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Visão geral do dispositivo de vibração

Um dispositivo de atenuação vibratória é um dispositivo especializado que elimina ou reduz a tensão residual dentro de um componente metálico aplicando energia vibratória periódica. Seu princípio de funcionamento é baseado na teoria da ressonância, através do excitador para que o componente produza ressonância, no processo de ressonância, a tensão residual dentro do componente e a tensão vibratória se sobrepõem, quando a tensão sintética excede o limite de submissão do material, ocorrerá uma deformação microplástica, alcançando a liberação e a uniformização da tensão. Essa tecnologia tem vantagens significativas como poupança de energia, eficiência e não poluição ambiental, e é amplamente usada na fabricação de máquinas, aeroespacial, navios, recipientes de pressão, equipamentos eólicos e outras áreas, que podem melhorar efetivamente a estabilidade dimensional, a resistência à fadiga e a vida útil dos componentes, substituindo o processo de envelhecimento térmico tradicional.

Principais componentes e funções

1. excitadores

O excitador é o componente principal do dispositivo de vibração e sua função é converter energia elétrica em energia mecânica e aplicar uma força vibratória periódica à peça de trabalho tratada. Dependendo da forma estrutural, os excitadores comuns são de tipo de bloco ecêntrico, eletromagnético e outros tipos. O excitador de bloco ecêntrico é movido pelo motor para gerar força centrífuga através da rotação do bloco de massa ecêntrica, mudando a posição relativa do bloco ecêntrico ou a velocidade de rotação pode ajustar o tamanho e a frequência da força de excitação; Os excitadores eletromagnéticos usam o princípio da indução eletromagnética para gerar forças alternadas. Os excitadores geralmente são equipados com dispositivos de conexão rígidos ou flexíveis para uma conexão confiável com peças de trabalho de diferentes formas e tamanhos, garantindo a transmissão eficaz da energia vibratória.

2. Sistemas de controle e medição

O sistema de controle e medição é um dispositivo anti-vibração“O cérebro”Responsável pela definição de parâmetros, monitoramento em tempo real, coleta e processamento de dados durante todo o processo de validade. Principalmente incluem os seguintes módulos-chave:

• Unidade de controleUtilização de microprocessadores oudo PLCComo controlador principal, o usuário pode definir parâmetros de processo como a faixa de frequência de excitação, a velocidade de varredura, o tempo de validade, a força de excitação e outros parâmetros através de uma tela táctil ou um botão, e realizar a mudança de modo de controle automático ou manual.

• sensorInclui sensores de aceleração e sensores de velocidade, geralmente instalados em partes críticas da peça de trabalho, para captar em tempo real sinais de resposta de vibração da peça de trabalho (como amplitude, frequência, aceleração de vibração, etc.), fornecendo uma base para o sistema avaliar os pontos de ressonância e monitorar os efeitos de demoração.

• Módulo de coleta e análise de dadosFiltração, amplificação dos sinais captados pelo sensor,A / DApós a conversão, a análise de espectro, análise de domínio temporal e outros tratamentos são realizados para identificar automaticamente a frequência inerente da peça de trabalho (frequência de ressonância) e desenhar curvas de vibração (como curvas de amplitude e frequência, curvas de vibração de domínio temporal), refletindo intuitivamente as mudanças nas características de vibração durante o processo de envelhecimento.

• Mecanismo de regulação de feedbackA frequência de saída e a força de excitação do excitador são ajustadas automaticamente de acordo com os parâmetros de vibração monitorados em tempo real e o desvio dos valores definidos, para garantir que a peça de trabalho seja sempre processada de forma obsoleta em um estado de ressonância óptimo.

3. Sistema de apoio

O sistema de suporte é usado para apoiar a peça de trabalho de forma estável na posição certa, permitindo que a peça de trabalho vibra livremente durante a vibração, evitando que restrições de rigidez afetem o efeito de ressonância. A escolha do método de suporte deve ser determinada de acordo com a forma, o peso e as características estruturais da peça de trabalho, e os métodos de suporte comuns são suportes elásticos (como almofadas de borracha, suportes de mola) e suportes rígidos (como suportes ajustáveis). O suporte elástico pode isolar eficazmente a transmissão da vibração para o solo, reduzindo o impacto no ambiente circundante; O suporte rígido é adequado para peças pesadas e grandes, garantindo a estabilidade do suporte. O número e a posição dos pontos de apoio são críticos e geralmente devem ser escolhidos locais com menor deslocamento de nó ou vibração da peça de trabalho para evitar a interferência do apoio no padrão de vibração da peça de trabalho.

4. Dispositivos auxiliares

• Conectar ferramentasDesign de fixação específica ou barra superior de acordo com a forma da peça de trabalho para garantir a conexão rígida entre o excitador e a peça de trabalho, reduzindo a perda de energia de vibração.

• Dispositivos de segurança: incluindo botão de parada de emergência, proteção contra sobrecarga, proteção contra vazamento, etc., quando o equipamento ocorre em circunstâncias anormais (como sobrecarga, sobrevelocidade, falha do sensor), pode cortar rapidamente a fonte de energia para garantir a segurança do equipamento e do operador. Alguns dispositivos também estão equipados com uma tampa de isolamento acústico ou proteção para reduzir o ruído de vibração e evitar movimentos acidentais da peça durante a vibração.

• Sistema de alimentaçãoFornecer um fornecimento estável de energia para o excitador, o sistema de controle, etc., geralmente incluindo a fonte de energia reguladora de tensão e a fonte de alimentação do motor, para garantir que o equipamento funcione de forma estável sob diferentes flutuações de tensão da rede elétrica.

Fluxo de trabalho

1. Montagem e suporte de peças de trabalho

De acordo com as características estruturais da peça de trabalho, escolha o método de suporte apropriado e o ponto de suporte, coloque a peça de trabalho suavemente no sistema de suporte para garantir que a peça de trabalho esteja em estado livre ou perto do estado livre. Em seguida, o excitador é fixado firmemente na posição de excitação da peça de trabalho, conectando a peça de trabalho (geralmente selecionando partes com maior resposta vibratória, como o centro da peça de trabalho ou perto do centro de gravidade), e o sensor de aceleração é instalado no ponto de monitoramento da peça de trabalho.

2. Configuração de parâmetros e varredura de frequência

Inicie o sistema de controle e medição, inserindo informações básicas sobre a peça de trabalho (como material, peso, tipo de estrutura) e parâmetros de processo (como tempo de validade esperado). O sistema entra no modo de varredura de frequência e controla o excitador dentro da faixa de frequência definida (geralmente10-1000HzFaça uma varredura contínua enquanto capta o sinal de resposta vibratória da peça de trabalho através do sensor. Durante o processo de varredura de frequência, o sistema desenha automaticamente a curva de amplitude e frequência, quando a frequência de excitação se aproxima da frequência inerente à peça de trabalho, a amplitude aumenta significativamente, identificando assim o ponto de frequência de ressonância da peça de trabalho.

3. Tratamento de tempo de ressonância

Depois de determinar a frequência de ressonância, o sistema bloqueia a frequência de saída do excitador nessa frequência de ressonância e inicia o processamento formal de envelhecimento de acordo com a força de excitação e o tempo de envelhecimento definidos. Durante o processo de envelhecimento, a peça de trabalho produz um grande deslocamento vibratório no estado de ressonância e a tensão residual interna é gradualmente liberada e redistribuída. Os sistemas de controle e medição monitoram em tempo real as mudanças nos parâmetros de vibração (amplitude, frequência, aceleração de vibração) e registram as curvas de envelhecimento através de módulos de coleta de dados, que permitem ao operador monitorar o processo de envelhecimento em tempo real através de uma tela.

4. Teste de Efeito e Finalização

Quando o tempo de validade definido é atingido, o sistema pára de excitar automaticamente. Para avaliar o efeito do envelhecimento, o teste de varredura de frequência pode ser realizado novamente, comparando as mudanças na curva de amplitude e frequência antes e depois do envelhecimento (por exemplo, o movimento de picos de ressonância, mudanças na amplitude) ou usando métodos de teste de estresse (por exemplo, furo cego,XA difração de raios mede diretamente a diminuição da tensão residual interna da peça de trabalho. Se o efeito atender aos requisitos, todo o processo de vibração termina; Se o padrão não for atingido, os parâmetros do processo (como prolongar o tempo de envelhecimento, alterar a força de excitação) podem ser ajustados para o tratamento de envelhecimento novamente.

Características técnicas e vantagens

1. Eficiência energética

Em comparação com o envelhecimento térmico convencional (aquecer a peça de trabalho para500-650℃E isolado por horas), a vibração de envelhecimento não precisa de aquecimento a alta temperatura da peça de trabalho, pode economizar uma grande quantidade de energia (taxa de poupança de energia de até80%-90%reduzir significativamente o tempo de processamento (geralmente30minutos até2horas), melhorando significativamente a produtividade.

2. Sem poluição ambiental

O processo de envelhecimento vibratório não produz gases de escape, águas residuais, resíduos e outros poluentes, não há problemas de oxidação e descarbonização causados pelo aquecimento a alta temperatura, sem efeito negativo sobre o material e a qualidade da superfície da peça de trabalho, de acordo com os requisitos de fabricação verde e proteção ambiental.

3. Ampla gama de aplicações

Pode lidar com uma variedade de formas e tamanhos de componentes metálicos, desde peças pequenas de poucos quilos até centenas de toneladas de grandes peças estruturais de solda, fundições, forjas, etc., especialmente para grandes, complexos, paredes finas e peças de trabalho que não são adequadas para o envelhecimento térmico (como corpo de máquina de precisão, grandes recipientes de pressão, flanges eólicas, etc.).

4. Melhorar o desempenho da peça

Ao eliminar ou reduzir a tensão residual, é possível melhorar eficazmente a estabilidade dimensional da peça de trabalho e reduzir a deformação durante o processamento posterior e o uso; Ao mesmo tempo, melhorar a estrutura organizacional interna da peça de trabalho, melhorar sua resistência à fadiga e resistência à corrosão, prolongar a vida útil do produto.

5. Fácil de operar e flexível

O equipamento é relativamente pequeno e móvel, facilitando a operação no local da oficina ou no local de instalação. O sistema de controle é altamente automatizado, o operador é treinado com facilidade e os parâmetros do processo são fáceis de ajustar e otimizar.

Tendências

• Inteligência e AutomaçãoIntegração de algoritmos de inteligência artificial para otimização automática e controle adaptativo dos parâmetros de processo, combinando a tecnologia de visão de máquina para automatizar o posicionamento da peça de trabalho, melhorando ainda mais o nível de inteligência do equipamento e a eficiência do processamento.

• Integração multifuncionalDesenvolvimento de um sistema integrado que combina o envelhecimento de vibração, a detecção de estresse, a análise de dados e a geração de relatórios para o controle completo de ciclo fechado e o rastreamento da qualidade do processo de envelhecimento.

• Ligeira e portátilDesenvolvimento de excitadores pequenos e leves e sistemas de controle portáteis para as necessidades de processamento de grandes peças de trabalho no local, aumentando a mobilidade e a flexibilidade dos equipamentos.

• Modernização da Tecnologia de Economia de Energia VerdeAdote motores e sistemas de acionamento eficientes e eficientes para otimizar os algoritmos de controle e reduzir ainda mais o consumo de energia do equipamento, enquanto desenvolve excitadores de baixo ruído para melhorar o ambiente operacional.

• Ampliar as áreas de aplicaçãoExplore a aplicação da tecnologia de envelhecimento vibratório na eliminação de tensões residuais em materiais não metálicos, como componentes de materiais compostos, bem como a tecnologia de envelhecimento microvibratório em instrumentos de precisão, dispositivos eletrônicos e outros campos.

  Os dispositivos de vibração como uma espécie de tecnologia de eliminação de tensão residual desempenham um papel cada vez mais importante na produção industrial moderna, com a inovação e o desenvolvimento contínuos da tecnologia, suas perspectivas de aplicação serão mais amplas.

Máquina de vibração de envelhecimento Equipamento de vibração de envelhecimento Preço de vibração Fabricantes de vibraçãoPrincípio de envelhecimento de vibração: a partir da análise do processo de envelhecimento de vibração, vibração de meia hora, a peça de trabalho produziu dezenas de milhares de vezes vibração sub-ressonância, inevitavelmente produziu a deformação microplástica, e a deformação se estabilizou, a tensão residual caiu Baixo e uniforme, em equilíbrio. Por outro lado, a peça de trabalho no processo de instalação e uso não estará em estado de ressonância e não suportará o efeito de uma força externa maior do que a ressonância, portanto, a peça de trabalho após a vibração não sairá novamente. Agora o estresse está se transformando.

Vibração TempométricoMáquina de envelhecimento vibratório, dispositivo de envelhecimento vibratório, vibratório de envelhecimento, equipamento de envelhecimento vibratório a partir da análise de tensão dinâmica no processo de vibração, no envelhecimento vibratório, a peça de trabalho será submetida a um grande efeito de tensão dinâmica alternada, esta tensão dinâmica e sobreposição de tensão residual, depois de atingir um certo valor numérico, na área de concentração de tensão, excederá o limite de submissão e produzirá deformação plástica, reduzindo assim a tensão residual no local, portanto, pode efetivamente prevenir a deformação de tensão. O processo de envelhecimento vibratório é usado para a eliminação da tensão de soldagem, fundição, pressão forjada e outras peças metálicas, principalmente dividido em várias séries de envelhecimento vibratório inteligente, envelhecimento vibratório totalmente automático, envelhecimento vibratório econômico e outras desvantagens, melhorando o alto custo do tratamento térmico de envelhecimento tradicional, o longo ciclo de envelhecimento, o processo oneroso e outras desvantagens, para realmente ser verde, ambiental, econômico, fácil de operar e reduzir os custos de tratamento de envelhecimento. O envelhecimento vibratório pode substituir parcialmente o envelhecimento térmico devido a algumas características óbvias da tecnologia.

As propriedades mecânicas melhoram significativamente os componentes tratados por vibração, cuja tensão residual pode ser eliminada em cerca de 30% ~ 80%, e a área de tensão de alta tensão é maior do que a área de baixa tensão. Assim, a resistência ao uso e a vida de fadiga podem ser melhoradas, reduzindo o stress e a corrosão. Pode prevenir ou reduzir a ocorrência de rachaduras microscópicas devido a processos como tratamento térmico, soldadura e outros. Pode melhorar a capacidade de resistência à deformação do componente, estabilizar a precisão do componente e melhorar a qualidade mecânica.

Uma vez que o equipamento é simples e fácil de mover, ele pode ser tratado em qualquer local. Ele não é limitado pelo tamanho e materiais dos componentes, e pode ser usado para componentes de dezenas de quilos a centenas de toneladas com tecnologia de vibração. Especialmente quando alguns componentes grandes não podem ser tratados com envelhecimento térmico, a envelhecimento vibratório é mais proeminente.

Economia de tempo, energia e custos de vibração de tempo para o processo de downstream em apenas 30 minutos. A demora térmica dura pelo menos um a dois dias e requer uma grande quantidade de energia, como kerosene e eletricidade. Portanto, em relação ao envelhecimento térmico, o envelhecimento vibratório pode economizar mais de 90% de energia e economizar mais de 90% de custos, especialmente para economizar um enorme investimento na construção de grandes fornos de fogão.

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