逆變柜框架振動時效工藝應用

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)裝配時有嚴格的尺寸要求。柜體經(jīng)過焊接、機械加工等工藝過程，其內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應力。殘余應力會降低框架的尺寸穩(wěn)定性和機械物理性能，在使用過程中會引起應力應變和失效，尺寸精度得不到保證，因此在工藝中考慮對整個框架進行殘余應力消除。

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

振動時效工藝及效果判定

振前分析及準備工作

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鍵部位動應力峰值介于該部位工件應力的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，該頻率下工件關鍵部位動應力的峰值應介于該部位工件應力的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標準，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標準，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。