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公司名稱：山東博納機(jī)電設(shè)備有限公司
會員級別：免費(fèi)會員

近期，我公司部分新老客戶咨詢關(guān)于振動時效設(shè)備采用交流激振器進(jìn)行時效處理，是否可行的問題，公司安排我技術(shù)部門，針對直流激振器和交流激振器從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制及其壽命方面優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)層面的深度分析，以解答使用者的各種疑慮。

一、直流激振器具有良好的啟動特性和調(diào)速特性。程一般需要經(jīng)過振前掃描、尋找激振點(diǎn)、時效處理、振后掃描等主要步驟，因此，振動時效處理設(shè)備，電機(jī)要重復(fù)啟動4次，直流激振器良好的啟動特性起到了很好的利用；而同功率的交流電機(jī)的啟動電流是正常工作的5倍以上，嚴(yán)重影響了設(shè)備的啟動速度和使用壽命。同時，在振動時效處理設(shè)備對激振器的轉(zhuǎn)速精度有超嚴(yán)格的要求（不能超過±1轉(zhuǎn)），尤其是在峰值點(diǎn)附近，如果一旦控制精度超過了這個范圍，就無法正常進(jìn)入時效狀態(tài)，而且會聽到激振器發(fā)出忽高忽低的響聲，嚴(yán)重影響了設(shè)備的使用壽命，而交流電機(jī)的調(diào)速控制，一直是影響其發(fā)展的一個重要原因，不過后來有了變頻器控制技術(shù)，才使得交流電機(jī)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但是，對于高速運(yùn)行（達(dá)到10000rpm）且控制精度達(dá)到±1rpm，目前仍然是交流電機(jī)及其控制技術(shù)難以逾越的鴻溝。

二、直流激振器具有較大的轉(zhuǎn)矩。激振器主要有2部分構(gòu)成，分別是電機(jī)和偏心箱，偏心箱的作用就是能夠起振更大的工件，同樣這也對帶動它的電機(jī)提出了扭矩必須夠大的要求；通常交流電機(jī)是按50HZ電壓設(shè)計(jì)制造的，起額定轉(zhuǎn)矩也是在這個范圍內(nèi)給出的，因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，變頻器輸出頻率大于50HZ時，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降，因此，隨著交流電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，其轉(zhuǎn)矩是成線性下降的，如果后面加上偏心，其下降將更為明顯，出現(xiàn)激振力不足的現(xiàn)象。

三、成熟簡單的激振器高速運(yùn)行控制電路。振動時效處理設(shè)備器必須有盡可能高的轉(zhuǎn)速，從而能處理更廣泛的不同頻率的工件，在國內(nèi)電力控制領(lǐng)域，PWM脈寬調(diào)制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，其具有反應(yīng)速度快，控制精度高的明顯特點(diǎn)，在0-10000r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，可輕松將轉(zhuǎn)速精度控制在0.1rpm的范圍上。而交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與定子的極數(shù)和頻率有關(guān)系，例如：2極電機(jī)，頻率50HZ,則轉(zhuǎn)速為：3000r/min;4極電機(jī)，頻率50HZ,則轉(zhuǎn)速為：1500r/min，所以，振動時效處理設(shè)備子極數(shù)已經(jīng)確定，只能通過改變頻率來提高其轉(zhuǎn)速。

四、直流激振器的缺陷在于，因?yàn)樾枰獡Q向，所以必須有碳刷。碳刷屬于損耗件，因?yàn)楹豌~頭接觸，難免有間隙，所以也屬于易損件范圍，振動時效機(jī)必須配多余的碳刷在里面。而交流電機(jī)就沒這個問題了，同時交流激振器的造價是比較低的。如果以上問題都解決的話，那交流激振器的造價僅為直流激振器的1/10，這也是我國電機(jī)及其控制的發(fā)展目標(biāo)，如果能實(shí)現(xiàn)，那在振動時效消除應(yīng)力方面也將廣泛應(yīng)用，且設(shè)備的價格將會下降一半以上，對于整個機(jī)械行業(yè)來說，也是*的好事。

五、行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用范圍。振動時效處理設(shè)備器及其控制系統(tǒng)，其生產(chǎn)及使用成本是非常低廉的，如果一旦成熟，將會*時間在振動時效行業(yè)內(nèi)應(yīng)用，但目前國內(nèi)95%的生產(chǎn)廠家都在應(yīng)用直流激振器，而只有極少幾個廠家在推薦交流激振器，且所有廠家大部分都是在包頭長安永磁電機(jī)廠購進(jìn)的電機(jī)，因此，交流激振器目前只是為了增加一個賣點(diǎn)，無法達(dá)到預(yù)期的使用效果。

濟(jì)南博納機(jī)電設(shè)備有限公司簡介                                          

濟(jì)南博納機(jī)電設(shè)備有限公司成立于2005年，是國內(nèi)*早一批研發(fā)生產(chǎn)振動時效應(yīng)力消除設(shè)備的專業(yè)廠商，公司秉承“高素質(zhì)、高科技、高成長”的發(fā)展特點(diǎn)和“依科技為先導(dǎo)，靠質(zhì)量興企業(yè)”的質(zhì)量方針，憑借雄厚的技術(shù)實(shí)力，不斷推出新型實(shí)用的產(chǎn)品，為新老客戶提供了更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和更完善的服務(wù)。

濟(jì)南博納機(jī)電設(shè)備有限公司目前僅振動時效產(chǎn)品就申請了40余項(xiàng)*，其中發(fā)名*占了7項(xiàng)目之多，同時獲得十余項(xiàng)國內(nèi)授權(quán)和一項(xiàng)美國發(fā)明*，數(shù)十項(xiàng)*、省部級榮譽(yù)，承擔(dān)了多項(xiàng)*科研任務(wù)和三項(xiàng)國家863科研課題，參與承擔(dān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T5926-2005）編寫工作，是國家發(fā)改委認(rèn)定的**家、也是*大的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)力消除技術(shù)研發(fā)應(yīng)用基地和國家科技部認(rèn)定的國家振動時效技術(shù)研究中心產(chǎn)學(xué)研基地。

振動時效是通過專用的時效設(shè)備，使被處理的工件產(chǎn)生共振。通過共振將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位，使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形。歪曲的晶格逐漸恢復(fù)平衡狀態(tài)，從而使工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力得以消除和均化，*終防止工件在加工和使用過程中變形和開裂，保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。
     從宏觀的角度分析，振動時效使零件產(chǎn)生塑性變形，降低和均化殘余應(yīng)力并提高材料的抗變形能力，無疑是導(dǎo)致零件尺寸精度穩(wěn)定的基本原因。由振動時效的加載試驗(yàn)結(jié)果可知，振動時效件的抗變形能力不僅高于未經(jīng)時效的零件，也高于經(jīng)熱時效處理的零件。
    從微觀方面分析，振動時效可視為一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加的動應(yīng)力。 

 從錯位、晶格滑移等金屬學(xué)理論上解釋，其主要觀點(diǎn)是振動時效處理過程實(shí)際上是通過在工件的共振狀態(tài)下，給工件的每一部位（晶格）施加一定的動能量，如果施加的這個能量值與微觀組織本身原有的能量值之和，足以克服微觀組織周圍的井勢（恢復(fù)平衡的束縛力），則微觀區(qū)域必然會產(chǎn)生塑性變形，使產(chǎn)生殘余應(yīng)力的歪曲晶格得以慢慢地恢復(fù)平衡狀態(tài)，使應(yīng)力集中處的錯位得以滑移并重新釘扎，達(dá)到消除和均化殘余應(yīng)力的目的。
 自然時效是通過將工件暴露于室外，經(jīng)過半年至一年的時間，使工件的尺寸精度達(dá)到穩(wěn)定的一種工藝。此工藝生產(chǎn)周期長，積壓資金大，占用場地，管理繁雜。因此在目前的市場經(jīng)濟(jì)中，一般不將其作為一種獨(dú)立的時效工藝。
    熱時效是通過對工件不斷加溫，隨著溫度的升高，材料的塑性越來越好。當(dāng)加熱到550-600度時，材料已具有很好的塑性。這時歪曲的晶格就很容易克服周圍對它的束縛，在保溫過程中慢慢地恢復(fù)平衡狀態(tài)，殘余應(yīng)力就被消除了。但熱時效效果又受爐內(nèi)溫差、保溫時間、升降溫速度、工件尺寸及形狀等諸多因素的影響。

 與傳統(tǒng)的自然時效和熱時效相比，振動時效具有如下特點(diǎn)：
 （1）時效效果好。大量的研究和實(shí)際應(yīng)用證明，振動時效對工件的時效效果（工件的尺寸穩(wěn)定性）好于熱時效爐。不僅能克服熱時效爐爐溫不均而造成消除應(yīng)力不均勻之難題，而且避免了工件因加熱而降低其抗變形能力的影響。因此工件的尺寸穩(wěn)定性提高了。
 （2）使用方便。振動時效設(shè)備體積小、重量輕，便于攜帶。不受工件大小和材質(zhì)的限制。
 （3）符合環(huán)保要求。整個振動時效過程避免了熱時效的煙氣粉塵等污染源。
 （4）投資少。與熱時效相比，它無需龐大的時效爐，可節(jié)省占地面積與昂貴的設(shè)備投資。且是一次性投資，可滿足長期使用。
  （5）節(jié)能顯著。振動時效處理一個周期只用幾度電，其能源消耗僅為熱時效的3%，成本僅為熱時效的8%。
  （6）生產(chǎn)周期短。自然時效至少需半年的長期放置，熱時效亦需經(jīng)數(shù)十小時的周期方能完成，而振動時效一般只需振動十幾分鐘即可完成。
  （7）振動時效操作簡便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化�？杀苊饨饘倭慵�在熱時效過程中產(chǎn)生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。

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