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    技術(shù)文章

    振動(dòng)時(shí)效設(shè)備在石油鉆機(jī)傳動(dòng)裝置的聯(lián)動(dòng)機(jī)底座上的應(yīng)用

    閱讀:413          發(fā)布時(shí)間:2021-12-9

    石油機(jī)械中大量焊接件、鍛件、鑄件在加工制造過(guò)程中需要去應(yīng)力退火,其目的主要是為了降低殘余應(yīng)力、減小工件的變形和開裂。在鉆機(jī)制造過(guò)程中需對(duì)井架架身、井架底座、機(jī)房底座、聯(lián)動(dòng)機(jī)底座、絞車支架等重型焊接構(gòu)件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效技術(shù)試驗(yàn)和研究,本文是采用振動(dòng)時(shí)效設(shè)備對(duì)某石油鉆機(jī)傳動(dòng)裝置的聯(lián)動(dòng)機(jī)底座進(jìn)行消除應(yīng)力處理,確定合理的振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù),研究振動(dòng)時(shí)效工藝有效性。

    工件尺寸和使用設(shè)備

    某新型鉆機(jī)傳動(dòng)裝置1號(hào)聯(lián)動(dòng)機(jī)底座長(zhǎng)7145mm,寬1540mm,高380mm,長(zhǎng)與寬之比等于4.6大于3,長(zhǎng)與高之比等于18.8大于10。

    設(shè)備采用聚航科技生產(chǎn)的JH-700A智能頻譜交流振動(dòng)時(shí)效設(shè)備,采用高速變頻伺服電機(jī),激振力大,適合高剛性和高固有頻率零件的殘余應(yīng)力消除。

    振動(dòng)時(shí)效處理參數(shù)

    支撐點(diǎn)、激振點(diǎn)、拾振點(diǎn)的選擇

    振動(dòng)時(shí)效的激振力是由激振器產(chǎn)生,工件在共振時(shí),振動(dòng)波形為正弦波,可以清楚地觀察到工件的某些部位劇烈振動(dòng)(振幅*大),該處為波峰,而某些部位又基本不振動(dòng)(振幅最小),該處為波谷。為了便于激發(fā)和用較小的激振力獲得較大的振幅,一般激振器安裝在靠近波峰的位置,但不能*安裝在波峰處,因在此處,振幅變化較大,造成激振器底座的彎曲變形,但不能*安裝在波谷處,因?yàn)樘帟r(shí)基本不振動(dòng)。另外在安裝激振器時(shí)還要考慮選取局部剛度大、強(qiáng)度高的部位,以便使激振器更好的帶動(dòng)工件振動(dòng)。在對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理時(shí),將支撐點(diǎn)選在波谷處,激振點(diǎn)和拾振點(diǎn)選在波峰處。

    設(shè)定工件為梁型,其振動(dòng)為彎曲振型,橡膠墊采用四點(diǎn)支撐,支撐在距兩端的2/9處,即1590mm處。激振器應(yīng)用弓型卡欄固定在底座的中間一側(cè),加速度計(jì)被用永磁鐵固定在底座遠(yuǎn)離激振器的一個(gè)角上。

    激振頻率測(cè)定

    激振頻率選擇在共振峰的前沿,即接近共振峰的亞共振區(qū)內(nèi),這樣避免了工件的硬化、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,根據(jù)加速度一頻率特性曲線可以看出有兩個(gè)共振頻率,3520r/min和5900r/min,其加速度值分別為2.6g、2.8g,可見兩個(gè)共振頻率的加速度幅值相差不大。根據(jù)噪音低、防止設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的要求,選擇*一個(gè)共振頻率,為了保證亞共振區(qū)內(nèi)的激振,選擇激振頻率為3515r/min。

    激振力的調(diào)整

    改變激振力大小是通過(guò)改變激振器的偏心距來(lái)實(shí)現(xiàn)的,即通過(guò)改變激振器的偏心檔位來(lái)完成,經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)將激振器的偏心檔位設(shè)置在第二檔能獲得非常理想的處理效果。

    激振時(shí)間的確定

    在底座振動(dòng)時(shí)效處理過(guò)程中,實(shí)測(cè)出加速度--時(shí)間曲線,確定對(duì)底座的處理時(shí)間為20min。從曲線可以看出:振動(dòng)時(shí)效前5min殘余應(yīng)力變化*快,15min以后就趨于穩(wěn)定。

    振動(dòng)時(shí)效處理效果評(píng)定

    曲線判斷法

    如何根據(jù)振動(dòng)曲線快速判斷時(shí)效結(jié)果是一項(xiàng)重要的工作,首先利用振動(dòng)時(shí)效處理前后曲線的變化來(lái)判斷其結(jié)果。

    從振動(dòng)曲線圖可以看出:振動(dòng)時(shí)效后的加速度-頻率曲線比振動(dòng)時(shí)效前的加速度-頻率曲線有明顯的升高和左移,比較振前、振后掃描的兩條曲線,發(fā)現(xiàn)共振峰幅值從2.6g增加到3.3g,且波峰從3520r/min左移到3515r/min,因此可以判定底座達(dá)到了振動(dòng)時(shí)效工藝的處理效果。

    工件尺寸穩(wěn)定性測(cè)量

    采用比較法對(duì)底座的幾項(xiàng)主要精度測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行了研究。底座經(jīng)振動(dòng)時(shí)效處理后存放一段時(shí)間,對(duì)其精度保持情況作了測(cè)試比較,證明振動(dòng)時(shí)效處理后,底座的尺寸精度保持情況良好。

    以上就是振動(dòng)時(shí)效設(shè)備在石油鉆機(jī)傳動(dòng)裝置的聯(lián)動(dòng)機(jī)底座上的應(yīng)用,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,振動(dòng)時(shí)效工藝效果是有效的。并且其工藝簡(jiǎn)單,節(jié)能環(huán)保,可在石油機(jī)械制造行業(yè)中推廣使用。

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