振动时效消除磨机齿圈残余应力的案例分析

在水泥设备制造企业的生产中，磨机及其附件残余应力消除与否，对设备的使用寿命很重要，受生产规模、生产周期及效率的影响，消除和均化工件的残余应力，振动时效的方法受关注。

齿圈加工过程中存在残余应力的影响

对于大型磨机齿圈，从铸造加工能力、产品的运输及安装需要等多方面的考虑，多铸造成半齿圈，加工时再合为一体。小型齿圈则铸成整体后再加工。经实践表明，没有经过消除应力的齿圈，在粗车、精车、铣齿的工序过程中或过程完成后，应力释放，从而造成齿圈变形或开裂。主要的表现形式如下：

（1）齿圈对口尺寸产生偏差（见图2a）。

（2）对口里面无缝，外面有逢（见图2b）。

（3）对口里面有缝，外面无缝（见图2c）。

（4）齿圈变形成椭圆形（见图2d）。

（5）齿圈外圆有锥度（见图2）。

振动时效消除磨机齿圈残余应力可行性分析

从齿圈应力产生机理以及残余应力对齿圈加工过程的影响来看，残余应力是造成齿圈变形和开裂的主要原因，欲消除应力可用振动的方法，即以共振的形式给齿圈施加动应力，使附加动应力与残余应力叠加后，当达到或超过材料的屈服*限时，齿圈发生微观或宏观塑性变形，从而降低和均化其内部的残余应力，并使其尺寸精度达到稳定。

使用振动时效优势如下：

（1）与热时效相比，投资少；

（2）与自然时效相比，生产周期短，可减少资金积压；

（3）振动时效设备使用方便，操作简单；

（4）不受工件大小和材质限制，适应性强；

（5）节约能源，降低成本，同时具备与其他时效处理方法相同的提高抗变形能力，稳定工件的精度，提高力学性能。

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