diào)節(jié)可控硅輸出給直流電動(dòng)機(jī)的電壓，實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速和穩(wěn)壓穩(wěn)速功能，進(jìn)而由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)激振器的偏心裝置來實(shí)現(xiàn)振動(dòng)時(shí)效處理。這種振動(dòng)時(shí)效處理設(shè)備，由于其直流電動(dòng)機(jī)所需的電樞電流是通過換向器輸入的，所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，碳刷和換向片之間就會(huì)出現(xiàn)接觸不良、發(fā)熱和火花，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q向器被燒損，使輸入電流不穩(wěn)定，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)難于控制。因此，這種設(shè)備故障率高，使用壽命短;電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能太高，難以滿足振動(dòng)時(shí)效工藝的要求;而且，由于這種設(shè)備都按功率分為大、中、小三種類型，各自的適用范圍狹窄，通用性差。再者，現(xiàn)有的振動(dòng)時(shí)效處理設(shè)備不能直接測得零件殘余應(yīng)力的實(shí)際消除情況，往往無法知道零件在振動(dòng)時(shí)效處理過程中殘余應(yīng)力的變化情況和處理后殘余應(yīng)力的實(shí)際降低程度及確定準(zhǔn)確的振動(dòng)時(shí)間。
本發(fā)明的目的是提出一種交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式振動(dòng)時(shí)效處理的方法和設(shè)備，克服了直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式振動(dòng)時(shí)效處理零件的方法及設(shè)備所具有的電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速受限制、電動(dòng)機(jī)易發(fā)熱、高速時(shí)穩(wěn)速精度差、設(shè)備通用性低，以及由于不能直接測得零件殘余應(yīng)力的實(shí)際消除情況，而無法確切掌握振動(dòng)時(shí)效處理的時(shí)間和效果等諸多缺陷。
本發(fā)明的目的是通過下述的方法和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。
一種交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式振動(dòng)時(shí)效處理零件的方法，采用微機(jī)控制，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心裝置對(duì)零件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理。其主要特征體現(xiàn)在微機(jī)對(duì)振動(dòng)時(shí)效指令進(jìn)行處理，將產(chǎn)生的電信號(hào)直接控制交流變頻器。交流變頻器對(duì)工頻電壓進(jìn)行變頻后輸出給交流電動(dòng)機(jī)。測速裝置將對(duì)交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測信號(hào)反饋給微機(jī)。在速度閉環(huán)控制下，交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心裝置同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的振動(dòng)時(shí)效處理。然后，殘余應(yīng)力測試裝置連續(xù)測試零件的殘余應(yīng)力，微機(jī)根據(jù)零件在某一諧波下殘余應(yīng)力值變化停止的情況，調(diào)節(jié)偏心裝置至相鄰的諧波頻率，逐個(gè)振動(dòng)激勵(lì)直至殘余應(yīng)力不再發(fā)生變化為止，同時(shí)顯示出零件殘余應(yīng)力的最終消除率。另外，上述方法的振動(dòng)處理時(shí)間是依據(jù)零件殘余應(yīng)力的變化情況來確定的。
實(shí)現(xiàn)上述方法的設(shè)備包括微機(jī)、電動(dòng)機(jī)、測速裝置、偏心裝置和拾振器，其主要特點(diǎn)是還具有殘余應(yīng)力測試裝置，微機(jī)通過交流變頻器和交流電動(dòng)機(jī)相連，交流電動(dòng)機(jī)與偏心裝置相連。交流電動(dòng)機(jī)上的測速裝置、殘余應(yīng)力測速裝置和拾振器分別與微機(jī)相連接。
上述設(shè)備的微機(jī)貯存有K1、K2、K3三種軟件程序，分別對(duì)應(yīng)于偏心裝置最大偏心值的0～30%、30%～70%、70%～100%時(shí)的三種工作范圍，利用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。另外，其交流電動(dòng)機(jī)和偏心裝置應(yīng)是按大功率類型振動(dòng)時(shí)效設(shè)備的要求設(shè)計(jì)制造的，其電動(dòng)機(jī)功率至少不低于1KW，偏心裝置產(chǎn)生的最大激振力至少不低于10KN。
下面結(jié)合附圖
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步評(píng)述。
圖一是本發(fā)明的原理框圖。
微機(jī)1根據(jù)輸入的振動(dòng)時(shí)效控制指令，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于交流電動(dòng)機(jī)3某一轉(zhuǎn)速的電壓(或電流)信號(hào)，控制VVVF類型的交流變頻器(或矢量交流變頻器)2將50Hz或60Hz的工頻電壓進(jìn)行變頻。變頻后的電壓給三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)(或單相鼠籠式、或繞線式異步電動(dòng)機(jī))3供電。電動(dòng)機(jī)3在該頻率電壓的控制下產(chǎn)生某一定的轉(zhuǎn)速，其實(shí)際轉(zhuǎn)速通過電動(dòng)機(jī)3上的測速裝置5檢測，將檢測到的速度信號(hào)反饋給微機(jī)1，實(shí)現(xiàn)微機(jī)1對(duì)電動(dòng)機(jī)3的速度閉環(huán)控制，從而保持較高的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性。電動(dòng)機(jī)3帶動(dòng)偏心裝置4運(yùn)轉(zhuǎn)，給被振動(dòng)時(shí)效處理的零件7施加一個(gè)符合振動(dòng)指令的交變載荷。工件7的振動(dòng)狀態(tài)通過其上面的拾振器8的檢測，其檢測信號(hào)送微機(jī)1處理和進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
殘余應(yīng)力測試裝置9連續(xù)測試零件7在振動(dòng)處理過程中的殘余應(yīng)力，微機(jī)1根據(jù)在每一個(gè)諧波下殘余應(yīng)力值變化的停止情況來調(diào)節(jié)偏心裝置4至相鄰的諧波頻率，逐個(gè)多次地進(jìn)行振動(dòng)激勵(lì)直至殘余應(yīng)力不再發(fā)生變化為止。并且，微機(jī)1對(duì)殘余應(yīng)力測試裝置9測到的零件振動(dòng)處理前后的殘余應(yīng)力值進(jìn)行對(duì)比，并顯示其殘余應(yīng)力最終消除率。
微機(jī)1內(nèi)貯存有K1、K2、K3三種軟件程序，分別對(duì)應(yīng)于偏心裝置4最大偏心值的0～30%、30%～70%、70%～100%時(shí)的三種工作范圍，利用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這樣，使用一套本發(fā)明的設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的大、中、小三種類型的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備的全部功能。
本發(fā)明的設(shè)備的交流電動(dòng)機(jī)3和偏心裝置4應(yīng)是按大功率類型的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備要求設(shè)計(jì)制造的，其交流電動(dòng)機(jī)3的功率至少不低于1KW，偏心裝置4產(chǎn)生的最大激振力至少不低于10KN。
本發(fā)明解決了現(xiàn)有的振動(dòng)時(shí)效處理零件的方法及設(shè)備所存在的穩(wěn)速性低、故障率高、適用范圍窄、振動(dòng)時(shí)間及殘余應(yīng)力消除率確定不準(zhǔn)確的問題，是目前振動(dòng)時(shí)效處理零件方面的一種理想的方法及設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式振動(dòng)時(shí)效處理零件的方法，采用微機(jī)控制，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心裝置對(duì)零件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，其特征在于(1)微機(jī)對(duì)振動(dòng)時(shí)效處理指令進(jìn)行處理，將產(chǎn)生的電信號(hào)直接控制交流變頻器；交流變頻器對(duì)工頻電壓進(jìn)行變頻后輸出給交流電動(dòng)機(jī)；測速裝置將對(duì)交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測信號(hào)反饋給微機(jī)；在速度閉環(huán)控制下，交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心裝置同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的振動(dòng)時(shí)效處理；(2)殘余應(yīng)力測試裝置連續(xù)測試零件的殘余應(yīng)力，微機(jī)根據(jù)零件在某一個(gè)諧波下殘余應(yīng)力值變化停止的情況，調(diào)節(jié)偏心裝置至相鄰的諧波頻率，逐個(gè)振動(dòng)激勵(lì)直至殘余應(yīng)力不再發(fā)生變化為止，同時(shí)顯示出零件殘余應(yīng)力的最終消除率。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)間是依據(jù)零件殘余應(yīng)力的變化情況來確定的。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1或2的方法的設(shè)備，包括微機(jī)(1)、電動(dòng)機(jī)(3)、測速裝置(5)、偏心裝置(4)和拾振器(8)，其特征在于，還具有殘余應(yīng)力測試裝置(9)，微機(jī)(1)通過交流變頻器(2)和交流電動(dòng)機(jī)(3)相連，交流電動(dòng)機(jī)(3)和偏心裝置(4)相連，交流電動(dòng)機(jī)(3)上的測速裝置(5)、殘余應(yīng)力測試裝置(9)和拾振器(8)分別與微機(jī)(1)相連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，微機(jī)(1)內(nèi)貯存有K1、K2、K3三種軟件程序，分別對(duì)應(yīng)于偏心裝置(4)最大偏心值的0～30%、30%～70%、70%～100%時(shí)的三種工作范圍，利用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備，其特征在于，交流電動(dòng)機(jī)(3)和偏心裝置(4)應(yīng)是按大功率類型振動(dòng)時(shí)效設(shè)備的要求設(shè)計(jì)制造的，其電動(dòng)機(jī)功率至少不低于1KW，偏心裝置(4)產(chǎn)生的最大激振力至少不低于10KN。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式振動(dòng)時(shí)效處理零件的方法及設(shè)備，其主要特征是，微機(jī)1對(duì)振動(dòng)時(shí)效指令進(jìn)行處理，將產(chǎn)生的電信號(hào)直接控制交流變頻器2。交流變頻器2對(duì)工頻電壓進(jìn)行變頻后輸出給交流電動(dòng)機(jī)3。測速裝置5將對(duì)交流電動(dòng)機(jī)3轉(zhuǎn)速的檢測信號(hào)反饋給微機(jī)1。在速度閉環(huán)控制下，交流電動(dòng)機(jī)3帶動(dòng)偏心裝置4同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的振動(dòng)時(shí)效處理。殘余應(yīng)力測試裝置9連續(xù)測試零件7的殘余應(yīng)力，微機(jī)1根據(jù)零件7在某一個(gè)諧波下殘余應(yīng)力值變化停止的情況，調(diào)節(jié)偏心裝置4至相鄰的諧波頻率，逐個(gè)振動(dòng)激勵(lì)直至殘余應(yīng)力不再發(fā)生變化為止，同時(shí)顯示出零件殘余應(yīng)力的最終消除率。
文檔編號(hào)C21D10/00GK1105706SQ94110420
公開日1995年7月26日 申請(qǐng)日期1994年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月18日
發(fā)明者姜宗俊, 劉磊, 趙顯華 申請(qǐng)人:趙顯華, 劉磊, 姜宗俊