專利名稱：非線性組合共振式振動(dòng)時(shí)效裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工領(lǐng)域中的振動(dòng)時(shí)效裝置，特別是一種非線性組合共振式振動(dòng)時(shí)效裝置。
背景技術(shù)：
振動(dòng)時(shí)效是消除工件殘余應(yīng)力的一種重要方法，與自然失效和人工熱時(shí)效相比， 振動(dòng)時(shí)效具有無污染，效率高，節(jié)約時(shí)間、能源、費(fèi)用等特點(diǎn)，在避免熱時(shí)效過程中可能產(chǎn)生的工件氧化、工件受熱不均而導(dǎo)致裂變或在冷卻過程中產(chǎn)生新的應(yīng)力等方面也具有益處。至今振動(dòng)時(shí)效消減工件殘余應(yīng)力的應(yīng)用范圍還很小，主要是因?yàn)樵S多高剛度工件例如軋輥、銑床的橫梁和立柱等工件的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行的振動(dòng)時(shí)效裝置的激振頻率，無法使高剛度工件產(chǎn)生共振及相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力?，F(xiàn)行的激振器由于受電機(jī)轉(zhuǎn)速和偏心輪最大轉(zhuǎn)速的限制等原因，其激振頻率大多在200Hz以內(nèi)，所以高剛度工件的振動(dòng)時(shí)效一直是難以克服的問題，也成為了制約振動(dòng)時(shí)效進(jìn)一步推廣使用的瓶頸。人們?yōu)榱私鉀Q該問題嘗試了一些方法，如工件串接降頻法對沿長度方向端面整齊的工件，用螺栓或夾具將工件剛性連接起來；振動(dòng)臺(tái)法將工件剛性裝夾于振動(dòng)臺(tái)上，隨振動(dòng)臺(tái)一起振動(dòng)；但是這些方法是很難取得預(yù)期效果的，因?yàn)檫@些措施并不能改變工件本身的剛度，而所使用的激振器激振頻率還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于高剛度工件的固有頻率，因此工件難以產(chǎn)生彈性變形的共振。雖然這些方法得到的振動(dòng)臺(tái)等整體的剛度不高，整個(gè)結(jié)構(gòu)可以在低頻激勵(lì)下共振，但在這些整體結(jié)構(gòu)的共振中，高剛度工件部分不會(huì)發(fā)生彈性變形的振動(dòng)，而只會(huì)以剛體的形式隨著整體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)做剛體運(yùn)動(dòng)。即在工程中見到的“振動(dòng)臺(tái)的其他部分都振動(dòng)了，只有工件不振動(dòng)”，具體情況也即“振動(dòng)臺(tái)的其他部分發(fā)生彈性振動(dòng)了，而工件只作為剛體隨著其他部分運(yùn)動(dòng)”。工件這種作為剛體的運(yùn)動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)效所需要的彈性變形和動(dòng)應(yīng)力，因此起不到振動(dòng)時(shí)效的效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種非線性組合共振式振動(dòng)時(shí)效裝置，解決了現(xiàn)存振動(dòng)時(shí)效應(yīng)用于銑床橫梁和立柱等高剛度工件時(shí)遇到的激振頻率遠(yuǎn)小于工件固有頻率無法使高剛度工件產(chǎn)生共振的技術(shù)問題。本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案如下一種非線性組合共振式振動(dòng)時(shí)效裝置，包括第一激振器、第二激振器以及由激振塊、可調(diào)式非線性彈簧、可調(diào)式阻尼組成的非線性系統(tǒng)，所述第一激振器和第二激振器連接于激振塊，所述激振塊與可調(diào)式非線性彈簧和可調(diào)式阻尼相連接。利用第一激振器和第二激振器作用于激振塊使該非線性振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生遠(yuǎn)高于原激振頻率的組合共振，該非線性振動(dòng)系統(tǒng)再以接近高剛度工件固有頻率的組合共振頻率作用于高剛度工件，使其產(chǎn)生主共振和相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力以消減高剛度工件的殘余應(yīng)力。本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)在于[0007]能夠達(dá)到高剛度工件固有頻率的激振頻率，使高剛度工件在接近其固有頻率的激振頻率作用下產(chǎn)生共振，克服以往振動(dòng)時(shí)效裝置的激振頻率遠(yuǎn)小于高剛度工件固有頻率的缺陷，對于以往振動(dòng)時(shí)效無法處理的高剛度工件，能夠達(dá)到振動(dòng)時(shí)效的效果。

圖1是本實(shí)用新型所述非線性組合共振式振動(dòng)時(shí)效裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下通過附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。對照圖1，本實(shí)用新型所述非線性組合共振式振動(dòng)時(shí)效裝置，包括可調(diào)式阻尼1、 第一激振器2、第二激振器3，可調(diào)式非線性彈簧4和激振塊5，其中第一激振器2、第二激振器3連接于激振塊5，激振塊5與可調(diào)式非線性彈簧4和可調(diào)式阻尼1相連接。本實(shí)用新型所述非線性組合共振式振動(dòng)時(shí)效裝置的工作原理及過程為工作前，通過調(diào)整可調(diào)式非線性彈簧4的彈性參數(shù)和可調(diào)式阻尼1的阻尼參數(shù)以實(shí)現(xiàn)滿足工件產(chǎn)生共振的條件。工作時(shí)，第一激振器2和第二激振器3分別以激勵(lì) hlC0S ( Ω lt+ λ》、h2cos ( Ω 2t+ λ 2)作用于激振塊5，使該非線性振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生遠(yuǎn)高于原激振頻率的組合共振，其中，Ii1為第一激振器2的振動(dòng)振幅，h2為第二激振器3的振動(dòng)振幅，Q1 為第一激振器2的振動(dòng)頻率，Ω 2為第二激振器3的振動(dòng)頻率，λ工為第一激振器2的相位， λ 2為第二激振器3的相位。高剛度工件6由支撐7支撐，該非線性振動(dòng)系統(tǒng)以接近其固有頻率的組合共振頻率作用于高剛度工件6，使其產(chǎn)生主共振和相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力，達(dá)到消減殘余應(yīng)力的目的。
權(quán)利要求1.非線性組合共振式振動(dòng)時(shí)效裝置，其特征在于該裝置包括第一激振器、第二激振器以及由激振塊、可調(diào)式非線性彈簧、可調(diào)式阻尼組成的非線性系統(tǒng)，所述第一激振器和第二激振器連接于激振塊，所述激振塊與可調(diào)式非線性彈簧和可調(diào)式阻尼相連接。
專利摘要一種非線性組合共振式振動(dòng)時(shí)效裝置，包括第一激振器、第二激振器以及由激振塊、可調(diào)式非線性彈簧、可調(diào)式阻尼組成的非線性系統(tǒng)，所述第一激振器和第二激振器連接于激振塊，所述激振塊與可調(diào)式非線性彈簧和可調(diào)式阻尼相連接。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)行振動(dòng)時(shí)效激振器可產(chǎn)生的激振頻率遠(yuǎn)小于高剛度工件的固有頻率，無法使其產(chǎn)生共振和消減殘余應(yīng)力的動(dòng)應(yīng)力的問題，使銑床橫梁和立柱等高剛度工件能夠應(yīng)用該振動(dòng)時(shí)效裝置消減殘余應(yīng)力。
文檔編號(hào)C21D10/00GK202039104SQ201120121198
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者張 林, 李巖舟, 潘宇晨, 王紅州, 蔡敢為, 鄧培 申請人:蔡敢為