振动时效设备在石油钻机传动装置的联动机底座上的应用.docx

振动时效设备在石油钻机传动装置的联动机底座上的应用石油机械中大量焊接件、锻件、铸件在加工制造过程中 需要去应力退火，其目的主要是为了降低残余应力、减小工 件的变形和开裂。在钻机制造过程中需对井架架身、井架底 座、机房底座、联动机底座、绞车支架等重型焊接构件开展 振动时效技术试验和研究，本文是采用振动时效设备对某石 油钻机传动装置的联动机底座开展消除应力处理，确定合理 的振动时效工艺参数，研究振动时效工艺有效性。工件尺寸和使用设备某新型钻机传动装置1号联动机底座长7145mm,宽 1540mm,高380mm,长与宽之比等于4. 6大于3,长与高之 比等于18. 8大于10o设备采用聚航科技生产的JH-700A智能频谱交流振动时 效设备，采用高速变频伺服电机，激振力大，适合高刚性和 高固有频率零件的残余应力消除。振动时效处理参数支撑点、激振点、拾振点的选择振动时效的激振力是由激振器产生，工件在共振时，振 动波形为正弦波，可以清楚地观察到工件的某些部位剧烈振 动（振幅*大），该处为波峰，而某些部位又基本不振动（振 幅最小），该处为波谷。为了便于激发和用较小的激振力获 得较大的振幅，一般激振器安装在靠近波峰的位置，但不能 完全安装在波峰处，因在此处，振幅变化较大，造成激振器 底座的弯曲变形，但不能完全安装在波谷处，因为处时基本 不振动。另外在安装激振器时还要考虑选取局部刚度大、强 度高的部位，以便使激振器更好的带开工件振动。在对钻机 开展振动时效处理时，将支撑点选在波谷处，激振点和拾振 点选在波峰处。设定工件为梁型，其振动为弯曲振型，橡胶垫采用四点 支撑，支撑在距两端的2/9处，即1590mm处。激振器应用 弓型卡栏固定在底座的中间一侧，加速度计被用永磁铁固定 在底座远离激振器的一个角上。激振频率测定激振频率选择在共振峰的前沿，即接近共振峰的亚共振 区内，这样防止了工件的硬化、软化和疲劳损坏，并且振动 效果稳定。启动激振器，使它从起始转速自动升速，根据加速度一 频率特性曲线可以看出有两个共振频率，3520r/min和 5900r/min,其加速度值分别为2.6g、2. 8g,可见两个共振 频率的加速度幅值相差不大。根据噪音低、防止设备高负荷 运转的要求，选择*一个共振频率，为了保证亚共振区内的 激振，选择激振频率为3515r/min0激振力的调整改变激振力大小是通过改变激振器的偏心距来实现的, 即通过改变激振器的偏心档位来完成，经过反复试验，发现 将激振器的偏心档位设置在第二档能获得非常理想的处理 效果。激振时间确实定在底座振动时效处理过程中，实测出加速度一时间曲线, 确定对底座的处理时间为20mino从曲线可以看出：振动时 效前5min残余应力变化*快，15min以后就趋于稳定。振动时效处理效果评定曲线判断法如何根据振动曲线快速判断时效结果是一项重要的工 作，首先利用振动时效处理前后曲线的变化来判断其结果。从振动曲线图可以看出：振动时效后的加速度-频率曲 线比振动时效前的加速度-频率曲线有明显的升高和左移， 比较振前、振后扫描的两条曲线，发现共振峰幅值从2.6g 增加到3. 3g,且波峰从3520i7min左移到3515r7min,因此 可以判定底座到达了振动时效工艺的处理效果。工件尺寸稳定性测量采用比较法对底座的几项主要精度测试项目开展了研 究。底座经振动时效处理后存放一段时间，对其精度保持情 况作了测试比较，证明振动时效处理后，底座的尺寸精度保 持情况良好。以上就是振动时效设备在石油钻机传动装置的联动机 底座上的应用，经实验证明，振动时效工艺效果是有效的。 并且其工艺简单，节能环保，可在石油机械制造行业中推广 使用。