一種鑄件振動消應力系統(tǒng)及其振動消應力方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及鑄件焊接應力處理技術，特別涉及一種鑄件振動消應力系統(tǒng)及其振動消應力方法。
【背景技術】
[0002]鑄鋼件生產(chǎn)過程中，總不可避免的會產(chǎn)生一些夾雜、夾渣、裂紋、縮松等鑄造缺陷。這些缺陷一方面是材料澆注、凝固過程中產(chǎn)生的，另一方面和鑄件的結構差異、無損檢測等技術要求有關。而處理這些缺陷，通常都需要進行缺陷挖除并通過焊接來解決。但無論是鑄件本身的缺陷焊接還是鑄件和外部其它部件進行的結構焊接，都會在焊接位置產(chǎn)生較大的焊接應力。焊接應力若不能及時消除，存在焊區(qū)開裂、變形等風險。因此，鑄件焊接后通常都需要及時進行消應力處理。
[0003]目前針對鑄鋼件消除應力通常是采用鑄件整體進爐或者局部加熱的方法進行。鑄件整體進爐消應力是在鑄件焊接完成后，在熱處理爐內(nèi)加熱到一定溫度，并保溫一定時間，以消除焊接和機械加工產(chǎn)生的應力。這一過程需要耗費較多能源和時間，尤其對于壁厚、噸位大的鑄件，將造成較大的成本浪費和時間損失。鑄件局部熱處理消應力，是針對鑄件局部焊接或者加工后的應力較大位置進行區(qū)域性加熱、保溫，以實現(xiàn)應力的消除。實際生產(chǎn)中，將鑄件轉(zhuǎn)運至局部熱處理區(qū)域，通過電磁感應器或電熱毯等加熱裝置來消除焊接應力，同樣會增加鑄件的生產(chǎn)周期和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中大型鑄鋼件焊接消前后應力方法的不足，提供一種鑄件振動消應力系統(tǒng)，旨在焊接前后對應力鑄件通過振動消應力的方式消除鑄件的應力，從而縮短消應力時間，降低消應力的能耗。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種鑄件振動消應力系統(tǒng)，包括鑄件底部用于懸空支撐鑄件的若干彈性墊塊，與鑄件固定的激振器和加速度傳感器，所述激振器設有偏心距調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)激振器偏心距以調(diào)節(jié)振動振幅，所述激振器的轉(zhuǎn)速通過控制器控制，所述控制器包括激振器轉(zhuǎn)速控制模塊、時間控制模塊、顯示模塊和手動按鈕;所述激振器轉(zhuǎn)速控制模塊用于控制激振器的轉(zhuǎn)速升降速的加速度，從而調(diào)節(jié)振動頻率達到共振頻率的轉(zhuǎn)速，所述時間控制模塊用于控制激振器共振的時間，所述顯示模塊用于顯示激振器的振動曲線和加速度傳感器的參數(shù)，所述手動模塊用于啟停激振器和切換激振器轉(zhuǎn)速升降檔位。
[0006]本發(fā)明的鑄件振動消應力系統(tǒng)，可根據(jù)鑄件的重量，調(diào)節(jié)激振器的偏心距以調(diào)節(jié)鑄件共振的振幅，通過控制器控制激振器的轉(zhuǎn)速，使激振器帶動鑄件達到共振頻率的轉(zhuǎn)數(shù)，經(jīng)一定時間的共振實現(xiàn)鑄件共振消應力。本發(fā)明的系統(tǒng)消應力過程，無需進熱處理爐，大大節(jié)省消應力的能源消耗，并且明顯縮短消應力時間及生產(chǎn)周期，節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0007]為便于激振器的固定，所述激振器通過卡具與鑄件固定以帶動鑄件同步振動。
[0008]為便于鑄件振動加速度的準確檢測，所述加速度傳感器固定在鑄件振幅明顯的部位。
[0009]本發(fā)明還提供一種采用上述振動消應力系統(tǒng)進行鑄件振動消應力的方法，所述振動消應力系統(tǒng)包括鑄件底部用于支撐鑄件的若干墊塊，與鑄件固定的激振器和加速度傳感器，所述激振器設有偏心距調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)激振器偏心距以調(diào)節(jié)振動振幅，所述激振器的轉(zhuǎn)速通過控制器控制，所述控制器包括激振器轉(zhuǎn)速控制模塊、時間控制模塊、顯示模塊和手動按鈕;所述鑄件振動消應力方法包括如下過程:
1)將彈性墊塊均勻支撐在鑄件底部，使鑄件平穩(wěn)懸空支撐，將加速度傳感器與鑄件固定；
2)根據(jù)鑄件的重量，調(diào)節(jié)激振器偏心距，以調(diào)節(jié)鑄件振動振幅;具體為:當鑄件重量小于20t時，偏心距調(diào)至90° ;鑄件重量為20t—40t時，偏心距調(diào)至105°，當鑄件重量大于40t時，偏心距調(diào)至135° ；
3)將激振器通過卡具與鑄件固定；
4)通過手動按鈕啟動激振器，激振器控制模塊發(fā)出快速升速控制信號，驅(qū)動激振器以100r/min的升速加速度轉(zhuǎn)動，激振器偏心轉(zhuǎn)動時帶動鑄件同步振動，加速度傳感器將鑄件的振幅信號傳遞至控制器并通過顯示模塊顯示輸出，當檢測到鑄件的振幅明顯升高時切換手動按鈕，激振器控制模塊發(fā)出低速升/降速信號，控制激振器以10—20r/min的升/降速加速度微調(diào)激振器的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)鑄件的振動頻率，當達到鑄件的共振頻率后，時間控制模塊開始計時共振時間，當共振時間達到20-—35min時，激振器控制模塊發(fā)出停機信號，完成鑄件的振動消應力過程；
5 )所述步驟4 )中當激振器的轉(zhuǎn)速快速升速至6000r/ min時未出現(xiàn)明顯的振幅升高的振動時，返回步驟2)重新調(diào)整激振器偏心距，將偏心距加大5°，重復步驟2)—步驟5)的過程，直至在3000—6000r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)調(diào)節(jié)至達到鑄件的共振頻率以完成振動消應力過程。
[0010]為進一步精確控制不同噸位鑄件共振的時間，所述步驟4)中時間控制模塊控制鑄件共振的時間時:當鑄件重量小于20t時，共振時間為20—25min;當鑄件的重量為20t—40t時，共振的時間為25—30min，當鑄件的重量大于40 t時，共振的時間為30—35 min。
[0011 ]為便于激振器帶動鑄件實現(xiàn)共振，所述步驟3 )中激振器的固定位置:對于結構對稱的鑄件，激振器固定于鑄件縱向中心附近的便于卡固的表面，對于結構不對稱的鑄件，激振器固定于鑄件重心附近便于卡固的表面。
[0012]為便于鑄件的振動，所述步驟1)中墊塊支撐鑄件的懸空高度為80—100mm。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的鑄件振動消應力系統(tǒng)的結構示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明的鑄件振動消應力系統(tǒng)控制器的原理框圖。
[0015]其中，1鑄件;2激振器;3焊縫;4加速度傳感器;5彈性墊塊;6卡具;7控制器。
【具體實施方式】
[0016]如圖1和圖2所示為本發(fā)明的鑄件振動消應力系統(tǒng)，包括鑄件底部用于懸空支撐鑄件1的若干彈性墊塊5，通過卡具6與鑄件1固定的激振器2和加速度傳感器4，為便于鑄件振動加速度準確檢測，加速度傳感器4固定在鑄件振幅明顯的部位;激振器2設有偏心距調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)激振器偏心距以調(diào)節(jié)振動振幅，激振器2的轉(zhuǎn)速通過控制器7控制，控制器7包括激振器轉(zhuǎn)速控制模塊、時間控制模塊、顯示模塊和手動按鈕;激振器轉(zhuǎn)速控制模塊用于控制激振器2的轉(zhuǎn)速升降速的加速度，從而控制激振器2從0轉(zhuǎn)開始轉(zhuǎn)動，并以一定加速度升速達到鑄件共振頻率的轉(zhuǎn)速，時間控制模塊用于控制激振器共振的時間，通過一定時間的共振消除鑄件的應力，顯示模塊用于顯示激振器的振動曲線和加速度傳感器的參數(shù)，手動模塊用于啟停激振器和切換激振器轉(zhuǎn)速升降檔位。
[0017]采用