振動(dòng)時(shí)效技術(shù)在風(fēng)機(jī)葉輪行業(yè)中的應(yīng)用

時(shí)間：2024-08-21作者：南京聚航科技有限公司瀏覽：37

風(fēng)機(jī)葉輪在制造過(guò)程中，由于焊接和機(jī)械加工等原因會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在不僅會(huì)降低葉輪的強(qiáng)度和疲勞壽命，加速應(yīng)力腐蝕，還會(huì)降低葉輪的尺寸穩(wěn)定性和斷裂韌性。隨著時(shí)間的推移，葉輪甚至?xí)l(fā)生變形或開(kāi)裂。因此，對(duì)于一些剛性較大的葉輪要進(jìn)行消除應(yīng)力處理。

過(guò)去消除葉輪焊后殘余應(yīng)力均采用熱處理方法，這種方法雖然很大程度上降低了應(yīng)力，但熱處理爐投資大、處理周期長(zhǎng)、耗能費(fèi)用高。所以風(fēng)機(jī)葉輪制造商急需尋找其他方法取代熱時(shí)效。振動(dòng)時(shí)效技術(shù)因其成本低、效率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，本文采用振動(dòng)時(shí)效和熱處理兩種工藝方法對(duì)葉輪進(jìn)行殘余應(yīng)力消除，并通過(guò)殘余應(yīng)力檢測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證振動(dòng)時(shí)效技術(shù)取代熱處理工藝的可靠性。

設(shè)備儀器介紹

設(shè)備采用南京聚航科技有限公司的JH-600A液晶交流振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，采用高速變頻伺服電機(jī)，激振力大、壽命長(zhǎng)、時(shí)效效果好。

檢測(cè)儀器采用JHMK殘余應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK精密鉆孔裝置組成。全軟件設(shè)置，可自動(dòng)實(shí)時(shí)計(jì)算殘余應(yīng)力，并實(shí)時(shí)顯示和保存應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值，測(cè)量結(jié)果直觀明了。

葉輪選擇：選擇兩臺(tái)相同型號(hào)具有可比性的葉輪，進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效和熱處理焊后殘余應(yīng)力效果對(duì)比測(cè)試試驗(yàn)。

振動(dòng)時(shí)效試驗(yàn)

根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)形式，采用對(duì)稱三點(diǎn)軟支撐，激振點(diǎn)在兩個(gè)支撐點(diǎn)中間，拾振器放置在相鄰激振點(diǎn)的兩個(gè)支撐點(diǎn)中間，振動(dòng)時(shí)獲得鼓振型，節(jié)線是一個(gè)圓環(huán)。

另外，對(duì)于小直徑葉輪，由于無(wú)法裝夾和固有頻率太高不易共振，可將幾個(gè)葉輪放在一個(gè)平臺(tái)上固定后一起共振。

處理不同葉輪時(shí)，可選擇振峰值時(shí)轉(zhuǎn)速的1/3-2/3，可避免工件的硬化和疲勞損壞，效果穩(wěn)定，噪聲小。

殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果

采用盲孔法對(duì)振動(dòng)時(shí)效、熱處理前后的殘余應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比分析數(shù)值變化。

測(cè)點(diǎn)選擇

在葉輪諸多焊縫中，輪轂板與輪盤(pán)連接的環(huán)縫剛性較大，測(cè)量此處具有代表性。測(cè)點(diǎn)布置在環(huán)縫正中，布點(diǎn)時(shí)為了消除其他焊縫對(duì)環(huán)縫應(yīng)力的影響，測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇兩葉片間的中點(diǎn)。

殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果

降低殘余應(yīng)力比率：熱處理為68%，振動(dòng)時(shí)效為55%。

振前應(yīng)力范圍：226-280MPa；振后應(yīng)力范圍：138-153MPa。

處理后殘余應(yīng)力**值：振動(dòng)后為140MPa；熱處理后為98MPa。

振動(dòng)時(shí)效效果及測(cè)試結(jié)果分析

振動(dòng)時(shí)效效果分析

選擇共振頻率對(duì)葉輪進(jìn)行振動(dòng)，在振動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)繪制幅頻曲線。從曲線圖中可看出，振后曲線比振前曲線共振峰值增大，共振峰向左移，峰寬變窄，峰數(shù)增加。所以，可以判斷出振動(dòng)效果良好。

殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果分析

1. 振后殘余應(yīng)力下降率為55%，大大**過(guò)振動(dòng)時(shí)效標(biāo)準(zhǔn)。

2. 從處理前后應(yīng)力數(shù)值來(lái)看，振動(dòng)時(shí)效處理后應(yīng)力明顯得到均化。

3. 振動(dòng)時(shí)效和熱處理后殘余應(yīng)力**值相比，差值只有42MPa，比較接近。

4. 從殘余應(yīng)力測(cè)試結(jié)果來(lái)看，環(huán)縫徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力都為整個(gè)葉輪應(yīng)力的較高值，但徑向應(yīng)力峰值很低，故只討論切向應(yīng)力。

如果將材料的σ=486MPa作為許用應(yīng)力，則環(huán)縫切向應(yīng)力：

處理前σ殘+σ工作=402MPa

振動(dòng)后σ殘+σ工作=275MPa

熱處理后σ殘+σ工作=233MPa

顯然，處理前σ殘+σ工作值接近σ許，而振動(dòng)時(shí)效及熱處理后殘余應(yīng)力與工作應(yīng)力疊加值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于σ許，即經(jīng)兩種處理后葉輪的安全系數(shù)明顯增大，這一點(diǎn)在葉輪實(shí)際使用考察時(shí)也得到了證明。

綜上所述，可以得出結(jié)論，對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，效果良好，工藝可行，可以取代熱處理工藝。


南京聚航科技有限公司專注于應(yīng)變儀,殘余應(yīng)力檢測(cè)儀,殘余應(yīng)力消除設(shè)備等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 分解槽焊接殘余應(yīng)力消除

  槽罐為金屬焊接構(gòu)件，其中主要的分解槽是由不同厚度的Q345鋼板焊接而成，其板厚度δ為8-50mm，分解槽尺寸為Φ14*30m，重量達(dá)260t，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，焊后必須進(jìn)行殘余應(yīng)力消除。目前，焊縫消除應(yīng)力有熱時(shí)效處理、自然時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效等方法。熱時(shí)效工程量較大、工期長(zhǎng)、成本高、能源消耗量大，而且工藝要求嚴(yán)格。振動(dòng)時(shí)效方法只需消耗很少電量、效率高、成本低。經(jīng)過(guò)對(duì)各種時(shí)效處理方法、方案實(shí)施、施工工期和經(jīng)濟(jì)

• 浮式起重機(jī)靜載、動(dòng)載應(yīng)力測(cè)試

  浮式起重機(jī)（簡(jiǎn)稱浮吊）是用于岸與船、船與船之間的過(guò)駁裝卸設(shè)備，通常安裝在**的船體或囤船上。本文以某港口一臺(tái)浮吊為檢測(cè)對(duì)象，進(jìn)行了靜載和動(dòng)載兩種狀態(tài)下的應(yīng)力測(cè)試，檢測(cè)其在1.25倍額定載荷作用下浮吊結(jié)構(gòu)的靜載荷承受能力，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)件在1.1倍額定載荷作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)載承受能力。然后判斷其金屬結(jié)構(gòu)是否滿足靜強(qiáng)度和動(dòng)強(qiáng)度的工作要求，從而避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生，消除安全隱患。浮吊金屬結(jié)構(gòu)靜載應(yīng)力測(cè)試與分析檢測(cè)方

• 盾構(gòu)刀盤(pán)振動(dòng)時(shí)效工藝應(yīng)用

  盾構(gòu)是開(kāi)發(fā)地下空間的重要施工裝備，刀盤(pán)是盾構(gòu)的主要工作部件，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是關(guān)系到盾構(gòu)開(kāi)挖效率、使用壽命、運(yùn)行成本以及安全可靠性的關(guān)鍵之一。在刀盤(pán)的焊接過(guò)程中，產(chǎn)生焊接應(yīng)力與焊接變形根本原因是結(jié)構(gòu)件在焊接中經(jīng)受了不均勻的加熱與冷卻。焊接殘余應(yīng)力的存在，對(duì)刀盤(pán)的強(qiáng)度、疲勞壽命，結(jié)構(gòu)變形等方面都是不利的。已有研究發(fā)現(xiàn)，刀盤(pán)本體結(jié)構(gòu)內(nèi)部在焊接等工藝流程引入的殘余應(yīng)力水平是影響刀盤(pán)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的重要因素。這就要求

• 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器振動(dòng)時(shí)效工藝應(yīng)用

  回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器50%左右是焊接結(jié)構(gòu)件，是將鋼板、型材和管子等金屬材料通過(guò)劃線、下料、壓制、卷板、彎曲裝配、和焊接等加工手段，成為所需要金屬構(gòu)件。有大量的焊接件需要去應(yīng)力處理，過(guò)去生產(chǎn)商常采用熱時(shí)效去應(yīng)力，成本高、周期長(zhǎng)?，F(xiàn)引進(jìn)振動(dòng)時(shí)效新工藝，需要對(duì)振動(dòng)時(shí)效新工藝進(jìn)行效果驗(yàn)證，本文以空氣預(yù)熱器扇形板為試件，對(duì)扇形板振動(dòng)時(shí)效前、后進(jìn)行殘余應(yīng)力測(cè)試比較，驗(yàn)證振動(dòng)時(shí)效工藝效果。振動(dòng)時(shí)效的工藝過(guò)程第一步：