Способ снятия внутренних напряжений в детали

ттч " а к " я с т "ч;оы ар1 чое;и ьф А Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 23,07,80. Бюллетень Эй 27 но делам нзобретеннй н открытийДата опубликования описания 28,07.80 Я, Б. Гозман, Г, Я, Левинсон и В. М. Худяков(2) Авторы изобретения Московский станкостроительный завод им. Серго Орджоникидзе .(54) СПОСОБ СНЯТИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ДЕТАЛИ Изобретение относится к способам снятия внутренних напряжений в деталяк, иэготавливаемык, например, методами литья или сварки.Известен способ снятия внутренних напряжений, который заключается в виб 5 рообработке детали на различнык частотак, соответствующих резонансным частотам отдельных участков сложной деталиПоиск резонансных частот по это 10 му способу осуществляется в процессе медленного изменения скорости вращения эксцентрикового вибратора путем регистрации частот, на которык возникают пиковые значения амплитуды колебания детали, Факт достигнутой стабилизации напряжений в описываемом способе оценивают по уменьшению полосы частот, соответствующих каждому резонансному пику, возрастанию его величины и уменьшению мощности, потребля емой двигателем вибратора (1.Известный способ имеет следующие недостатки; 1. поиск резонансных пиков 2в реальных сложных деталях чрезвычайно трудоемок, Исследования показали, что однозначное выделение пиковых значений на фоне шума, сопровождающего измерения, производится сравнительно легко лишь на очень малык частотак, которые соответствуют резонансу больших масс, составляющик деталь. На высокик частотах резонансные пики обнаружить не удается, а, следовательно, качественная стабилизация напряженийневоэможна; 2, измерение мощности привода в качестве показателя стабилизации напряжений затруднено, так как доля этого изменения от всей потребляемости мощности составляет весьма малую вели чину. Кроме того, в реальной эксплуа-, тации вибраторов в производственнык условиях вследствие запыленности воздуха, износа деталей и других причин, потребпяемая Мощность изменяется не-, зависимо от характера структурных изменений в материале обрабатываемык деталей, что снижает надежность конт49911 4 10 37родя. В результате оператор либо умень.шает время виброобработки, либо заведомо увеличивает его; то и другое снижает качество стабилизации напряжений.Целью изобретения является сокращение времени виброобработки и уменьшение остаточных напряжений за счет по вышения точности поиска и точностиконтроля за изменениями напряженногосостояния, а также упрощение поиска.Эта цель достигается эа счет того,что деталь подвергают вибрации частотномодулированным силовым возмущением,резонансные частоты определяют по минимуму частоты биений между исковой ивозмущающей частотами, а контроль зарезультатами виброобработки осуществляют по изменению глубины амплитудноймодуляции измеряемого сигналами, а также с помощью измерения составляющихвозмущающей силы,Обоснованием предложенного способаявляется следующее, сложные базовыедетали, подвергаемые старению, можнопредставить в виде многомассовых систем с разветвленными упругими связями.Структурные йзменения в отдельных .участках детали, подвергаемой виброоб работке, возможны лишь при деформацияхматериала этих участков, что в многомассовой модели соответствует деформациями связей, Наиболее эффективное воздей.ствие, т. е, максимальные деформации,возникают во время резонансов частей(масс) детали, Измеритель параметракопебайий",найример, акселерометррегистрирует суммарный результат вибрации, Резонанс отдельной части проявится .в суммарном измерении только приусло. вии, что масса резонирующего участка,достаточно велика по сравнению с массойвсей детали и добротность резонирующего участка достаточно большая ( демпфирование мало).Оба ети условия в сложных деталяхтипа станин с большим числом малыхребер, стенок не соблюдаются.Если приложить к, гали гармоническое силовое возмущен , то, по окончании переходного проц а все участки(массы) будут колебаться с одинаковойчастотой, равной частоте возмущения.Если возмущающая сила не являетсявполне монохроматической, а содержитнекоторую узкую полосу спектра, то вмомент приближения несущей частоты крезонансной частоте одной из масс всистеме возникнут две ярко выраженные частоты колебаний: возмущающая и собственная резонансная этой массы. Датчик вибраций зарегистрирует биения, частота которых окажется тем, меньше, чем ближе несущая-возмущающая и резонансная частоты.Таким образом, факт возникновения биений свидетельствует о приближении к частному резонансу, частота биений определяет величину отклонения резонансной частоты от несущей, а изменение глубины амплитудной модуляции измеряемого сигнала характеризует иэменения в демпфировании резонирующего 15,участка, т. е. изменения его напряженного состояния. На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства, реализующего предла 20 гаемый способ; на фиг. 2 " схема преобразования измеряемого сигнала.Предложенный способ осуществляют следующим образом,На деталь 1, установленную на елас 25 тичных опорах, закрепляют вибратор 2.и датчик-акселерометр 3. Вращение дисбаланса вибратора осуществляют двигателем 4, скорость которого задают спомощью привода 5, имеющего задатчик6 скорости, генератор 7 амплитудноймодуляции управляющего сигнала и сумматор 8. Генератор 7 генерирует П-образные импульсы, частота и амплитудакоторых пропорциональны частоте вра 35 щения двигателя.Во время поиска резонансных частотгенератор 7 включают и одновременноплавно изменяют задающее напряжениезадатчиком 6, В результате на входе40 двигателя возникает амплитудно-модулированное напряжение, характеризуемое тем, что периодически, через опре деленное число оборотов вала двигателя вибратора, управляющее напряжение45 кратковременно уменьшается, соответственно уменьшается скорость вращенияэксцентрика, а, следовательно, и частота возмущающей силы. Ширина П-образного импульса подбирается таким обра 50 зом, чтобы за время вращения с постоянной (несущей) частотой колебания нарезонансной частоте, не успели затухнуть, а амплитуда такой, чтобы частотный спектр был достаточно узким длязахвата только одной из резонансныхчастот. В целом, частотная модуляциядолжна быть порядка - 1015% отнесущей в каждый данный момент, ФФормула изобретения20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США М 3622404,45 кл, 148-12,9, 1972, 5 7499Сигнал датчика - акселерометра -0 усиливают в усилителе 9 и подают на вход ограничителя 1 О, уровень ограничения 0которого зависит от среднего значения Она входе ограничителя 10. Чем больше О, тем выше уровень ограничения, В результате доля амплитудной модуляции, вызванной биениями, в общем сигнале О на выходе ограничителя 10 увеличивается (см, 10 фиг. 2). После усиления 0 в усилитеЭле 11 сигнал поступает на индикатор 12, который представляет собой, например, лампу анодного свечения с изменяющимся от величины приложенного напряже ния растром или любой другой. малоинерционный измеритель напряжений. По мере приближения частоты возмущения к од- ной из резонансных, частоте биений будет уменьшаться, что можно наблюдать по пульсациям растра или колебаниями стрелки измерителя. В момент резонанса пульсации минимальны по частоте и максимальны по амплитуде. Плавно изменяя частоту возмущения по всем воз можным на устройстве диапазоне, регистрируют все резонансные частоты, После чего на каждой из частот осуществляют вибрацию детали. Для контроля за ходом старения на корпус вибратора в 30 двух взаимно перпендикулярных направлениях наклеивают тензометрические датчики 13, измеряющие деформации стенок корпуса вибратора в процессе вращения несбалансированной массы, т. е, з 5 величину, пропорциональную величине возмущающей силы, действующей в данном направлении. Напряжения тензодатчиков усиливают в усилителе 14, вып рямляют в блоке 15 и измеряют с по мощью индикаторных приборов 16 и 17,По мере стабилизации напряжений в детали, амплитуда возмущающей силы по приборам 16 и 17 должна уменьшаться, а амплитуда пульсаций по индикатору . 11 612 - увеличиваться, При стабилизациипоказаний индикаторных приборов виброобработку на данной частоте прекращают,Предложенная схема способа снижаетвлияние внешних и внутренних помех наопределение резонансных частот, облеьчает поиск за счет расширения области,захвата резонансной частоты, повышаетточность определения момента окончания процесса стабилизации благодарянезависимости измерений от качестваизготовления и технического состояниямеханизма выбратора и приводного двигателя. Все это сокращает время виброобработки и повышает ее качество. Способ снятия внутренних напряжений в детали, заключающийся в том, что деталь подвергают виброобработке на резонансных частотах отдельных ее участков в течении времени, контролируемого по результатам изменения напряженного состояния детали, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени виброобработки и умень- щения остаточных напряжений, деталь подвергают вибрации частотно-модулированным силовым возмущением, резонансные частоты определяют по минимуму частоты биений между искомой и возмущающей частотами, а контроль за результатами виброобработки осуществляют по изменению глубины амплитудной модуляции измеряемого сигнала, а также, с помощью измерения составляющих возмущающей силы.74991 1 Фы. Г Составитель А. Абросимовва Техред М. Келемещ Корректор В, Синицкая едактор Н. Козл Тираж 608 ПодписноеИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийМосква,Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 4558/2Ц Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проекты