способ виброобработки конструкции для изменения напряженно- деформированного и структурного состояния ее материала

Формула изобретения

СПОСОБ ВИБРООБРАБОТКИ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО И СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ ЕЕ МАТЕРИАЛА, по которому предварительно определяют резонансные частоты конструкции путем возбуждения ее колебаний при сканировании частоты возбуждения и записи частотной характеристики, производят последовательную виброобработку конструкции на выявленных резонансных частотах, начиная с более высокой частоты после чего повторно определяют резонансные частоты и сравнением их с исходными оценивают результаты виброобработки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества виброобработки сложных геометрически и акустически неоднородных конструкций, виброобработку производят путем многоточечного возбуждения резонансных колебаний конструкции, при этом при виброобработке на каждой резонансной частоте последовательно используют каждый вибровозбудитель как задающий, а амплитуды и фазы возбуждающих сил остальных вибровозбудителей настаивают в соответствии с модой колебаний конструкции, возбуждаемой задающим вибровозбудителем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к стабилизации геометрических размеров литых, кованых, сварных конструкций методами виброрезонансного нагружения.

Известны способы снятия остаточных напряжений в металлических деталях преимущественно замкнутого контура [1,2] включающие возбуждение в нескольких точках, при которых с целью повышения однородности снятия остаточных напряжений вибраторы устанавливают в узлах и осуществляют обработку конструкции посредством последовательного возбуждения или создания в детали бегущей волны по периметру кольца.

Недостатком этих способов является низкий уровень колебательной мощности, создаваемой в конструкции при последовательном включении вибраторов, в том числе, в режиме бегущей волны.

Известен и принят за прототип энергетический метод виброрезонансной обработки конструкции, заключающийся в том, что проводят сканирование всего частотного диапазона и запись частотной характеристики изделия, виброобработку на резонансном пике максимальной частоты в течение 10-20 мин до уменьшения силы тока, потребляемого двигателем, виброобработку на каждом резонансном пике в сторону уменьшения частоты по 3-5 мин на каждом пике, повторное сканирование всего частотного диапазона и сравнение результатов, полученных до и после виброобработки [3]

Устройство, реализующее данный способ, содержит вибровозбудитель с двигателем постоянного тока и регулируемым дебалансом, акселератор, измерительный усилитель, регулируемый выпрямитель, индикатор частоты тока, амплитуды колебаний и самописец.

Недостаток указанного способа заключается в том, что для виброобработки крупных конструкций необходимо использование мощных вибровозбудителей, что приводит к росту их габаритов и усложнению устройств для крепления, а также по этому способу не обеспечиваются возможность регулирования циклических напряжений в процессе виброобработки и однородность поля остаточных напряжений после виброобработки сложных конструкций (обладающих геометрической и акустической неоднородностью).

Цель изобретения повышение качества виброобработки сложных геометрически и акустически неоднородных конструкций.

Это достигается тем, что виброобработку производят путем многоточечного возбуждения резонансных колебаний конструкции, при этом при виброобработке на каждой резонансной частоте последовательно используют каждый вибровозбудитель как задающий, а амплитуды и фазы возбуждающих сил остальных вибровозбудителей настраивают в соответствии с модой колебаний конструкции, возбуждаемой задающим вибровозбудителем.

На чертеже представлена схема реализации способа, по которой посредством фазорегуляторов 1 и2 бесконтактных синхронных двигателей 3 и 4, дебалансов 5 и 6, обрабатываемого изделия 7, источника питания 8 с регулируемыми напряжением и частотой, датчиками 9 контроля параметров вибрации, устройства 10 регистрации измерительных сигналов 10 после сканирования частотного диапазона и записи частотной характеристики, настраивают спаренные вибраторы на максимальную частоту путем регулирования напряжения и частоты источника, устанавливают требуемую амплитуду и фазу воздействия путем регулирования фазы напряжения, подаваемого на двигатели с помощью фазорегуляторов, проводят измерение параметров вибрации в точках установки вибраторов с помощью датчиков и системы контроля и регистрации. Запускают и настраивают по моде колебаний остальные вибраторы, устанавливая требуемую амплитуду и фазу с помощью фазорегуляторов. Проводят виброобработку, затем используют следующий вибратор как задающий, остальные настраивают по создаваемой им моде колебания, проводят виброобработку, затем следующий и т.д. Затем виброобработку проводят на резонансных пиках меньшей частоты, в такой же последовательности на каждой резонансной частоте.

Использование предлагаемого способа позволяет проводить виброобработку сложных, геометрически и акустически неоднородных крупногабаритных конструкций при высоком качестве обработки и эффективности воздействия на напряженно-деформированное состояние объекта.