PL66989B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 28JL1973 66989 KI. 42s,3/02 MKP B06b3/02 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Lech Lipinski, Jerzy Lipka Wlasciciel patentu: Zaklady Mechaniki Precyzyjnej, Gdansk (Polska) Sposób i urzadzenie do usuwania naprezen Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do usuwania naprezen montazowych i wlasnych w ele¬ mentach i ukladach mechanizmów precyzyjnych i in¬ nych, za pomoca pobudzania do drgan sprezystych.W procesie obróbki mechanicznej i cieplnej oraz montazu i regulacji powstaja wewnetrznie zrównowa¬ zone stany naprezen o wysokich wartosciach sklado¬ wych przy zerowych obciazeniach mechanicznych zew¬ netrznych. Stanom tym towarzysza niestabilne w czasie odksztalcenia zewnetrzne.Istnienie stanów naprezen wlasnych niestabilnych w czasie powoduje z jego uplywem stala zmiane wymia¬ rów, ksztaltu jak równiez i stanu funkcjonalnego okre¬ slonego wyrobu. Usuniecie tych niestabilnych stanów naprezen zapobiega deformacjom przebiegajacym ustawicznie w czasie. W opisie matematycznym ma to nastepujaca postac: u = F(iSij't) U = F(s,lj) O) (2) gdzie 10 15 20 u — wstepna funkcjonalnosc wyrobu, U — ustabilizowana w czasie — koncowa lub 25 docelowa — funkcjonalnosc okreslonego wyrobu, su — skladowa stanu naprezen, s'ij — Skladowa stabilnego stanu naprezen, t —czas r 30 Znane i stosowane sposoby usuwania niestabilnych w czasie naprezen wyrazajace sie w przechodzeniu od funkcji (1) do funkcji (2) nosza nazwe sezonowania lub starzenia i polegaja na dlugotrwalym magazynowa¬ niu lub sztucznym starzeniu cieplnym polegajacym na wielokrotnym wygrzewaniu i powolnym studzeniu.Oba sposoby sa czasochlonne i nieekonomiczne. Wy¬ magaja nieraz zlozonych i kosztownych urzadzen oraz stalej obslugi. Nie pozwalaja ponadto na dokonywanie oceny stanu niezrównowazenia napiec wewnetrznych pozostalych po okresie sezononowania.Celem wynalazku jest opracowanie metody szybkie¬ go i kontrolowanego usuwania naprezen niestabilnych w elementach i ukladach mechanizmów precyzyjnych i innych.Cel ten zostal osiagniety przez pobudzanie do drgan sprezystych o zmniejszajacej sie amplitudzie i energii, obiektu poddawanego odprezaniu pomiedzy dwoma umieszczonymi na przeciw przetwornikami elektrome¬ chanicznymi, których koncentratory posiadaja konce dopasowane do ksztaltu odprezanego obiektu, a genera¬ tor drgan elektrycznych zasila jeden z przetworników bezposrednio drugi natomiast poprzez uklad przesuwa¬ jacy faze drgan pradu elektrycznego. Obiekty, które ze wzgledu na swój skomplikowany ksztalt czy wymiary trudno jest pobudzac do drgan bezposrednio za po¬ moca koncentratorów, pobudza sie przez zanurzenie w cieczy o duzej gestosci i jak najmniejszej scisliwosci, pobudzanej do drgan przez odpowiedni przetwornik.Pobudzany obiekt poddawany jest drganiom porcjami 6698966999 3 4 po kazdym zabiegu operacyjnym czy obróbczym, a am¬ plituda kolejnych pobudzen jest coraz mniejsza. Po kazdym, kolejnym pobudzeniu do drgan o mniejszej amplitudzie i energii, sprawdzany jest stan obiektu i korygowana stale malejaca odchylka od stanu docelo¬ wego, az osiagniecia tolerancji okreslonej warunka¬ mi technicznymi.Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia szybkie i kontrolowane usuwanie naprezen wlasnych niestabilnych w czasie i moga stanowic organiczny skladnik technologii produkcji. Stopniowe usuwanie na¬ prezen wlasnych wyklucza mozliwosc powstawania wy¬ sokich i«a wartosci i co za tym idzie duzych defor¬ macji.Urzadzenie wedlug wynalazku zostanie blizej wy¬ jasnione w przykladzie wykonania przedstawionym na rysunku schematycznym, na którym fig. 1 przedstawia uklad od usuwania naprezen, a fig. 2 — schematyczny uklad odmiany urzadzenia.Urzadzenie sklada sie z dwóch przetworników 3 przetwarzajacych drgania pradu elektrycznego na drga¬ nia mechaniczne koncentratorów 2, do których moco¬ wany jest odprezany obiekt 1. Przetworniki 3 zasilane sa pradem zmiennym z generatora drgan 5, z tym ze jeden z przetworników zasilany jest bezposrednio, drugi natomiast za posrednictwem przesuwnika fazo¬ wego 4.Odmiana urzadzenia przeznaczona do odprezania obiektów o niedogodnym ksztalcie sklada sie z naczy¬ nia 7 wypelnionego ciecza 8 o duzej gestosci i malej scisliwosci jak na przyklad rtec, a dno naczynia 8 stanowi drgajacy rdzen przetwornika 6 zasilanego z ge¬ neratora 5. Dzialanie urzadzenia oraz przebieg sposo¬ bu sezonowania wedlug wynalazku przedstawiono po¬ nizej.Odprezany obiekt 1 umieszczany jest pomiedzy dwo¬ ma koncentratorami Z przetworników & dociskanych do obiektu jednym ze znanych sposobów na przyklad za pomoca sprezyn dociskanych srubami z pokretlami dynamometrycznymi. Zapewnia to przy odpowiednio dobranych powierzchniach styku czola koncentratora 2 i obiektu 1 dobra transmisje energii drgan. Wystepu¬ jace pod wplywem drgan naprezenia dynamiczne powo¬ duja ustepowanie naprez&n wlasnych pobudzanego obiektu, na skutek tego, ze odksztalcenie plastyczne warunkujace dopasowanie wewnetrzne obiektu wysy¬ puje w tych obszarach, w których suma skladowych naprezen wlasnych i chwilowych dynamicznych prze¬ kracza granice sprezystosci danego materialu, jak rów¬ niez nastepuja przesuniecia odprezajace na granicach ziarn materialu.Zamiast jednego generatora 5 i przesuwnika fazo¬ wego 4 mozna stosowac dwa synchronizowane wza¬ jemnie generatory z mozliwoscia zmiany fazy drgan jednego z nich. Warunkiem jest jednak aby tworzyly one zespól zródel koherentnych. Przy pomocy przesuw¬ nika fazowego 4 przesuwa sie faze drgan jednego w granicach od Q° & 180°, co umozliwia z kolei odpo¬ wiednie pobudzenie odprezanego obiektu dla wytwa¬ rzania fal stojacych i wedrujacych o róznych dlugos¬ ciach. Dla wytwarzania w obiekcie 1 drgan poprzecz¬ nych o polaryzacji kolowej lub eliptycznej jeden z przetworników 3 zamocowany jest w swym lozu obro¬ towo tak, ze plaszczyzna jego drgan moze byc obraca¬ na o 90°.Przez zmiane czestotliwosci drgan generatora S i cze¬ sci drgajacych przetworników obiekt moze byc pobu- c dzany do drgan na czestotliwosciach rezonansowych wlasnych i innych. Pobudzenia te moga odbywac sie 5 drganiami podluznymi, |0|przecznymi a w pewnych wy¬ padkach i skretnymi.Odprezanie obiektów o skomplikowanym ksztalcie odbywa sie w cieczy roboczej 8 posiadajacej duza ge¬ stosc i mala scisliwosc jak na przyklad rtec. Ciecza ta wypelnione jest naczynie 7, którego dno stanowi rdzen przetwornika 6 zasilanego z generatora 5 pradem zmiennym. Pobudzenie tego rodzaju daje szczególnie dobre rezultaty gdy sezonowany obiekt posiada zlozo¬ na strukture a jego czesci skladowe wykonane sa z róznych materialów.Proces odprezania obiektu tak w pierwszym jak i w drugim wariancie urzadzenia przebiega analogicznie, to znaczy malejacymi porcjami. Kolejne powtórzenie za¬ biegów doprowadza do stanu w którym odchylka mie¬ sci sie w granicach dopuszczalnych warunkami tech¬ nicznymi danego obiektu, a potencjal energetyczny na¬ prezen wewnetrznych jest wtedy tak niski, ze nie zdo¬ la go poza te granice wytracic. Obiekt osiaga wiec stan stabilny to znaczy, ze od stanu opisanego funkcja (1) przeszedl do stanu opisanego funkcja (2).Kontrola procesu zanikania niestabilnych naprezen wlasnych moze byc dokonywana jedna z licznych, zna¬ nych metod pomiarów odksztalcen przemieszczen i na¬ prezen na przyklad za posrednictwem zaniesienia na odprezony obiekt siatki ortogonalnej lub jakiejkolwiek innej siatki i mikroskopu, a takze za posrednictwem tensometrów elektrooporowych lub tensometrów elasto- optycznych zalozonych na obiekt przed procesem od¬ prezania. Prowadzona w ten sposób kontrola moze obejmowac wszystkie sztuki serii lub tez dotyczyc po¬ jedynczych egzemplarzy wybranych metodami staty¬ stycznej kontroli jakosci.Przedstawiony sposób i urzadzenia moze miec zasto¬ sowanie w produkcji sprzetu optycznego i pomiaro¬ wo-kontrolnego, w przemysle obrabiarek, lozysk tocz¬ nych, elektronicznym, pólprzewodników, lotniczych i innych. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób usuwania naprezen montazowych i wla¬ snych w elementach i ukladach mechanizmów precyzyj¬ nych i innych znamienny tym, ze odprezany obiekt pobudzany jest do drgan sprezystych po zabiegu ope¬ racyjnym, obróbczym czy regulacyjnym, a amplituda i energia drgan jest coraz mniejsza, oraz ze wzbudza¬ ne sa fale stojace i wedrujace, a drgania sa poprzecz¬ ne o kierunkach wzajemnie prostopadlych, lub podluz¬ ne na czestotliwosciach rezonansowych wlasnych i in¬ nych.

2. Urzadzenie do usuwania naprezen wedlug zastrz. 1 znamienne tym, ze sklada sie z dwóch przetworników elektromechanicznych, których koncentratory (%) posia¬ daja konce dopasowane do ksztaltu odprezanego obiek¬ tu (1), a przetworniki elektromechaniczne (3) zasilane sa przez generator drgan (5) jeden bezposrednio, a dru¬ gi poprzez przesuwnik fazowy (4) przesuwajacy faze drgan pradu elektrycznego w granicach od 0° do 180°. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6066989

3. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 2 znamienna tym, ze stanowi ono naczynie (7), wypelnione ciecza (8) o duzej gestosci i malej scisliwosci na przyklad rtecia, którego dno stanowi rdzen przetwornika (6). Fig. / Fig. 2 PL PL