CN211814592U - 一种采用高频冲击振动消除残余应力的装置 - Google Patents
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Abstract
采用高频冲击振动消除残余应力的装置，包括信号发生器、功率驱动器、电磁式激振器、高频振动振幅放大装置、加速度传感器、电荷放大器以及示波器；信号发生器输出幅值和频率均能够独立且连续调节的正弦激振信号，并经功率驱动器输入电磁式激振器，驱动电磁式激振器产生高频振动；信号发生器输出的正弦激振信号的频率为高频振动振幅放大装置的共振频率；高频振动振幅放大装置包括工作平台、支撑平台、变截面形式的连杆；工作平台的上表面与构件相互紧密接触；加速度传感器安装在工作平台的下表面，加速度传感器与电荷放大器连接，电荷放大器与示波器连接。本实用新型具有能够通过高频冲击振动的方式来消除构件残余应力的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及高频振动时效技术领域，特指一种采用高频冲击振动消除残余应力的装置。
背景技术
振动时效技术具有处理效果好、快捷方便、能耗少、处理时间短、环境污染小等一系列优点，目前已经被广泛使用在机械加工制造的各个过程中，且已经成为备受瞩目的节能环保型残余应力消除技术。传统低频振动时效技术采用可调速电机作为激振设备，导致其激振频率通常小于200Hz，表明传统低频振动时效技术的可选振型非常有限；同时传统低频振动时效技术是通过对构件进行整体激振的方式来消除残余应力的，导致了传统低频振动时效技术在消除构件局部残余应力或大型复杂构件残余应力时效果有限。高频振动时效技术采用电磁式激振器作为激振设备，其激振频率可以达到10kHz，扩展了振动时效技术的应用范围，但是电磁式激振器输出的振动能量有限，因此对构件采用整体激振的方式进行高频振动时效处理，导致高频振动时效技术仅适用于消除小尺寸构件的残余应力。针对振动时效技术存在的问题，本实用新型提出一种采用高频冲击振动消除残余应力的装置，即以电磁式激振器和高频振动振幅放大装置为基础搭建采用高频冲击振动消除残余应力的装置，对构件局部区域进行高频冲击振动处理，将高频振动能量直接作用在材料的局部区域，促使材料局部区域产生塑性变形从而达到消除残余应力的目的，本实用新型提出的一种采用高频冲击振动消除残余应力的装置不仅能够消除小尺寸构件的残余应力，也能够消除大型复杂结构件的残余应力。
实用新型内容
针对振动时效技术存在的问题，本实用新型提出一种采用高频冲击振动消除残余应力的装置，能够对构件局部区域进行高频冲击振动处理，促使材料局部区域产生塑性变形从而达到消除残余应力的目的，本实用新型提出的一种采用高频冲击振动消除残余应力的装置不仅能够消除小尺寸构件的残余应力，也能够消除大型复杂结构件的残余应力。
采用高频冲击振动消除残余应力的装置，包括信号发生器、功率驱动器、电磁式激振器、高频振动振幅放大装置、加速度传感器、电荷放大器以及示波器；信号发生器输出幅值和频率均能够独立且连续调节的正弦激振信号，并经功率驱动器输入电磁式激振器，驱动电磁式激振器产生高频振动；信号发生器输出的正弦激振信号的频率为高频振动振幅放大装置的共振频率；
高频振动振幅放大装置包括与待消除残余应力的构件相互接触的工作平台、固定在电磁式激振器运动部件的激振台面上的支撑平台、连接工作平台与支撑平台的变截面形式的连杆；变截面形式的连杆为阶梯形的圆柱连杆，包括小圆柱连杆和大圆柱连杆；阶梯形圆柱连杆的最大截面面积小于工作平台和支撑平台的截面面积；阶梯形圆柱连杆的长度大于工作平台和支撑平台的厚度；小圆柱连杆与工作平台连接，大圆柱连杆与支撑平台连接；
工作平台的上表面与待消除残余应力的构件相互紧密接触；加速度传感器安装在工作平台的下表面，加速度传感器的输出端与电荷放大器的输入端连接，电荷放大器的输出端与示波器连接。
进一步，所述的电磁式激振器为高频激振器，用于产生激振频率大于1kHz的高频振动，其最高激振频率可以达到10kHz。
进一步，所述的工作平台和支撑平台均为圆柱体，且所述的工作平台的直径大于所述的支撑平台的直径。
进一步，所述的加速度传感器为压电式加速度传感器。
具体来说，由信号发生器、功率驱动器、电磁式激振器、高频振动振幅放大装置、加速度传感器、电荷放大器以及示波器组成采用高频冲击振动消除残余应力的装置，能够将高频振动能量直接注入到待消除残余应力的构件表面的局部区域，对构件进行局部高频冲击振动消除残余应力的处理。加速度传感器的输出信号表征高频振动振幅放大装置输出的振动能量，高频振动振幅放大装置输出的振动能量即为作用在构件表面局部区域上的振动能量。在高频振动振幅放大装置的共振频率下对构件进行激振处理时，能够提高注入到构件表面局部区域的高频振动能量，从而提高高频冲击振动时效消除构件残余应力的效果。
本实用新型的技术构思是：由信号发生器、功率驱动器、电磁式激振器、高频振动振幅放大装置、加速度传感器、电荷放大器以及示波器组成采用高频冲击振动消除残余应力的装置；工作平台的上表面与待消除残余应力的构件相互紧密接触；在高频振动振幅放大装置的共振频率下对待消除残余应力的构件进行局部高频冲击振动时效处理。
本实用新型的有益效果如下：
1、通过在高频振动振幅放大装置的共振频率下对待消除残余应力的构件进行高频冲击振动时效处理，能够放大电磁式激振器输出的振动能量，即提高了作用在构件上的振动能量，能够显著的改善高频冲击振动时效消除构件残余应力的效果。
2、本实用新型提出的一种采用高频冲击振动消除残余应力的装置不仅能够消除小尺寸构件的残余应力，也能够消除大型复杂结构件的残余应力。
附图说明
图1采用高频冲击振动消除残余应力的装置示意图。
图2高频振动振幅放大装置示意图。
图3变截面形式的连杆示意图。
具体实施方式
参照附图，进一步说明本实用新型：
采用高频冲击振动消除残余应力的装置，包括信号发生器、功率驱动器、电磁式激振器、高频振动振幅放大装置3、加速度传感器2、电荷放大器以及示波器；信号发生器输出幅值和频率均能够独立且连续调节的正弦激振信号，并经功率驱动器输入电磁式激振器，驱动电磁式激振器产生高频振动；信号发生器输出的正弦激振信号的频率为高频振动振幅放大装置3的共振频率；
高频振动振幅放大装置3包括与待消除残余应力的构件相互接触的工作平台31、固定在电磁式激振器运动部件4的激振台面5上的支撑平台33、连接工作平台31与支撑平台33的变截面形式的连杆32；变截面形式的连杆32为阶梯形的圆柱连杆32，包括小圆柱连杆32A和大圆柱连杆32B；阶梯形圆柱连杆32的最大截面面积小于工作平台31和支撑平台33的截面面积；阶梯形圆柱连杆32的长度大于工作平台31和支撑平台33的厚度；小圆柱连杆32A与工作平台31连接，大圆柱连杆32B与支撑平台33连接；
工作平台31的上表面与待消除残余应力的构件1相互紧密接触；加速度传感器2安装在工作平台31的下表面，加速度传感器2的输出端与电荷放大器的输入端连接，电荷放大器的输出端与示波器连接。
进一步，所述的电磁式激振器为高频激振器，用于产生激振频率大于1kHz的高频振动，其最高激振频率可以达到10kHz。
进一步，所述的工作平台31和支撑平台33均为圆柱体，且所述的工作平台31的直径大于所述的支撑平台的直径。
进一步，所述的加速度传感器2为压电式加速度传感器。
具体来说，由信号发生器、功率驱动器、电磁式激振器、高频振动振幅放大装置3、加速度传感器2、电荷放大器以及示波器组成采用高频冲击振动消除残余应力的装置，能够将高频振动能量直接注入到待消除残余应力的构件1表面的局部区域，对构件1进行局部高频冲击振动消除残余应力的处理。加速度传感器2的输出信号表征高频振动振幅放大装置3输出的振动能量，高频振动振幅放大装置3输出的振动能量即为作用在构件1表面局部区域上的振动能量。在高频振动振幅放大装置3的共振频率下对构件1进行激振处理时，能够提高注入到构件1表面局部区域的高频振动能量，从而提高高频冲击振动时效消除构件1残余应力的效果。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (4)
1.采用高频冲击振动消除残余应力的装置，其特征在于：包括信号发生器、功率驱动器、电磁式激振器、高频振动振幅放大装置、加速度传感器、电荷放大器以及示波器；信号发生器输出幅值和频率均能够独立且连续调节的正弦激振信号，并经功率驱动器输入电磁式激振器，驱动电磁式激振器产生高频振动；信号发生器输出的正弦激振信号的频率为高频振动振幅放大装置的共振频率；
高频振动振幅放大装置包括与待消除残余应力的构件相互接触的工作平台、固定在电磁式激振器运动部件的激振台面上的支撑平台、连接工作平台与支撑平台的变截面形式的连杆；变截面形式的连杆为阶梯形的圆柱连杆，包括小圆柱连杆和大圆柱连杆；阶梯形圆柱连杆的最大截面面积小于工作平台和支撑平台的截面面积；阶梯形圆柱连杆的长度大于工作平台和支撑平台的厚度；小圆柱连杆与工作平台连接，大圆柱连杆与支撑平台连接；
工作平台的上表面与待消除残余应力的构件相互紧密接触；加速度传感器安装在工作平台的下表面，加速度传感器的输出端与电荷放大器的输入端连接，电荷放大器的输出端与示波器连接。
2.如权利要求1所述的采用高频冲击振动消除残余应力的装置，其特征在于：所述的电磁式激振器为高频激振器，用于产生激振频率大于1kHz的高频振动，其最高激振频率可以达到10kHz。
3.如权利要求1所述的采用高频冲击振动消除残余应力的装置，其特征在于：所述的工作平台和支撑平台均为圆柱体，且所述的工作平台的直径大于所述的支撑平台的直径。
4.如权利要求1所述的采用高频冲击振动消除残余应力的装置，其特征在于：所述的加速度传感器为压电式加速度传感器。
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