機(jī)械工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。在機(jī)械制造過程中，產(chǎn)品往往需要經(jīng)過不同的工藝后才能成型，在鑄造和焊接過程中會(huì)產(chǎn)生不同程度的應(yīng)力。應(yīng)力出現(xiàn)后，需要采取必要的方法予以消除，一般采用時(shí)效工藝，分自然時(shí)效與人工時(shí)效兩種。前者是將工件放置于戶外環(huán)境中，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的環(huán)境溫變后，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，工件的不同部位可能因溫度差異性變化導(dǎo)致溫度應(yīng)力過載，工件中的殘留應(yīng)力消除，保持了較高精度的工件尺寸規(guī)格，缺點(diǎn)在于受溫變時(shí)長(zhǎng)的影響應(yīng)力消除效率較低。人工時(shí)效以熱時(shí)效與振動(dòng)時(shí)效兩類為主。熱時(shí)效強(qiáng)調(diào)對(duì)工件進(jìn)行均勻加熱，保持塑性狀態(tài)后持續(xù)保溫4-8小時(shí)，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)力消除，并降溫至150℃后避火出爐。熱時(shí)效重視溫度要求，若不加以嚴(yán)格控制則易產(chǎn)生新的應(yīng)力，或直接導(dǎo)致變形。振動(dòng)時(shí)效與熱時(shí)效相比，具有節(jié)能、低耗、無污染、時(shí)間短等特點(diǎn)，對(duì)尺寸規(guī)格的精度控制上與自然時(shí)效一樣穩(wěn)定，在應(yīng)力消除效果上與熱時(shí)效一樣徹底。因此，振動(dòng)時(shí)效值得在機(jī)械制造中大力推廣。
振動(dòng)時(shí)效工藝原理
振動(dòng)時(shí)效的工藝實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)掌握受理工件的共振頻率范圍，從外部對(duì)工件施加一定周期的作用力激發(fā)其振動(dòng)，誘導(dǎo)產(chǎn)生工件共振。共振所產(chǎn)生的交變應(yīng)力能與工件殘留應(yīng)力疊加。隨著時(shí)間的推移，工件出現(xiàn)屈服狀況，使工件晶體的內(nèi)外形成位錯(cuò)。原子實(shí)現(xiàn)了從高能位向低能位的轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)移過程中，殘余應(yīng)力將被轉(zhuǎn)移、消除。
振動(dòng)時(shí)效工藝過程
振動(dòng)時(shí)效設(shè)備主要組成包括：激振器、控制器、傳感器、夾具、橡膠墊等。
振動(dòng)時(shí)效的工藝過程包括：①選擇支撐點(diǎn)，確保支承件在共振界限區(qū)。②分析工件的大振幅區(qū)，固定激振器與傳感器，保持物理數(shù)據(jù)連接，同時(shí)接入控制器。③掃描頻率，按偏心檔位處理，繪制振動(dòng)前幅頻曲線。借助控制器確定*佳激振頻率。④以特定頻率激振，控制激振時(shí)長(zhǎng)約40min。⑤掃描頻率，繪制振動(dòng)后幅頻曲線，前后對(duì)比分析。
振動(dòng)時(shí)效工藝效果判斷
評(píng)價(jià)振動(dòng)時(shí)效的工藝效果，主要有幾類檢驗(yàn)方法，從定性方法上看，代表性的方法有①參數(shù)曲線觀測(cè)；②尺寸精度穩(wěn)定性檢測(cè)。這兩種方法，重點(diǎn)通過衡量振動(dòng)前后的幅頻曲線就可判斷時(shí)效效果。此外還有殘余應(yīng)力檢測(cè)法，通過對(duì)比振動(dòng)前后的殘余應(yīng)力數(shù)值，定量判斷振動(dòng)時(shí)效效果。
上述幾類方法均能夠正常分析時(shí)效工藝的效果，具體的選擇應(yīng)結(jié)合工業(yè)需求確定。若只單純了解振動(dòng)時(shí)效的工藝作用，不破壞工件的情況下，則選方法①：精度要求過高且嚴(yán)格的效果檢測(cè)，則選方法②；若需要對(duì)時(shí)效的整體效果進(jìn)行定量檢測(cè)，則選方法③；若將其中的兩種及以上方法靈活使用，則能夠?qū)φ駝?dòng)時(shí)效的多種效應(yīng)展開綜合評(píng)價(jià)。
工業(yè)制冷壓縮機(jī)的振動(dòng)時(shí)效應(yīng)用可行性
目前，市場(chǎng)上的主流工業(yè)制冷壓縮機(jī)主要有三大類型；離心式、螺桿式以及活塞式。國(guó)內(nèi)廠家主要生產(chǎn)螺桿式與活塞式壓縮機(jī)，這兩類機(jī)型都對(duì)加工精度有嚴(yán)格的要求，往往在鑄造過程中因工件厚壁導(dǎo)致冷卻部位不均勻而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。工業(yè)上常在精加工之前進(jìn)行時(shí)效工藝來消除應(yīng)力，通常以球墨鑄鐵或灰鑄鐵作為時(shí)效鑄件材料。
對(duì)活塞式壓縮機(jī)而言，其零部件數(shù)量多，形狀規(guī)格不一，不同鑄件的重量差距可達(dá)400倍之多。為了獲得更高的時(shí)效效率，自然時(shí)效的周期就顯得過長(zhǎng)，熱時(shí)效的工藝需要另建高爐，這增加了建設(shè)成本，不利于企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益。顯然這兩種時(shí)效工藝均不利于壓縮機(jī)在短期內(nèi)快速消除應(yīng)力，并取得優(yōu)質(zhì)成本后迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。
對(duì)螺桿式壓縮機(jī)而言，其零部件數(shù)量較之活塞式壓縮機(jī)要少，但不同類型與型號(hào)的集體零部件規(guī)格與重量差距頗大，顯然熱時(shí)效的工藝處理也無經(jīng)濟(jì)效益可言，自然時(shí)效下同樣存在周期過長(zhǎng)與企業(yè)產(chǎn)品盡快投放市場(chǎng)的理念矛盾問題。
結(jié)束語
振動(dòng)時(shí)效工藝已經(jīng)應(yīng)用于眾多產(chǎn)品中，并發(fā)揮出積極的作用。工業(yè)制冷壓縮機(jī)的生產(chǎn)也在應(yīng)用振動(dòng)時(shí)效工藝后提高了整機(jī)可靠性。經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，振動(dòng)時(shí)效工藝可應(yīng)用于制冷壓縮機(jī)的消除應(yīng)力。
