SU749911A1 - Способ сн ти внутренних напр жений в детали - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к способам сн ти  внутренних напр жений в детал х, изготавливаемых, например, методами лить  или сварки.

Известен способ сн ти  внутренних напр жений, который заключаетс  в виброобработке детали на различных частотах , соответствующих резонансным частотам отдельных участков сложной детали . Лоиск резонансных частот по это.му способу осуществл етс  в процессе . медленного изменени  скорости вращени  эксцентрикового вибратора путем регистрации частот, на которых возникают пиковые значени  амплитуды колебани  детали. Факт достигнутой стабилизации напр жений в описьюаемом способе оценивают по уменьшению поло.сы частот, соответствующих каждому резонансному пику, возрастанию его величины и уменьшению мощности, потребл емой двигателем вибратора Ij.

Известный способ имеет следующие недостатки; 1. поиск резонансных пиков

в реальных сложных детал х чрезвычайно трудоемок. Исследовани  показали, что однозначное выделение пиковых значений на фоне шума, сопровождающего измерени , производитс  сравнительно легко лишь на очень малых частотах, которые соответствуют резонансу больших масс, составл ющих деталь. На высоких частотах резонансные пики обнаружить не удаетс , а, следовательно,

to качественна  стабилизаци  напр жений- невозможна; 2. измерение мощности привода в качестве показател  стабилиза- пщ напр жений затруднено, так как дол  этого изменени  от всей потребл емости

15 мощности составл ет весьма малую вели чину. Кроме того, в реальной эксплуа-/ тации вибраторов в производственных услови х вследствие запыленности воздуха , износа деталей и других причин,

20 потребл ема  мощность измен етс  не-, зависимо от характера структурных изменений в материале обрабатываемых деталей, что снижает надежность конт-

рол , в результате оператор либо уменьшает врем  виброобработки, либо заведомо увеличивает его; то и другое снижает качество стабилизации напр жений.

Целью изобретени   вл етс  сокращение времени виброобработки и уменьшение остаточных напр жений за счет повышени  точности поиска и точности контрол  за изменени ми напр женного состо ни , а также упрощение поиска.

Эта цель достигаетс  за счет того, что деталь подвергают вибрации частотнойодулировйнным силовым возмущением, резонансные частоты определ ют по мини муму частоты биений между исковой и возмущающей частотами, а контроль за результатами виброобрабЪтки осуществл ют по изменению глубины амплитудной Мбйул ции измерйемого сигналами, а также с помощью измерени  составл ющих возмущающей силы.

Обосйованием предложенного способа  вл етс  следующее, сложные базовые детали, подвергаемые старению, можно представить в виде многомассовых систем с разветвленными упругими св з ми

С1руктурные изменени  в отдельных участках детали, подвергаемой виброобработке , возможны лишь при деформаци х материала этих участков, что в многомас совой Модели соответствует де(|юрмаци - ми св зей. Наиболее эффективное воздей .ствие, т. е. максимальные деформации, возникают во врем  резонансов частей (масс) детали. Измеритель параметра колебаний например, акбелеромётр, регистрирует сукпларный результат вибрации . Резонанс отдельной части про Ьитс  в cyMMaj3HOM измерении тслько приусловии , что масса резонирующего участка достаточно велика по сравнению с массо всей детали и добротность резонирующего участка достаточно больша  ( демпфирование мало).

Оба эти услови  в сложных детал х типа станин с большим числом малых ребер, стенок не соблюдаютс .

Если приложить к , гали гармоническое силовое возмущен , то, пО Окончании переходного проц ;а все участки (массы) будут колебатьс  с одинаковой частотой, равной частоте возмущени .

Если возмущающа  сила не  вл етс  вполне монохроматической, а содержит некоторую узкую полосу спектра, то в момент приближени  несущей частоты к резонансной частоте одной из масс в системе возникнут две  рко выраженные

749911

частоты колебаний: возмущающа -и собственна  резонансна  этой массы. Датчик вибраций зарегистрирует биени , частота которых окажетс  тем, меньше, чем

ближе несуща -возмущающа  и резонансна  частоты.

Таким образом, факт возникновени  биений свидетельствует о приближении к частному резонансу, частота биений

определ ет величину отклонени  резонансной частоты от несущей, а изменение глубины амплитудной модул ции изме- .р емого сигнала характеризует изменени  в демпфировании резонирующего

.участка, т. е. изменени  его напр женного состо ни .

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства, реализующего предла-

гаемый способ; на фиг. 2- схема преобразовани  измер емого сигнала. Предложенный способ осуществл ют следующим образом.

На деталь 1, установленную на эластичных опорах, закрепл ют вибратор 2 и датчик-акселерометр 3. Вращение дисбаланса вибратора Осуществл ют двигателем 4, скорость которого задают с помощью привода .5, имеющего задатчик

6 скорости, генератор 7 амплитудной модул ции управл ющего сигнала и сумматор 8. Генератор 7 генерирует П-образные импульсы, частота и амплитуда которых пропорциональны частоте вращени  двигател .

Во врем  поиска резонансных частот

генератор 7 включают и одновременно плавно изменшот задающее напр жение задатчиком 6. В результате на входе

двигател  возникает амплитудно-модулированное напр жение, характеризуемое тем, что периодически, через определенное число оборотов вала двигател  вибратора, управл ющее напр жение

кратковременно уменьшаетс , соответственно уменьшаетс  скорость вращени  эксцентрика, а, следовательно, и частота возмущающей силы. Ширина П-образ- ного импульса подбираетс  таким образом , чтобы за врем  вращени  с посто нной (несущей) частотой колебани  на резонансной частоте, не успели затухнуть , а амплитуда такой, чтобы частотный спектр был достаточно узким дл 

захвата только одной из резонансных частот. В целом, частотна  модул ци  должна быть пор дка - 10 - 15% от несущей в каждый данный момент. Сигнал датчика - акселерометра -( усиливают в усилителе 9 и подают на вход ограничител  Ю, уровень ограничени  которого зависит от среднего значени  (Jn на входе ограничител  10. Чем больше i , тем выше уровень ограничени . В результате дол  амплитудной модул ции, вызванной бие- , в общем сигнале U на выходе ограничител  10 увеличиваетс  (см. фиг. 2). После усилени  О в усилителе 1 1 сигнал поступает на индикатор 12 который представл ет собой, например, лампу анодного свечени  с измен ющимс  от величины приложенного напр жени  растром или любой другой.- малоинер ционный измеритель напр жений. По мере приближени  частоты возмущени  к одной из резонансных, частота биений будет уменьшатьс , что можно наблюдать по пульсаци м растра или колебани ми стрелки измерител . В момент резонанса пульсации минимальны по частоте и . максимальны по амплиту де. Плавно измен   частоту возмущени  по всем возможным на устройстве диапазоне, регист рируют все резонансные частоты.. После чего на каждой из частот осуществл ют вибрацию детали. Дл  контрол  за ходом старени  на корпус вибратора в двух взаимно перпендикул рных направле ни х наклеивают тензометрические датчики 13, измер ющие деформации стенок корпуса вибратора в процессе вращени  несбалансированной массы, т. е. величину, пропорциональную величине возмущающей силы, действующей в данном направлении. Напр жени  тензодат- чиков усиливают в усилителе 14, выпр мл ют-в блоке 15 и измер ют с помощью индикаторных приборов 16 и 17. По мере стабилизации напр жений в детали, амплитуда возмущающей силы по приборам 16 и 17 должна уменьшатьс , а амплитуда пульсаций по индикатору 12 - увеличиватьс . При стабилизации показаний индикаторных приборов вибро обработку на данной частоте прекраща ют . Предложенна  схема способа снижает вли ние внешних и внутренних помех на определение резонансных частот, облег чает поиск за счет расширени  области . захвата резонансной частоты, повьциает точность определени , момента окончани  процессе стабилизации благодар  независимости измерений от качества изготовлени  и технического состо ни  механизма выбратора и приводного двнгател . Все это сокращает врем  виброобработки и повышает ее качество. О р мула изобретен. Способ сн ти  внутренних напр жений в детали, заключающийс  в том, что деталь подвергают виброобработке на резонансных частотах отдельных ее участков в течении времени, контролируемого по результатам изменени  напр женного состо ни  детали, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  времени .виброобработки и уменьшени  остаточных напр жений, деталь подвергают вибрации частотно-модулированным силовым возмущением, резонансные частоты определ ют по минимуму частоты биений между искомой и возму- щающей частотами, а контроль за результатами виброобработки осуществл ют по изменению глубины амплитудной модул ции измер емого сигнала, а также, с помощью измерени  составл ющих возмущающей силы. Источники информации, . прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3622404, кл. 148-12.9, 1972.

./;;;./. ; . ..

749911

16

J&

.l

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ снятия внутренних напряжений в детали, заключающийся в том, что деталь подвергают виброобработке на резонансных частотах отдельных ее ²⁵ участков в течении времени, контролируемого по результатам изменения напряженного состояния детали, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени .виброобработки и умень— ³⁰ щения остаточных напряжений, деталь подвергают вибрации частотно-модулиро— ванным силовым возмущением, резонансные частоты определяют по минимуму частоты биений между искомой и возму— 35 щающей частотами, а контроль за результатами виброобработки осуществляют по изменению глубины амплитудной модуляции измеряемого сигнала, а также, с помощью измерения составляющих возму— 40 щающей силы.