振動(dòng)時(shí)效工藝的制定，是指佳工藝參數(shù)的選擇，這對(duì)殘余應(yīng)力的消除和均化是十

分重要的，它直接影響著時(shí)效的效果。振動(dòng)時(shí)效的工藝內(nèi)容包括激振力、激振頻率、振

動(dòng)時(shí)間、支承點(diǎn)、激振點(diǎn)及拾振點(diǎn)的選擇。

一 ，振動(dòng)處理工藝的制定過(guò)程

振動(dòng)時(shí)效處理是將構(gòu)件用相應(yīng)的彈性物體支好，其支承位置應(yīng)盡量選在構(gòu)件共振時(shí)的

節(jié)線處。再將激振器剛性地固定在離節(jié)線稍遠(yuǎn)的位置與控制系統(tǒng)連接好。調(diào)整激振力的

檔級(jí)，廾始應(yīng)放在小位置為宜。根據(jù)初步估算或經(jīng)驗(yàn)找出動(dòng)應(yīng)力較大的一些點(diǎn)打磨并

貼上電阻應(yīng)變片與動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀相連接。在殘余應(yīng)力較大的點(diǎn)上打磨，并用x射線法或磁

應(yīng)力法測(cè)其振動(dòng)處理前的殘余應(yīng)力量值。以上即為振動(dòng)時(shí)效的試振。

上述準(zhǔn)備工作完成之后，開始進(jìn)行振動(dòng)處理工藝的參數(shù)選擇：打開控制器開關(guān)，使

激振器處于低轉(zhuǎn)速，打開記錄器、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀等儀器開關(guān)。逐漸調(diào)整激振器的頻率旋

鈕〖或自動(dòng)選頻按鍵），同時(shí)觀察記錄器上畫出的曲線。當(dāng)構(gòu)件出現(xiàn)共振現(xiàn)象時(shí)，振幅

一頻率將出現(xiàn)一個(gè)波峰，動(dòng)應(yīng)力曲線也將出現(xiàn)一個(gè)大量。一直掃頻到控制器的額定頻

率時(shí)，由上述曲線可以觀察到在設(shè)備允許的范圍內(nèi)構(gòu)件可出現(xiàn)的共振次數(shù)及其共振頻率

和在共振的情況下動(dòng)應(yīng)力的大值。

在共振的同時(shí)，要注意觀察構(gòu)件的振型，以調(diào)整支撐位置到節(jié)線上，在停機(jī)后可再

當(dāng)調(diào)整激振器的位置，以使構(gòu)件產(chǎn)生大的振幅。這些均需反復(fù)進(jìn)行。'再根據(jù)動(dòng)應(yīng)力

測(cè)試的結(jié)果及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整激振器激振力的檔級(jí)。

支承點(diǎn)位置、激振器激振力檔級(jí)調(diào)整好之后，開始進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效工藝處理，將控制

器調(diào)到構(gòu)件的共振頻率上使其共振，同時(shí)進(jìn)行時(shí)間一振幅曲線的測(cè)量，以觀沉振動(dòng)時(shí)效

的效果。經(jīng)30分鐘的處理，振幅一時(shí)間曲線變平。這時(shí)降頻到初始頻率后再進(jìn)行二

次幅頻特性掃描，即可在同一記錄紙上得到兩條幅頻特性曲線。對(duì)比兩條曲線的區(qū)別是

共振頻率下降、共振峰左移、峰值升高。

停機(jī)后可進(jìn)行效果檢測(cè)，在振動(dòng)處理前各殘余應(yīng)力測(cè)點(diǎn)上重新進(jìn)行測(cè)量。視其減少

的量值而算出消除比例。并可進(jìn)行尺寸精度保持特性（包括抗靜、動(dòng)態(tài)載荷的變形能力）

的檢驗(yàn)“如果這些都達(dá)到要求指標(biāo)，即可根據(jù)上述測(cè)得的振動(dòng)時(shí)效參數(shù)（激振力檔級(jí)、

激振器位置和方向、支承和加速度傳感器的位置、激振頻率和激振時(shí)間等等）面制定出

生產(chǎn)工藝來(lái)。

二，振動(dòng)時(shí)效具體參數(shù)選擇

1、振動(dòng)時(shí)效設(shè)備 振動(dòng)時(shí)效儀激振力選擇

激振力的大小是通過(guò)工件承受動(dòng)應(yīng)力值大小來(lái)衡量的，是振動(dòng)時(shí)效工藝的一個(gè)決定

性參數(shù)，直接影響振動(dòng)時(shí)效的效果。

振動(dòng)時(shí)效過(guò)程中，激振器施加給零件動(dòng)態(tài)附加動(dòng)應(yīng)力，其交變周期與激振力的交變

周期相對(duì)應(yīng)。只有動(dòng)應(yīng)力與殘余應(yīng)力之和大于材料的屈服極限，即R動(dòng)+R殘如果

工件的殘余應(yīng)力較小時(shí)，只需要選用較小的動(dòng)應(yīng)力，產(chǎn)生不大的塑性變形就能使零件達(dá)

到時(shí)效的目的；如果零件的殘余應(yīng)力較大的時(shí)候，就要選用較大的動(dòng)應(yīng)力，產(chǎn)生較大的

塑性變形來(lái)達(dá)到實(shí)效的目的些但是，動(dòng)應(yīng)力必須要小于材料的疲勞極限。

構(gòu)件振動(dòng)的動(dòng)應(yīng)力來(lái)自于激振裝置的激振力。對(duì)于機(jī)械式激振裝置，激振力就是偏

心輪的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，其大小為：F=mrw2sin(wt)，其中m偏心輪質(zhì)量；r：偏

輪偏距；w：角速度些對(duì)于振動(dòng)時(shí)效激振力的確定有以下方法：

一般來(lái)說(shuō)動(dòng)應(yīng)力大則相應(yīng)的加速度就大，對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)件在時(shí)效處理時(shí)對(duì)動(dòng)應(yīng)力

的要求是不一樣的，主要結(jié)構(gòu)件的激振力可參照表21所列的主振頻率和附振頻率的加

速度峰值來(lái)進(jìn)行。這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法。

表2．1典型材料的主振頻率和附振頻率的加速度峰值表

在有條件的情況下我們可以用動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀來(lái)實(shí)際測(cè)量動(dòng)應(yīng)力，用以確定激振力

的大小，有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明，在主振頻率下，佳激振力值為：焊接件0．07～0．10/2，

鑄鐵件0．025～0．035／，若工件剛性大，固有頻率高，激振力達(dá)不到佳動(dòng)應(yīng)力

值時(shí)，可適當(dāng)放寬要求，一般剛件不小于005/礎(chǔ)六鑄鐵件不小于0．舊5/“巛

還有就是我們事先用某些方法把構(gòu)件的殘余應(yīng)力量計(jì)算出，然后用過(guò)載系數(shù)K所

表示的零件原始?xì)堄鄳?yīng)力和動(dòng)應(yīng)力值之比，即K=激振力/殘余應(yīng)力（經(jīng)驗(yàn)公式），計(jì)算出

激振力的大小，許多資料指出，使零件尺寸精度穩(wěn)定的K值為0．45。這個(gè)關(guān)系式己被大

量實(shí)踐證明是可行的

2、振動(dòng)時(shí)效設(shè)備 振動(dòng)時(shí)效儀激振頻率確定

振動(dòng)時(shí)效是工件在外部激振器激振力的持續(xù)作用下，零件處于“受迫振動(dòng)”時(shí)的一

個(gè)特殊狀態(tài)，即在激振器所產(chǎn)生的周期性外力的作用下使零件產(chǎn)生共振，從而達(dá)到時(shí)效

的目的，因此，在振動(dòng)時(shí)效中，應(yīng)首先確定零件的固有頻率。零件的固有頻率可用振動(dòng)

時(shí)效設(shè)備的掃頻功能來(lái)確定。在掃頻的過(guò)程中，工件有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)共振峰，而重

要的是低頻率的振峰即一階共振峰。因?yàn)檫@個(gè)頻率低容易引起共振，調(diào)試方便，而

且峰值越高表明其處殘余應(yīng)力越集中。面這個(gè)共振頻率就是振動(dòng)時(shí)效的主振頻率。

在一般情況下，時(shí)效處理應(yīng)選擇在一階業(yè)共振區(qū)進(jìn)行（業(yè)共振區(qū)是指一階共振峰的

前沿，即大加速度值的1/3一2/3處，這一點(diǎn)的頻率就是振動(dòng)主頻率，對(duì)扌些剛性高

〔固有頻率高）的工件，可能固有頻率超出了激振器的頻率范圍，屁時(shí)可采用“分頻共

振法”對(duì)工件進(jìn)行時(shí)效處理，即在一階共振頻率的對(duì)應(yīng)1/3和1/5等頻率上對(duì)工件進(jìn)行時(shí)

效處理卩叫

那么我們?cè)趺磥?lái)確定業(yè)共振區(qū)呢．》具體的確定萬(wàn)法有兩種，下面舉《個(gè)實(shí)際例子來(lái)

介紹這兩種方法。

例子：一個(gè)工件的固有頻率為4500r/min，共振時(shí)產(chǎn)生的大振動(dòng)加速度（峰值）

為60/s2，則對(duì)工件的振動(dòng)時(shí)效頻率就確定為工件的振動(dòng)加速度值在原來(lái)的I/3一2/3

處，即20．0～0/s2區(qū)域內(nèi)所對(duì)應(yīng)的頻率。

手動(dòng)調(diào)節(jié)：首先將激振器頻率調(diào)節(jié)到工件固有頻率一下100r/min處，即

4400r/m，觀察控制器上加速度的值，然后再用手動(dòng)慢慢升速，使加速度值升高在20～

40范圍內(nèi)，具體掌握在多大的頻率下，還要看工件的振動(dòng)情況，若工件在共振狀

態(tài)時(shí)振動(dòng)很激烈，則可選擇在1/3。“1/2范圍內(nèi)，若工件振動(dòng)不是很劇烈，則可選擇在

1/2～2/3范圍內(nèi)。

@自動(dòng)調(diào)節(jié)若控制器中含有專家系統(tǒng)在內(nèi)的高智能，可編程控制器。那么它會(huì)自

動(dòng)地控制整套設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行頻率、振動(dòng)情況的測(cè)試，并給出數(shù)據(jù)及曲線圖，并根據(jù)專

家系統(tǒng)自動(dòng)地確定對(duì)工件的振動(dòng)頻率，這一切無(wú)需人工十預(yù)，而只需按一下自動(dòng)按鈕就

可以完成了，

3、振動(dòng)時(shí)效設(shè)備 振動(dòng)時(shí)效儀激振時(shí)間確定

由于各種零件的結(jié)構(gòu)、重量以及殘余應(yīng)力的分布和大小不同，振動(dòng)時(shí)效所選用的振

動(dòng)時(shí)間也應(yīng)有所不同，振動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)振動(dòng)時(shí)效的影響，尤其是獲得佳技術(shù)和經(jīng)濟(jì)

效果起到直接的影，一般選用的都是長(zhǎng)時(shí)間業(yè)共振施振處理方法。在振動(dòng)時(shí)效過(guò)程中，

隨著殘余應(yīng)力的降低和均化，工件的固有頻率及由工件振動(dòng)而顯示出的振幅、動(dòng)應(yīng)力等

均隨之發(fā)生變化，振動(dòng)時(shí)效時(shí)間可以由這些參數(shù)的變化情況來(lái)確定，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，根

據(jù)工件的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量，確定了一個(gè)振動(dòng)時(shí)效時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)值，見表2、2所示。

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