裝載機(jī)的三大結(jié)構(gòu)件為前車架、后車架和動臂，焊接后進(jìn)行機(jī)械加工，由于焊接殘余應(yīng)力的影響，機(jī)械加工后，構(gòu)件尺寸精度不穩(wěn)定，影響構(gòu)件的質(zhì)量。因此，有必要進(jìn)行消除殘余應(yīng)力以提高構(gòu)件尺寸穩(wěn)定性。

振動時效設(shè)備投資少，可在加工現(xiàn)場進(jìn)行，處理時間短，能量消耗少，工藝簡單，且無環(huán)境污染，相對來說比較理想。于是，公司決定采用振動時效技術(shù)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證振動消除應(yīng)力的效果。

振動時效工作原理

采用激振器振動的方式，使被時效處理的工件在固有頻率下產(chǎn)生共振，同時給工件施加一個與其共振頻率相一致的激振力，從而向工件輸入能量，產(chǎn)生一定周期性交變作用力，作用力和工件本身殘余應(yīng)力疊加，超過工件本身的微觀屈服極限，便導(dǎo)致工件發(fā)生微觀的塑彈性力學(xué)變化，從而引起殘余應(yīng)力的降低和均化。使工件內(nèi)部各方面作用的力基本趨于平衡。防止工件變形，提高工件疲勞極限。工件的尺寸穩(wěn)定性和精度，也得到大大的提高。時效過程數(shù)據(jù)，通過傳感器顯示在液晶顯示屏上。

試驗(yàn)產(chǎn)品

裝載機(jī)動臂是連接前車架和工作裝置的焊接結(jié)構(gòu)件，裝配安裝孔同軸度的好壞，直接影響前車架和鏟斗的裝配。因此，在動臂加工過程中，必須保證裝配安裝孔的同軸度。

振動時效設(shè)備

設(shè)備采用南京聚航科技有限公司生產(chǎn)JH-200A液晶全自動振動時效設(shè)備，配有激振器、橡膠墊、夾具和高精度傳感器。此設(shè)備具有殘余應(yīng)力動態(tài)跟蹤功能，全自動科學(xué)選擇振動頻率，效果穩(wěn)定可靠。

試驗(yàn)過程

試驗(yàn)過程中，將振動時效放于整理工序之后、機(jī)加工序之前。

實(shí)驗(yàn)工藝流程為：動臂拼搭-焊接-整理-振動時效-機(jī)加-拋丸-油漆-穿軸檢測。

實(shí)驗(yàn)過程中，隨機(jī)抽選10臺整理后的動臂，根據(jù)動臂加工特點(diǎn)和流轉(zhuǎn)特點(diǎn)，在不改變動臂位置的前提下進(jìn)行振動時效，每做完一臺，立即做好標(biāo)識，進(jìn)行跟蹤，在動臂油漆下線后，采用同軸度量棒檢測振動時效后裝鏟斗孔同軸度情況，并做好記錄。

同一天，另外抽查10臺未經(jīng)過振動時效處理的動臂，檢測同軸度進(jìn)行對比。

振動時效操作如下：

1. 擺好專用橡膠墊，將動臂平放于橡膠墊上。

2. 將激振器固定在動臂板上，連接好傳感器。

3. 啟動時效設(shè)備，尋找可激振的亞共振頻率，如果沒有找到，則需要適當(dāng)調(diào)整激振器的位置。

4. 時效處理時間約20min，電流、轉(zhuǎn)速參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化，電流范圍4.3-5.2（A），轉(zhuǎn)速4700-5200（r/min）。

5. 振動后可打印出曲線和參數(shù)數(shù)據(jù)。

檢測工具為同軸度量棒，此檢測方法屬于定性檢測，雖不能知道消除應(yīng)力的數(shù)值，但是能夠得出振動時效對尺寸穩(wěn)定性影響的定性結(jié)論。

結(jié)果分析

10臺未經(jīng)過時效處理的動臂，只有3臺通過同軸度量棒檢測，在焊接殘余應(yīng)力的作用下，其裝配安裝孔尺寸精度穩(wěn)定性差。

10臺經(jīng)過時效處理的動臂，其裝配安裝孔經(jīng)同軸度量棒檢測，穿軸全部通過。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，振動時效設(shè)備消除焊接殘余應(yīng)力效果良好，能夠提高裝載機(jī)動臂尺寸穩(wěn)定性，此結(jié)論對于工程機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)件消除應(yīng)力、保證尺寸穩(wěn)定性有很好的借鑒作用。