頻譜諧波震動時效處理機
一、震動時效處理亞共振的原理：
用激振器對工件施加周期性外力，通常在1000-10000rpm范圍內，從低速到高速掃頻，當施加外力的頻率與工件固有頻率合拍時，產生共振，尋找所有能產生共振的固有頻率，然后在共振頻率的亞共振區(qū)對工件施加振動，產生動應力，與殘余應力疊加，發(fā)生塑性屈服，從而降低峰值殘余應力，使殘余應力分布均化。
二、我公司為什么會研發(fā)頻譜諧波時效模式？
1、振動時效技術起源幾十年，一直采用亞共振模式（也叫掃頻方式）。此模式在消除、均化殘余應力上有一定的效果，曾引起機械制造業(yè)的廣泛關注，但大量的用戶對其評價是褒少貶多。此模式有四大障礙性難題無法解決
1，處理范圍有限。由于受電機轉速限制，無法處理高剛性高固有頻率工件，在機械制造行業(yè)的應用范圍只有23%。
2，處理效果欠佳。此模式在能處理的23％范圍內，處理工件時通常只能找到一個或很少的共振頻率。一個頻率只有一種振型，產生一個較大動應力方向，而工件內部殘余應力集中狀態(tài)非常復雜，殘余應力呈多維分布，一個振型的動應力只能與殘余應力在一個方向上疊加，故消除均化殘余應力效果很差。
3，處理效果不恒定。由于工藝參數(shù)選取時，對激振點、支撐點、拾振點有特殊要求，對操作者要求很高，不同人操作設備，處理工件的效果相差很大，很難納入正式工藝。
4，振動噪音大。高頻共振，噪音很大。
四大難題，阻礙了振動時效技術的應用，許多企業(yè)排斥振動時效。要真正使高效、節(jié)能的振動時效技術取代熱時效，去造福社會，造福企業(yè)，必須技術創(chuàng)新。在這種技術背景中，我們研發(fā)了新型的振動時效技術——頻譜諧波時效，它是時效領域的革命，解決了振動時效技術起源幾十年未能解決的障礙性難題，從而使取代以消除應力為目的的熱時效成為可能。
三、頻譜諧波時效及功能優(yōu)勢
頻譜諧波時效模式不需掃描，通過傅立葉方法對工件進行頻譜分析找出工件的幾十種諧波頻率，在這幾十種諧波頻率中優(yōu)選出對消除工件殘余應力效果優(yōu)質的五種不同振型的諧波頻率進行時效處理，較大動應力方向有5個，達到多維消除應力，提高尺寸精度穩(wěn)定性的目的。其獨特優(yōu)勢功能：
（1）采用頻譜分析技術，解決了亞共振模式因激振器頻率范圍限制而不能對高剛性固有頻率工件進行振動處理的難題，這樣就把一直以來亞共振振動時效產品在機械制造業(yè)只有23％的應用面提升到接近100％。
（2）對所有工件都能分析出幾十個諧振頻率優(yōu)選處理效果優(yōu)質的5種振型頻率，2種備選頻率，從而解決了亞共振模式產品對殘余應力呈多維分布，精度要求高的結構復雜工件無能力處理的難題。多種振型多方向與工件多維殘余應力充分疊加，使處理有效優(yōu)于熱時效和傳統(tǒng)的振動時效（亞共振時效）。
（3）自動確定振動時效工藝參數(shù)，對激振點、支撐點、傳感器位置無特殊要求，對振動參數(shù)的自動選取，自動優(yōu)化，對操作者的要求很低，保證不同人使用獲得同樣的效果，從而解決了亞共振模式產品靠人的經(jīng)驗來選取振動工藝參數(shù)，對操作者技能要求很高，不同人的使用獲得不同的處理效果，以至很難納入正式工藝的缺陷。
（4）由于采用6000rpm以下的低頻諧波，振動處理時噪音很小，而亞共振模式產品是在工件共振頻率下振動，噪音很大，使用者常常很難忍受，也不符合環(huán)保要求。
四、頻譜諧波的原理：
通過傅立葉分析，不需掃描，在100HZ內尋找低次諧波，然后用合適的能量在多個諧波頻率振動，引起高次諧波累積振動產生多方向動應力，與多維分布的殘余應力疊加，造成塑性屈服，從而降低峰值殘余應力，同時使殘余應力分布均化。
五、間接定性判斷工藝效果的有效標準
顯見，常規(guī)振動時效的主機、傳感器、測速裝置能從電機及工件處檢測到的信號只有激振頻率和振動加速度，這些信號或物理量都不能與工件的殘余應力建立起解析關系，所以無法定量、直接地知道有關殘余應力降低的具體數(shù)值。但由于內應力與固有頻率及其振幅值有一定的、無法用公式表達的趨勢關系，故可依據(jù)固頻及其幅值變化，間接、定性地反映工藝效果。
針對以加速度計作傳感器的常規(guī)振動時效系統(tǒng)，新行業(yè)標準規(guī)定了它的效果快速判定準則：
“在絕對相同的振前準備條件及掃頻速率下，出現(xiàn)下列情況之一時，即可判斷在當前狀態(tài)下，工件部分區(qū)域已達到了時效效果：
a) A～t曲線上升后變平；
b) A～t曲線上升后下降然后變平；
c) A～t曲線的峰值振后的比振前的升高；
d) A～t曲線的峰值點振后的比振前的左移；
e) A～t曲線的帶寬振后的比振前的變窄；
f) A～t曲線共振峰有裂變現(xiàn)象發(fā)生。”
隨著振動時效的推廣，工藝失敗的例子也越來越多。究其原因，濟南博納和許多國內外學者發(fā)現(xiàn)影響VSR效果的主要因素除時效時間、振幅外，更主要的是工件時效時的振型（也即與其一一對應的共振頻率）。因為振型決定了工件時效時的動應力場，而VSR的機理之一就是動應力與殘余應力疊加超過某一極限就會導致殘余應力降低，所以振型也決定了工件各點的殘余應力降低效果。
振型或頻率決定了動應力分布、決定了時效效果。要想讓工件有好的去應力效果，必須先知道工件的殘余應力σr，然后再在該部位疊加上適當?shù)膭討?sigma;d，才能獲得優(yōu)質效果。所以在已知殘余應力分布下，工件的動應力分布就至關重要了，而動應力分布完整取決于振型，也即振型對應的頻率。任意一個工件都有多個共振峰值，不同峰值對應不同振型，而不同振型對應不同的應力場，所以只有有效振型或有效峰值才能真正降低均化殘余應力場。
所以不是簡單振動起來就有效果，需輔助振型分析、在線打印等觀察手段來判定效果；由于殘余應力場及動應力場都不是均勻分布的，所以應力消除效果也不均勻。工件若沒有彎曲只是整體振起來就不能產生動應力，就不會有效果。 所以，不需要操作者干預的全自動設備對大多數(shù)工件是無效的
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