纺丝箱振动时效工艺应用

纺丝箱是化纤纺织设备中的关键单元，其主要结构为焊接结构，焊接时会产生大量的残余应力，而焊接残余应力会影响其使用性能及寿命。以往都会采用热时效消除残余应力，但此方法周期长、费用高、耗电。生产厂家急需寻找其他高效方法代替，于是找到了聚航科技。决定采用JH-700振动时效设备对纺丝箱进行振动时效处理，检测结果表明，频谱谐波振动时效对残余应力的消除及均化效果都很理想。

振动时效工艺原理

振动时效工艺是通过采用振动法，使工件内部的残余应力与振动应力矢量迭加，在材料的屈服强度范围内使材料发生微塑性变形，从而降低或均化构件内的残余应力，达到提高构件的使用强度，减小变形及稳定尺寸精度的目的。

振动时效工艺参数选择

在工件振动时效处理过程中，振动工艺参数的选择至关重要。从理论来讲，可以通过实际边界条件下的有限元模态分析，对构件的固有频率和振型进行求解，以确定其振动参数。通常，振动参数应在针对具体焊接构件的实际工况条件下，分析并判断出构件在激振频率范围内可能出现的振型基础上进行确定。

支撑点

支撑点，是为了对构件进行振动时效而选择的用以支撑构件的位置。一般宜采用弹性支撑，对于可以直接振动的构件，可根据分析、判断的振型，在节点处放置弹性支撑。一般情况，支撑点可为二点、三点或四点，但是对于特殊构件的支撑，应以保证构件在振动过程中的平稳为基本原则。

本文根据纺丝箱几乎*全对称的结构特点在纺丝箱两端各1/4处采用四点式弹性支撑。这样既可以保证该构件在振动过程中的平稳性，又可以从理论角度上保证振动过程中其受力的对称性。

激振点

激振点是振动时效时给构件的施力点。鉴于实验构件的对称性结构特点，试验中我们用弓形夹将激振器刚性地固定在纺丝箱的正中间位置，以保证构件各对称位置点受力的一致性。

拾振点

即传感器的放置位置，一般应固定在远离激振器且能反映主振频率振型*大振幅或附近，其方向应与振动方向相同。

根据构件本身的结构特点和激振点的位置，我们在试验过程中分别将拾振点放置在纺丝箱的两端。

激振频率，本实验通过频谱优选出五种振动加速度，分别为45m/s²、56m/s²、60m/s²、70m/s²、87m/s²。

激振力，激振力的大小可通过调节偏心距来获得，本文振动时效过程中采用了10、30、70、90四档偏心距。

振动时间

根据焊接构件振动时效的规律及特点，振动时间一般控制在10-45min为宜。对于刚度较大、结构较为复杂的构件而言，其振动时效所需的时间相对较长，可考虑做多点多次振动，但累计时间不得超过45min。

总结

振动时效可以有效的降低焊接构件的峰值残余应力，并使残余应力的分布得到均化。作为一种新型节能的技术手段，其节能效果明显，可为公司“节能减排、降本增效”的实现提供新的手段和思路。