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逆變柜框架為鋼焊接結(jié)構(gòu)，是由數(shù)百個大小不同的零部件焊接而成，其體積大，外形尺寸為4550*1220*2120mm，重約3噸，焊縫多，在后續(xù)裝配時有嚴(yán)格的尺寸要求。柜體經(jīng)過焊接、機(jī)械加工等工藝過程，其內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力會降低框架的尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械物理性能，在使用過程中會引起應(yīng)力應(yīng)變和失效，尺寸精度得不到保證，因此在工藝中考慮對整個框架進(jìn)行殘余應(yīng)力消除。

本次生產(chǎn)廠家決定選用振動時效工藝對逆變柜框架進(jìn)行時效處理，使用設(shè)備為南京聚航科技有限公司的JH-578A數(shù)碼交流振動時效設(shè)備，采用高速變頻伺服電機(jī)，激振力大，壽命長。

振動時效工藝及效果判定

振前分析及準(zhǔn)備工作

逆變柜框架為鋼焊接結(jié)構(gòu)，內(nèi)部焊接件分布均勻，屬典型的長型零件。振前檢查整個逆變柜框架，無明顯的縮孔、夾渣、裂紋及虛焊等缺陷。

1. 選擇支撐點。在預(yù)測的有效振型的節(jié)線附近彈性支撐工件，對典型的長型零件，距離兩端2/9L即大約1m的地方采用橡膠墊做四點彈性支撐。

2. 安裝激振器。激振器應(yīng)固定裝在工件剛性較大且振幅較大處，長型零件激振點一般位于兩端或中間，在此選擇框架底座中間位置為激振點。

3. 固定拾振器  拾振器固定在遠(yuǎn)離激振器且在振幅較大處即激振點*大位置處。

試振逆變柜框架

1. 選擇激振器偏心距，由小到大使工件在*大工作轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生共振，必要時使用手動旋鈕尋找合適的偏心檔位。

2. 全程掃頻，測出各階共振頻率值，找出共振峰，確定主、附振頻率及掃描范圍，按主振頻率的振型調(diào)整支撐點、激振點、拾振點及方向。在掃頻過程中，工件有時會出現(xiàn)幾個振幅峰，其中最重要的即為*低頻率的峰，即一階共振峰。在一般情況下，時效處理在一階亞共振區(qū)進(jìn)行，亞共振區(qū)是指一階共振峰的前言，*大加速度值的1/3-2/3處，這一區(qū)域的頻率為主振頻率。

3. 以主振頻率激振工件，調(diào)節(jié)偏心距。調(diào)節(jié)的原則是裝置不過載且工件關(guān)鍵部位動應(yīng)力峰值介于該部位工件應(yīng)力的1/3-2/3處。

逆變柜框架的振動時效處理

試振完成后，確定時效參數(shù)為：f_振=2971r/m，T_振=30min，偏心號=60%。

1. 對工件進(jìn)行主振，振前掃頻打印振前掃描曲線。

2. 在亞共振區(qū)選擇頻率主振工件，該頻率下工件關(guān)鍵部位動應(yīng)力的峰值應(yīng)介于該部位工件應(yīng)力的1/3-2/3處。

3. 主振工件，記錄振幅時間（A-T）曲線，起振后振幅時間（A-T）曲線的振幅上升，然后變平或上升后下降然后再變平，從變平開始穩(wěn)定3-5min為振動截止時間。一般累計振動時間不超過40min，振幅時間曲線如圖2。

4. 進(jìn)行振后掃頻，記錄振幅頻率曲線，主振工件并打印振中時效曲線，如圖3，其中

虛線為振前掃頻曲線，實線為振后掃頻曲線。

 

振動時效處理效果判定

根據(jù)GB/T25712-2010標(biāo)準(zhǔn)，振動時效工藝效果判定方法第4.1.2款，“出現(xiàn)下列情況之一時，即判定為達(dá)到振動時效效果"。

A 振幅時間A-T曲線上升后變平；

B 振幅時間A-T曲線上升后下降然后變平；

C 振幅頻率A-F曲線振后比振前峰值升高；

d振幅頻率A-F曲線振后比振前峰值左移；

C 振幅頻率A-F曲線振后比振前頻帶變窄。

從實際振動之后打印出來的（A-T）及（A-F）曲線來看，符合b、c、d三條。

從逆變柜后續(xù)的裝配過程來看，整個結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)大的導(dǎo)致無法裝配的變形和開裂。

因此可以判定，振動時效工藝很好地解決了逆變柜框架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題。

結(jié)論

1. 逆變柜框架作為大型焊接結(jié)構(gòu)件，對于去除殘余應(yīng)力保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而言，振動時效工藝具有可操作性和經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)于熱時效和自然時效。

2. 從振動時效結(jié)果來看，此工藝效果符合GB/T25712-2010標(biāo)準(zhǔn)，并在后續(xù)的裝配中得以驗證，結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性得以保證，因而此方法確實行之有效。