冷碾壓軸承環(huán)振動(dòng)時(shí)效去應(yīng)力

采用冷碾壓工藝生產(chǎn)的軸承環(huán)坯，可以提高軸承使用壽命并能節(jié)約原材料。然而，冷碾壓過程中不可避免的會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力是軸承環(huán)變形的原因。因此，殘余應(yīng)力消除就變的非常重要。本次主要是對冷碾壓生產(chǎn)的軸承環(huán)進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，通過振前振后殘余應(yīng)力數(shù)值對比，分析研究軸承環(huán)振動(dòng)時(shí)效的有效性。

試件所用6311/01冷碾壓軸承環(huán)的材料為GCr15，設(shè)備采用聚航科技生產(chǎn)的JH-600A液晶交流振動(dòng)時(shí)效設(shè)備。采用高速變頻伺服電機(jī)，激振力大、壽命長、時(shí)效效果好。

試驗(yàn)方案

冷碾壓成形軸承環(huán)屬于批量生產(chǎn)，每分鐘生產(chǎn)2-3只。常見的激振方式滿足不了冷碾壓成形軸承環(huán)批量生產(chǎn)的工效要求。所以此次測試應(yīng)采用振動(dòng)平臺，采用板型工件的振動(dòng)時(shí)效工藝進(jìn)行橡膠墊的放置、激振器的裝夾和傳感器的放置。然后將軸承鋼GCr15生產(chǎn)的6311/01冷碾壓軸承環(huán)，采用專用夾具將批量軸承環(huán)分別裝夾于振動(dòng)平臺振動(dòng)較強(qiáng)處，這樣既能滿足成批量生產(chǎn)的應(yīng)用要求，也能防止振動(dòng)中軸承環(huán)造成碰撞和劃傷。

試驗(yàn)內(nèi)容

設(shè)置合適的試驗(yàn)參數(shù)是有效降低殘余應(yīng)力的關(guān)鍵，根據(jù)研究的理論可知，共振振動(dòng)是消除應(yīng)力的重點(diǎn)。無應(yīng)力工件具有獨(dú)特的固有頻率，含有殘余應(yīng)力的工件的共振頻率比相同但不含有應(yīng)力的工件共振頻率高。在振動(dòng)過程中，隨著殘余內(nèi)應(yīng)力減小，工件內(nèi)阻尼減小，工件的固有頻率降低。首先采用手動(dòng)時(shí)效調(diào)試振動(dòng)時(shí)效工藝，最終確定激振器偏心15°，當(dāng)達(dá)到共振時(shí)，振幅可達(dá)到100m/s²。工藝確認(rèn)無誤后，選擇自動(dòng)時(shí)效處理40min，程序自動(dòng)進(jìn)行振前掃描-時(shí)效-振后掃描。

試驗(yàn)結(jié)果

為了評估試驗(yàn)件振動(dòng)時(shí)效消除應(yīng)力的效果，本次振動(dòng)時(shí)效共處理30只6311/01軸承環(huán)，用盲孔法對激振前和激振后的環(huán)件進(jìn)行殘余應(yīng)力測試，測試點(diǎn)設(shè)置在外圓面位于環(huán)件高度的1/2處。

結(jié)果分析

環(huán)件殘余應(yīng)力試驗(yàn)前后極差大小，可在一定程度上表明環(huán)件測試面內(nèi)的殘余應(yīng)力消除程度，即極差越大，殘余應(yīng)力消除越大；反之，極差越小，殘余應(yīng)力消除越小。從振動(dòng)前后消除率來看，殘余應(yīng)力的消除率在45%-55%之間。

結(jié)論

通過文中給出的振動(dòng)時(shí)效試驗(yàn)結(jié)果可看出，振動(dòng)時(shí)效能有效的降低環(huán)件斷面的殘余應(yīng)力。從效果來看，振動(dòng)時(shí)效對降低冷碾壓軸承環(huán)殘余應(yīng)力有很好的效果。因此，在冷碾壓軸承生產(chǎn)上，可采取振動(dòng)時(shí)效處理，有利于降低殘余應(yīng)力，促進(jìn)冷碾壓技術(shù)的更經(jīng)濟(jì)應(yīng)用推廣。