本發(fā)明涉及振動時效工藝領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于高頻率工件的線性彈簧組合式振動時效超諧振動裝置。

背景技術(shù)：

振動時效處理是一種消除殘余應(yīng)力的方法，實際上是通過振動的形式給工件施加一個動應(yīng)力，當動應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加達到或超過材料的屈服極限時，工件產(chǎn)生塑性變形而釋放應(yīng)力，有利于提高工件的使用強度、減少變形和穩(wěn)定精度。特別是在節(jié)省時間、能源和費用上具有明顯的效果。

振動時效裝置是將一個具有偏心質(zhì)量的激振器安放在待處理的工件上，通過控制器起動電機并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速使工件處于共振狀態(tài)，約經(jīng)20～30分鐘的振動處理即可達到調(diào)整殘余應(yīng)力的目的。

振動時效技術(shù)適應(yīng)范圍廣，從幾公斤的小型構(gòu)件到一、二千噸的海洋平臺等大型構(gòu)件。盡管適用范圍廣，但仍有局限性。偏心質(zhì)量激振器雖具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、便攜、激振力大且可調(diào)節(jié)等，但受其性能限制激勵頻率范圍均在200Hz以下。在這種情況下，很多小型或高剛度工件的固有頻率一般都大于200Hz，不適合現(xiàn)行的振動時效。如何解決高頻率工件的共振問題是振動時效技術(shù)發(fā)展幾十年來未能解決的難題，嚴重制約了振動時效的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種線性彈簧組合式振動時效超諧振動裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種線性彈簧組合式振動時效超諧振動裝置，包括基座、激振塊、偏心質(zhì)量激振器、彈簧一、彈簧二和彈簧三，

偏心質(zhì)量激振器固定安裝在激振塊上，

彈簧一一端連接在激振塊上，另一端連接在基座上，

彈簧二一端連接在激振塊上，另一端連接在基座上，

彈簧三一端連接在偏心質(zhì)量激振器上，另一端連接在基座上，

所述彈簧一、彈簧二和彈簧三為具有相同剛度等長度的線性彈簧，

所述彈簧一和彈簧二分別處于激振塊的兩側(cè)并處于水平方向上，彈簧三處于豎直方向上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備的有益效果：

圓柱不等截距螺旋彈簧、圓錐螺旋彈簧、空氣彈簧等非線性彈簧都可以產(chǎn)生非線性振動，但這些非線性彈簧制造工藝復雜，非線性參數(shù)難控制、不可調(diào)節(jié)等因素很難滿足不同固有頻率工件振動需要，嚴重限制了振動時效超諧振動技術(shù)的應(yīng)用范圍。這種情況下，利用線性彈簧實現(xiàn)超諧振動具有重要的應(yīng)用價值。本發(fā)明中彈簧組合與激振器、激振塊構(gòu)成一個振動系統(tǒng)，在激振器的激勵，激振塊在三個線性彈簧的作用下產(chǎn)生垂直方向的非線性振動，在低頻激勵下可以響應(yīng)出3倍于激勵頻率的高頻頻率，實現(xiàn)超諧共振。線性彈簧造價低，選擇范圍廣，總可以根據(jù)需要選擇合適的線性彈簧，而且要比非線性彈簧簡單得多。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的線性彈簧組合式振動時效超諧振動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步闡述。

實施例1

一種線性彈簧組合式振動時效超諧振動裝置，包括基座2、激振塊3、偏心質(zhì)量激振器4、彈簧一5、彈簧二6和彈簧三7，

偏心質(zhì)量激振器4固定安裝在激振塊3上，

彈簧一5一端連接在激振塊3上，另一端連接在基座2上，

彈簧二6一端連接在激振塊3上，另一端連接在基座2上，

彈簧三7一端連接在偏心質(zhì)量激振器4上，另一端連接在基座2上，

所述彈簧一5、彈簧二6和彈簧三7為具有相同剛度等長度的線性彈簧，

所述彈簧一5和彈簧二6分別處于激振塊3的兩側(cè)并處于水平方向上，彈簧三7處于豎直方向上。

工作原理：

使用時，先將高頻率工件1剛性固定于基座2上，然后開啟偏心質(zhì)量激振器4，對高頻率工件1進行20-30分鐘的處理。該裝置中，偏心質(zhì)量激振器4、激振塊3與三根彈簧組合構(gòu)成一個線性彈簧組合質(zhì)量系統(tǒng)。彈簧剛度取決于高頻率工件1的固有頻率、激振塊3的質(zhì)量和偏心質(zhì)量激振器4的質(zhì)量，關(guān)系如下式：

偏心質(zhì)量激振器4是整個系統(tǒng)的激勵來源，激振塊3在偏心質(zhì)量激振器4的激勵和三個彈簧的作用下產(chǎn)生垂直方向的非線性振動，在低頻激勵下可以響應(yīng)出3倍于激勵頻率的高頻頻率，激振塊3以接近工件固有頻率的響應(yīng)頻率去激勵工件，從而實現(xiàn)高頻率工件1的主共振。所述高頻率工件1是指例如冶金軋輥這樣高剛度的金屬工件，一般其固有頻率大于200Hz。