[实用新型]模态宽频振动消除应力设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种振动设备，特别是涉及一种用于时效处理的振动设备。

背景技术

振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法，是利用机械方法使金属构件的工件振动，在共振条件下对工件施以循环动应力，使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到超过材料屈服强度的时候，使材料发生微量的塑性变形，从而使材料内部的内应力得以松弛或重新分布而达到尺寸稳定的目的。与热时效相比，振动时效具有投资少、见效快、运行费用低和有利于环保等优点。

目前的振动时效装置都是采用具有偏心机构的激振器，使激振器和工件共振，以达到振动时效。激振器由偏心箱和高速电机组成。在振动时效过程中，激振器和工件必须刚性固定在一起，不能有丝毫松动，否则振动是无效的，起不到时效作用。目前，对于大型的工件，只需把激振器刚性固定在工件的合适位置即可，但对于小工件则根本无法将激振器和工件固定在一起。中国专利CN201470586U公开了一种振动时效装置，包括平台，激振器固定在平台的边缘，待时效处理的工件刚性固定在平台上，该装置将激振器和小工件固定在平台上，将平台作为载体，实现了激振器和小工件的共振，解决了因无法将激振器和小工件固定在一起振动而引起的无法对中小工件振动时效处理的问题。但是，采用该装置对中小型工件进行振动时效时，由于激振器振动频率不一定与固定安装有工件的平台的频率一致，也就是说，该装置难以准确的控制安装在平台上的工件的频率，从而导致中小型工件的振动时效效果并不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模态宽频振动消除应力设备，解决中小工件时效处理不易实现，处理效果差的技术问题。

本实用新型的模态宽频振动消除应力设备，包括振动源和控制电路，其中：

所述振动源包括底座、直线电机、工件夹紧装置和导轨，所述直线电机固定安装在底座上，所述工件夹紧装置通过导轨安装在底座上，所述直线电机的输出轴固定连接在工件夹紧装置上，所述直线电机的输出轴的轴线与导轨平行。

所述导轨为直线导轨，导轨的固定元件固定安装在底座上，导轨的移动元件与工件夹紧装置固定连接。

所述底座上固定安装有回复装置，所述工件夹紧装置与回复装置连接，所述回复装置用于提供回复力，平衡消除导轨的非线性摩擦力。

所述回复装置为两组，对称的设置在导轨的两侧，所述回复装置的回复力方向均与导轨平行，所述回复装置的两端均通过固定支腿固定安装在底座上，在工件夹紧装置的两侧分别固定安装有一个连接支腿，两个连接支腿分别与位于导轨同侧的所述回复装置的平衡位置固定连接。

所述工件夹紧装置包括工作台和夹持定位装置，工作台用于固定夹持定位装置，夹持定位装置用于工件在工作台上的定位，将完成定位的工件紧固在工作台上。

所述回复装置为弹簧，所述连接支腿与位于导轨同侧的弹簧的中部固定连接。

所述导轨为交叉圆锥滚子直线导轨。

所述控制电路由直线电机控制电路、位置传感器模块、实时驱动控制模块和集成显示处理模块组成，

位置传感器模块，用于采集宽频激振器工况时运动部件的状态信号，调理采集的状态信号；

实时驱动控制模块，用于依据存储的时效处理模型和待处理工件的初始化数据，进行振动数据计算，生成宽频激振器的控制数据，转换为驱动信号输出至宽频激振器的直线电机控制电路；

接收传感器采集的宽频激振器的工况数据，参与振动数据的计算，形成修正的控制数据；

传送宽频激振器的工况数据至集成显示处理模块；

接收集成显示处理模块传送的振动数据计算过程的控制参数；

集成显示处理模块，用于提供系统间的数据通信端口和人机交互界面，接收并存储实时驱动控制模块发送的宽频激振器的工况数据，生成并发送模态宽频振动消除应力控制参数。

所述位置传感器模块包括光栅尺位移传感器和激光位移传感器，

光栅尺位移传感器，用于采集宽频激振器的直线电机工况时的位移信号；

激光位移传感器，用于采集宽频激振器的直线电机工况时夹紧装置固定的工件的位移信号。

所述实时驱动控制模块包括数字信号处理器、可编程门阵列，数字信号处理器和可编程门阵列间通过数据总线连接；所述集成显示处理模块包括嵌入式处理器，

数字信号处理器，用于完成模态分析实时计算过程，生成振动数据传送至可编程门阵列；接收可编程门阵列传送的宽频激振器的工况数据，完成对宽频激振器的实时控制；