鉆機(jī)制造過程中會(huì)有許多大型焊接件,，如,，井架片段、井架底座,、機(jī)房底座等,。由于工作環(huán)境條件惡劣，工件在工作過程中,，多次出現(xiàn)基本尺寸發(fā)生變化,、斷裂裂紋等情況。開裂部位多發(fā)生在焊縫焊接處及熱影響區(qū),，除材料本身特性及結(jié)構(gòu)應(yīng)力等原因外,，我們認(rèn)為工件基本尺寸發(fā)生變化，產(chǎn)生裂紋的主要原因是焊接應(yīng)力產(chǎn)生的,。為了消除焊接應(yīng)力,，就必須對(duì)這些工件進(jìn)行時(shí)效處理。如果采用自然時(shí)效,，需要數(shù)月甚至幾年的時(shí)間才能完成,，產(chǎn)品生產(chǎn)周期特別長(zhǎng)；如果采用熱時(shí)效,，則建熱時(shí)效爐投資巨大,，并且要消耗大量能源。因此,，決定采用振動(dòng)時(shí)效方法對(duì)大型焊接件進(jìn)行消除殘余應(yīng)力,，本文主要對(duì)振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)進(jìn)行了研究。

振動(dòng)時(shí)效工藝研究

正確選擇工藝參數(shù)才能獲得良好的時(shí)效效果,，下面針對(duì)公司生產(chǎn)的40LDb型石油鉆機(jī)大型焊接件-井架下座的振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)進(jìn)行研究,。

支撐點(diǎn)、激振點(diǎn),、拾振點(diǎn)的選擇

一般來說,，支撐點(diǎn)、激振點(diǎn),、拾振點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)工件的幾何形狀選擇,，支撐點(diǎn)應(yīng)選在波節(jié)處，激振點(diǎn)和拾振點(diǎn)應(yīng)選在波峰處,。

W型石油鉆機(jī)井架下座長(zhǎng)9265mm,，寬2400mm，高1425mm,，長(zhǎng)與寬之比等于3.86大于3,，長(zhǎng)與高之比等于6.5大于5，即可認(rèn)為該工件是梁型,，其振動(dòng)為彎曲振型,。因此,，橡膠墊四點(diǎn)應(yīng)支撐在距兩端2/9處，即2060mm處,，激振器應(yīng)用弓形卡欄固定于井架下座的中間一側(cè),，加速度計(jì)用永磁鐵固定在井架下座原理激振器的一個(gè)角上。

激振頻率測(cè)定

激振頻率應(yīng)選擇在共振峰的前沿,，即接近共振峰的壓共振區(qū)內(nèi),，這樣可以避免工件的硬化、軟化和疲勞損壞,，并且振動(dòng)效果穩(wěn)定,。啟動(dòng)激振器，使它從起始轉(zhuǎn)速自動(dòng)升速,，測(cè)繪振幅-頻率特性曲線,。從曲線上可以看出有兩個(gè)共振頻率，一個(gè)是3520轉(zhuǎn)/分,，加速度值為2.6g,，另一個(gè)是5900轉(zhuǎn)/分，加速度值為2.8g,。因?yàn)閮蓚€(gè)共振頻率的加速度幅值相差不大，我們根據(jù)噪音低,，防止設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)兩個(gè)方面的原因,，選擇*一個(gè)共振頻率，為了保證在亞共振區(qū)內(nèi)進(jìn)行激振,，我們選擇3515轉(zhuǎn)/分為激振頻率,。

激振力的調(diào)整

改變激振力的大小，是通過改變激振器的偏心距來實(shí)現(xiàn)的,。也就是說,，通過改變激振器的偏心檔位來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),，我們發(fā)現(xiàn)將激振器的偏心檔位設(shè)置在第四檔井架下座能獲得*為理想的振動(dòng)時(shí)效處理效果,。

激振時(shí)間的確定

實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)被振工件的尺寸,、形狀,、材質(zhì)、重量,，并且配合檢查工件尺寸穩(wěn)定性,，通過多次試驗(yàn)才能找出*佳振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)間。

在對(duì)井架下座振動(dòng)時(shí)效處理的過程中,，我們測(cè)繪了振幅-時(shí)間曲線,，從圖中我們可以看出,，振動(dòng)時(shí)效前5分鐘殘余應(yīng)力變化*快，15分鐘以后趨于穩(wěn)定,。因此,，我們確定對(duì)井架下座的處理時(shí)間為20分鐘。

振動(dòng)時(shí)效效果評(píng)定

曲線判斷法

振動(dòng)處理過程中,，從振幅-時(shí)間曲線和振前,、振后振幅-頻率曲線變化來檢測(cè)，凡出現(xiàn)下列情況之一時(shí),，即可判定為達(dá)到振動(dòng)時(shí)效工藝效果,。

A、振幅-時(shí)間曲線上升后變平,；

B,、振幅-時(shí)間曲線上升后下降然后變平；

C,、振幅-頻率曲線振后的比振前的峰值升高,；

D、振幅-頻率曲線振后的比振前的峰值點(diǎn)左移,；

E,、振幅-頻率曲線振后的比振前的帶寬變窄。

如圖所示：振動(dòng)時(shí)效過程中測(cè)出的振幅-頻率曲線,，比較振前,、振后掃描的兩條曲線，發(fā)現(xiàn)*一個(gè)共振峰幅值由原來的2.6g增大到3.3g,，波峰由原來的3520轉(zhuǎn)/分左移到3515轉(zhuǎn)/分,，因此可以判定井架下座達(dá)到了振動(dòng)時(shí)效工藝效果。

工件尺寸穩(wěn)定性測(cè)量

近年來,，我們采用比較法來研究分析,，即對(duì)井架下座的幾項(xiàng)主要精度測(cè)試項(xiàng)目，經(jīng)振動(dòng)時(shí)效后存放一段時(shí)間對(duì)精度保持情況做了測(cè)試比較,，證明了振動(dòng)時(shí)效后,，底座的尺寸精度保持情況良好。

總結(jié)

振動(dòng)時(shí)效是一項(xiàng)高效節(jié)能,、工藝簡(jiǎn)單,，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的新技術(shù)，它節(jié)約能源,，減少環(huán)境污染,、生產(chǎn)周期短、效率高,，在很大范圍內(nèi)可以代替熱時(shí)效,，尤其在大型焊接件中,，效果尤為顯著，為我國(guó)節(jié)能,、低碳,、環(huán)保做出了貢獻(xiàn)。