Способ контроля процесса виброобработки конструкций

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕтЕНИЯ п11 62I749

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.10.76 (21) 2416588/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень Ме 32 (45) Дата опубликования описания 02.08.78 (51) М. Кл С 21Р

1/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621,789 (088.8) (») Авторы изобретения

В. П. Гиниотис, Ю. Ю. Гецявичюс, В. И. Крищюнас и И, Ю. Адамонис

Вильнюсский филиал Ордена Трудового Красного Знамени экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ВИБРООБРАБОТКИ

КОНСТРУКЦИЙ

Изобретение относится к области измерений при снятии остаточных напря>кений, образовавшихся в металлических, пластмассовых и других конструкциях после их сварки, термической обработки или литья.

Предлагаемый способ предназначен для контроля снижения остаточных напряжений путем вибрации закаленных и литых конструкций высокоточных металлорежущих станков и других машин, где релакса- 10 цпя остаточных напря>кений со временем может вызвать деформацию конструкций, а впоследствии и на них закрепленных направляющих, с ними связанных узлов.

Известны споcîáû для снижения остаточ- 15 пых напряжений вибрированием конструкций после их сварки и контроль этих процессов. Например, конструкцию вибрируют на одной,из резонансных частот, после чего измеряют остаточные напряжения тен- 20 зометрическими, магнитоиндукционными плп другими методами и продол>кают или прекращают обработку (1).

Недостатком известного способа является то, чго завершение процесса внброобра- 25 ботки определяется сложными измерениями, на основе которых заложены приборы другого физического характера, чем сам технологический процесс. Часто после измерений оказывается, что снятие напря>кений требуется продолжить, а для этого необ. одимо заново установить оборудование для вибрирования и повторять весь процесс.

Известен также способ снятия напря>кепий и контроля, который заключается в следующем. Сначала вибрируют подлежащую обработке конструкцию в широком диапазоне частот и устанавливают местонахождение резонансных пиков в шкале частот. Затем выбирают частоту, смежную одному из резонансных пиков, на этой «астоте вибрируют конструкцию и опять замеряют всю шкалу частот. О завершении процесса судят по смещению резонансных пиков на шкале частот и их стабильном положении впоследствии (2).

Недостатком такого способа является то, что после каждого цикла требуется проверить весь диапазон частот и вибрирование обновлять до тех пор, пока положение резонансных пиков не станет стабильным. Такой процесс связан с многократным переключением возбуждающего вибратора от частоты вибрирования к прохождению всего частотного диапазона для измерений, довольно длительным процессом

621749

Ид. М5И

Подписное

Тираж 734

Заказ 1462/11

Типографии, пр, Сапунова, 2 регистрации расположения резонансных пиков в шкале частот.

Цель изобретения — упрощение контроля снятия напряжений и увеличение производительности процесса сии>кения остаточных напряжений в различных конструкциях.

Достигают это тем, что периодически измеряют затухание свободных колебаний обрабатываемой конструкции, считают величину логарифмического декремента затухания и заканчивают процесс виброобработки по достижении постоянного значения логарифмического декремента. По величине и сгепени изменения логарифмического декремента судят о прохождении процесса снижения остаточных напря>кений, Поле напряжений в конструкции харакs еризуется составляющей а, вызывающей деформацию Е. Напряжение, вызванное внутренним трением, выражается коэффиЫГ циентом поглощения ф =, где DW—

W энергии, рассеянная по всему объему образца за один период деформации, W— энергия колебаний всего образца. В свою очередь, ф = 26, где б — логарифмический декремент свободных затухающих колебаний, причем о=1п и+1 а Е„Е„+ — п-ал и (и+1)-ая амплитуды затухающих колебаний.

Так как рассеиваемая энергия W во время свободных колебаний образца является функцией остаточных напря>кений и деформации в нем, спраьедливо выражение о = Р (q) = f (о, Е) Слсдовательно, измерение логарифмического декрсмента дает информацию о наличии и величине остаточных напряжений в определенной конструкции.

Коэффициент затухания свободных колебаний различных конструкций, материалов, сплавов неодинаковый, поэтому неодинаковый будет и нх логарифмический декремент. Предлагаемый способ предусматриьает измерение и контроль за изменением характера логарифмического декремента, который в определенных условиях может уменьшаться или увеличиваться.

Процесс по предлагаемому способу производят следующим порядком. На конструкции закрепляют возбуждающий вибратор и преобразователь механических колебаний, например сейсмический. Возбужда1от свободные колебания системы и замеряют кривую их затухания. После этого

4 включают вибратор, конструкцию вибрируют, вибратор периодически выключают и замеряют логарифмический декремент затухания свободных колебаний. Когда

5 величина и характер логарифмического декремепта остаются постоянными, считают, что процесс впбространения завершен.

П р и и е р. Обработка сварного ползупа координатно-измерительной машины, 10 В начале виброобработки при помощи датчика колебаний, например сейсмического,:;àïèñûâàþò свободные затухания колебаний, ползуна и IIo ним определяют величину логарифмического декремента. Далее

15 ползун вибрируется при помощи генератора звуковой частоты плавно, при этом изменяют частоту вобуждения электромагнитного вибратора в широком диапазоне частот, например 0 †3 Гц. Это делают для

20 определения резонансных частот изделия.

Таким образом, устанавливается частота, на которой далее производят виброобработку. Для большинства металлических сварных конструкций используют частоту 4С, 25 70, 120 Гц (примерно). Безусловно, этой частотой может быть и любая частота, например 50 Гц, но тогда процесс виброобработки будет более длительным, Резонансными частотами ползуна оказа30 лись частоты, б1 и 73 Гц. Ползун вибрируют в течение 10 мин на частоте 73 Гц и

15 мин на частоте б1 Гц. Примерно после б-ой минуты виброобработки на частоте б1 Гц регистрация логарифмического де35 кремента показывает, что его величина изменяется по сравнению с первоначальной, но далее уже не изменяется. Процесс виброобр аботки завершен.

Формула изобретения

Способ контроля процесса виброобработки конструкций, преимущественно сварных, включающий периодическое измерение ме45 ханических колебаний объекта, о т л и ч а ющий ся тм, что, с целью упрощения процесса, периодически измеряют затухание свободных колебаний объекта, определяют логарифмический декремент затухания и

50 заканчивают процесс виброобработки по достижении постоянной величины логарифмического декремента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

55 1. Зубчено О. И. и др. Применение вибрационного напряжения для снятия остато шых напряжений в сварных рамах ж-л

«Автоматическая сварка», 1974, № 9.

2. Патент СШЛ № 3741820, 148 †1, 60 1973,