[实用新型]超频谐波测应力振动时效检测仪

说明书

技术领域

本实用新型属于机械加工、热处理及校直领域，具体的说是超频谐波测应力振动时效检测仪。

背景技术

我们知道在工件的铸造、焊接、锻造、机械加工、热处理、校直等制造过程中，工件内部会产生残余应力，而残余应力的存在不然会导致不良后果的出现。如：降低了工件的实际承载能力而产生裂纹；易发生变形而影响工件的尺寸精度，加速应力腐蚀，降低了工件的疲劳寿命等。为了消除工件内部的残余应力，目前，大多数机械厂家采用的时效方法是热时效和亚共振模式值的振动时效。传统的热时效受退火温度、升温时间速度、时效炉的温差等各种因素的影响，且投资大。

亚共振模式在消除、均化残余应力上有一定的效果，曾引起机械制造业的广泛关注，但是此方式有五大障碍难题无法解决：

1、处理范围有限，由于受电机转速的限制，无法处理高刚性、高固有频率工件，在机械制造行业的应用范围只有23％。

2、处理效果不理想，在能处理的23％的范围内，处理工件时通常只能找到一个或很少的共振频率。一个频率只有一种振动，产生一个最大动应力方向，而工件内部残余应力集中状态非常复杂，残余应力呈多维分布，一个振型的动应力只能与残余应力在一个方向上叠加，故消除均化残余应力效果很差。

3、处理效果不恒定，由于工艺参数选取时，对激振点、支撑点、拾振点有特殊要求，对操作者要求很高，不同人操作设备，处理工件的效果相差很大，很难纳入正式工艺。

4、振动噪音大。

5、时效处理的结果不能量化，不能直观的检测出残余应力的具体应力值。

发明内容

为了克服现有技术的不足而提供一种结构简单、轻巧灵活、低噪音，检测效果明显的、数值量化的超频谐波测应力振动时效检测仪。

本实用新型所述的超频谐波测应力振动时效检测仪，包括：时效监控器、测波形传感器、激振器、高弹性橡胶垫、测应力应变片传感器，其特征在于：所述的时效监控器分别与测波形传感器、激振器、测应力应变片传感器电连接；所述的测应力应变片传感器置于两个高弹性橡胶垫之间，所述的测应力应变片传感器测量的角度为0°、45°或90°。

本实用新型具有：(1)、采用频谱分析技术，解决了亚共振模式因激振器频率范围限制而不能对高刚性固有频率工件进行振动处理的难题。

(2)、对所有工件都能分析出几十个谐振频率优选处理效果最佳的8种振型频率，2种备选频率，从而解决了亚共振模式产品对残余应力呈多维分布，精度要求高的结构复杂工件无能力处理的难题。多种振型多方向与工件多维残余应力充分叠加，使处理效果显著优于热时效和传统的振动时效(亚共振时效)。

(3)、自动确定振动时效工艺参数，对激振点、支撑点、传感器位置无特殊要求，对振动参数的自动选取，自动优化，对操作者的要求很低，保证不同人使用获得同样的效果。

(4)、由于采用6000rpm以下的低频谐波，振动处理时噪音很小，符合环保要求。

(5)、设备内配置的应力分析装置可将工件时效前、时效后残余应力值的变化即时记录，并将此结果最终通过配备的打印设备打印出结果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型做进一步的阐述。

图1为本实用新型的优选方案，其显示了超频谐波测应力振动时效检测仪，包括：时效监控器1、测波形传感器2、激振器3、高弹性橡胶垫4、测应力应变片传感器6，其特征在于：所述的时效监控器1分别与测波形传感器2、激振器3、测应力应变片传感器6电连接；所述的测应力应变片传感器6置于两个高弹性橡胶垫4之间，所述的测应力应变片传感器6测量的角度为0°、45°或90°。

检测时将待检测工件5置于两个高弹性橡胶垫4之间，并与测应力应变片传感器6相接处，启动电源即可。

工作原理：本实用新型采用谐波迭加原则，从不同的八组谐波频率中选择一组最佳的频率组合，对工件进行振动处理，使工件内部产生微观的塑性变形，从而造成残余应力的歪曲晶格被渐渐地恢复平衡状态，晶粒内部的位错逐渐滑移并重新缠绕钉扎，使得残余应力得以被消除和均化。在工件中传播一系列方向不同的超频谐波的振动方法：“谐波法”采用的设备中包含微机信息处理系统，高精度调速系统，振动加速度测量系统，以及整周期采样自动跟踪电路，高阶随动低通滤波器和微机信息处理系统中的高速微处理器构成频谱分析器。确保采样频率的自动跟踪，消除混迭干扰；并显示相应的数据及绘制出相关的工艺参数曲线。