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                            大型軋機輥道機架應力消除案例分析

                            來源:
                            南京聚航科技
                            日期:
                            2020年8月27日
                            大型軋機輥道機架焊接后殘余應力較大,易發生變形、開裂情況。而為了預防此情況的發生,我們需要對軋機輥道機架進行應力消除。以往,廠家都是用熱時效工藝對軋機輥道機械進行時效處理,雖然此方法能夠達到消除應力目的,但成本很高,而且熱時效的工藝溫度不易精確控制,對時效質量也有影響,吊裝搬運也很麻煩,處理時間長。
                            現在廠家急需尋找替代方法,終找到聚航科技,經過雙方商討后,決定采用振動時效方法消除應力,通過實驗來判定振動時效的有效性。
                            大型軋機輥道機架凈質量約為15t,外形尺寸為7m*7m*1.2m,設備選用JH-700智能頻譜交流振動時效設備,由激振器、傳感器、控制器、橡膠墊等組成。
                            振動時效工藝
                            振動時效設備的工藝是確保振動時效工藝效果的關鍵,必須按照振動時效技術行業標準的要求進行選擇和調整。用4個橡膠墊支撐工件,激振器固定在工件的邊角處,調整激振器的偏心角為30°,使用全自動工藝程序,在電機轉速達到2609r/min的時候,出現大加速度值為85m/s2的共振峰,然后設備將自動選擇亞共振轉速為2590r/min進行30min的時效處理,處理后自動進行振后掃頻,打印出工藝曲線。
                            為了了解軋機輥道機架的振動時效效果,綜合考慮了振動時效前后殘余應力檢測、振動時效工藝曲線等方面,結果表明振動時效工藝效果良好。
                            振動時效前后殘余應力檢測
                            為了定量了解振動時效工藝效果,使用JH-60三維應力磁測系統對焊縫處振動時效前后的殘余應力進行了測量。測量結果表明,在振動處理前,焊縫處殘余應力集中現象較為嚴重。在焊縫中心區域應力較高,大剪切殘余應力值約為53MPa~67MPa,局部已經超過了安全需用剪切應力,為不安全的殘余應力。在焊縫非中心區域應力較大,約為34MPa~37MPa。經振動時效處理,焊縫處殘余應力集中現象已消除,焊縫中心區域和非焊縫區域應力值已相近,峰值平均殘余應力已經從49MPa左右,下降到30MPa左右,平均下降率約為39%,符合振動時效標準的要求,遠小于安全許用剪切應力,軋機輥道機架處于安全的低應力平衡狀態。
                            振動時效工藝曲線判定
                            在振動時效工藝效果的評定方面,振動時效的工藝曲線是主要的依據。工藝曲線結合振動時效行業標準,可以評定振動時效的工藝效果。
                            在軋機輥道機架振動處理過程中,振動時效設備記錄振動時效工藝曲線,包括振前掃頻曲線、時效曲線和振動時效前后掃頻比較曲線,其中振前掃頻曲線反應了這個工件的固有共振頻率的情況,時效曲線反應了在振動時效時間內工件是不是處于亞共振振動的情況;振動時效前后掃頻曲線,反映了這個工件振動時效前后,固有共振頻率變化的情況,這三個曲線綜合反映了振動時效的亞共振振動的實質,而且符合振動時效技術行業標準的“參數曲線觀測法”的要求,因此可以判定達到了振動時效工藝效果。
                            從軋機輥道機架應力消除結果來看,振動時效完全可以取代熱時效,可有效地消除大型軋機輥道機架等各類焊接結構件的殘余應力,有效的防止這類工件出現變形或者開裂的質量問題,不僅可以提高冶金機械產品的質量,而且還取得了可觀的長期經濟效益,所以振動時效技術可以廣泛應用。

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