石油機(jī)械中大量焊接件、鍛件、鑄件在加工制造過程中需要去應(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)制造過程中需對井架架身、井架底座、機(jī)房底座、聯(lián)動機(jī)底座、絞車支架等重型焊接構(gòu)件進(jìn)行振動時效技術(shù)試驗(yàn)和研究，本文是采用振動時效設(shè)備對某石油鉆機(jī)傳動裝置的聯(lián)動機(jī)底座進(jìn)行消除應(yīng)力處理，確定合理的振動時效工藝參數(shù)，研究振動時效工藝有效性。

工件尺寸和使用設(shè)備

某新型鉆機(jī)傳動裝置1號聯(lián)動機(jī)底座長7145mm，寬1540mm，高380mm，長與寬之比等于4.6大于3，長與高之比等于18.8大于10。

設(shè)備采用聚航科技生產(chǎn)的JH-700A智能頻譜交流振動時效設(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。

振動時效處理參數(shù)

支撐點(diǎn)、激振點(diǎn)、拾振點(diǎn)的選擇

振動時效的激振力是由激振器產(chǎn)生，工件在共振時，振動波形為正弦波，可以清楚地觀察到工件的某些部位劇烈振動（振幅*大），該處為波峰，而某些部位又基本不振動（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基本不振動。另外在安裝激振器時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工件振動。在對鉆機(jī)進(jìn)行振動時效處理時，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)離激振器的一個角上。

激振頻率測定

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，并且振動效果穩(wěn)定。

啟動激振器，使它從起始轉(zhuǎn)速自動升速，根據(jù)加速度一頻率特性曲線可以看出有兩個共振頻率，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改變激振器的偏心距來實(shí)現(xiàn)的，即通過改變激振器的偏心檔位來完成，經(jīng)過反復(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。

激振時間的確定

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

振動時效處理效果評定

曲線判斷法

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

從振動曲線圖可以看出：振動時效后的加速度-頻率曲線比振動時效前的加速度-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)到了振動時效工藝的處理效果。

工件尺寸穩(wěn)定性測量

采用比較法對底座的幾項(xiàng)主要精度測試項(xiàng)目進(jìn)行了研究。底座經(jīng)振動時效處理后存放一段時間，對其精度保持情況作了測試比較，證明振動時效處理后，底座的尺寸精度保持情況良好。

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