振动时效技术在冶金机械上的运用分析

振动时效技术在冶金机械上的运用分析

张敬涛

山东钢铁股份有限公司营销总公司 山东 济南 250101

摘要：我国越来越多企业开始认识到对生产工艺进行升级的重要性，并且也愿意在生产工艺中采用具有节能减排功能的设备。所以对于机械设计人员，不仅需要研究冶金机械设计工艺的绿色设计技术，还应该做到举一反三，对其他行业的节能减排设备的设计也进行深入的研究。

关键词：振动时效技术、冶金机械、运用

引言：振动时效技术在应用过程中，应用前需要对各类设备以及构建进行放置和安装，为后续的处理过程奠定基础。在具体的处理过程中，需要确定构件的固有频率，应用控制设备对激振器的参数进行确定，使整个系统处于亚共振状态。最后需要落实工艺管理工作，保证设备的运行稳定性。

1关于冶金机械设备损耗的原因

1.1外部的恶劣环境对机械的损耗

冶金机械大多是在恶劣环境下进行使用，因此设备必然会接触过酸或过碱的物质，零件在接触这些物质后会受到腐蚀，导致零件的精确性降低，不能和其他的零件一样正常的发挥作用，导致机械发生故障不能使用。另一方面冶金设备若遭受恶劣天气，例如雷雨、洪水、地震等自然灾害，也会产生损耗，使零件的使用性能降低。如果继续使用这种已经被损耗的机械设备会使得零件发生更为严重的液体腐蚀和固体撞击，让零件的损坏程度更为严重，严重降低机械的使用寿命。机械因不必要的外界因素造成的损耗如果不引起注意会造成冶金设备的性能差、功能减弱，降低设备的产品质量。增加维修费用，造成不必要的经济损失。

1.2在进行冶金过程中对机械设备的错误使用

在进行冶金过程中，机械会受到各种物理的撞击和化学试剂的腐蚀造成零件的损耗，这些损耗会导致零件产生形变，无法继续正常使用久而久之就会使设备零件报废。另一方面在冶金设备运行过程中各个零件之间相互碰撞、摩擦使零件造成损耗，零件之间的配合能力就会降低从而引起零件松动或掉落，因为冶金机械的运行需要每一个零件的相互配合，任何一个零件发生故障都会使与其相联系的其他零件无法运行，从而使冶金机械无法正常发挥作用。设备的精密性发生改变，严重影响机械设备的使用和整个工程的生产效率，甚至更严重的会导致机械事故的发生，造成不必要的财产损失和人员伤亡。

2振动时效技术在冶金机械上的应用方式

2.1设备放置

在设备放置过程中，主要包括两类设备的放置，一种为被处理的设备，另一种振动时效技术的相关设备，其中被处理设备称为构件，振动时效技术设备包括激振器和相关控制设备，对于各类设备来说，需要按照以下方式进行放置：（1）构件放置。为了能够保证构件被有效处理，构件需要被放置在平坦的地势中，同时为了保证构件能够全面吸收振动能量，构件不可直接与地面进行接触，而是要将其放置在橡胶圈等具备弹性性能的支座上。（2）激振器放置。激振器通常为偏心电机，偏心电机需要被放置在被处理区域附近，为构件的相关区域提供动应力。（3）振动建设设备。为了消除激振器对这些设备的负面影响，通常这类设备需要在一定程度上远离激振器，实现对震动频率的有效检测，并在此基础上对激振器的运行参数进行控制。例如在锌冶炼渣处理设备的应力消除过程中，整个设备中存在焊接板，并且这些焊接板的结构呈直角配置，对于三块板连接的区域，根据从业经验可以确定设备中存在的应力最大，所以在应力消除中，首先向该设备放置在具备3个橡胶底座的设备上，其次在设备的一角上安装激振器，最后为在构件同一块板的另一角设置振动监测器，经过合理接线后，控制系统能够对参数进行合理确定和控制。需要注意的是，在该过程中设计激振器自身参数选择问题，激振器选择过程中要对构件进行了解，保证激振器能够向构件施加足够大小的动应力。

2.2处理前应力检测

在构件的处理过程中，在正式处理之前需要对冶金设备中的应力集中区域进行应力检测，并将检测结果与设备的生产要求参数进行比较，当发现系统中存在的应力高于相关要求时，则可以确定需要对设备的相关区域进行处理。在当前的技术研发中，已经开发出了多种应力检测设备，本文选用的设备为磁测应力仪，对设备中的各个焊接区域进行测试。例如对于上文中提及的锌冶炼渣处理设备来说，在应力检测过程中主要检测区域为设备中的各类板件衔接区域，尤其是对于设备中的各个边角来说，根据经验这些区域中的应力更大，通常会超出设备的安全应力范围，所以需要对这些区域进行重点检测。通过检测发现，这些区域中最大应力为67MPa，最小为54MPa，已经接近安全标准，可以推测的是，在设备的实际应用中这些应力会对系统的运行状态造成负面影响，所以需要对这些区域进行应力消除。

2.3参数确定

在自动化振动时效技术的应用中，会对相关区域的固有频率进行扫描，或者也可通过对检测设备的应用推测出相关区域的固有频率，本文在具体的研究过程中，应用第二种方式对设备的固有频率进行检测。通过对震动曲线的研究和分析，发现激振器转速为2609r/min时，在震动曲线上出现谐振峰值，具体数值为85m/s2，所以可以确定激振器的参数需要在一定程度上低于该转速。通过对该项技术应用标准的研究与分析，最终确定的激振器转速为2590r/min，在这种转速下，整个系统处于亚共振状态，在后续的参数确定中，只需确定处理时间即可，通常情况下，应用该项技术后半小时左右即可实现对应力的有效消除和分散，本文最终确定的时间为35min。

2.4处理后应力检测

在完成对冶金设备的处理后，设备中的应力集中区域已经发生了微小变形，但是这种变形很难通过肉眼或者检测设备进行识别，并且即使确定了变形量，还需要对相关数据进行处理，导致整个应力检测过程较为繁琐。本文采用的方法为，应用相关设备对构件中的应力进行检测。在本文的研究的过程中，对经过振动时效技术处理的各个区域应力进行测试，最终发现这些区域中最大的应力为30MPa，最小为20MPa，其余区域的应力未发生明显变化，始终保持在安全范围内。从整体上来看，振动时效技术在构件处理中取得了很好的应用效果，能够达到消除和分散应力的目的。

2.5工艺管理

在振动时效技术的应用中，只有通过严格的工艺管理制度才能够保证对构件的处理质量，对于技术提供单位来说，需要能够全面落实相关工作，其中最基础的工作为在构件处理过程中要生成振动曲线，让设备制造厂商进行验收，当发现最终结果不能满足验收标准时，需要对处理构件和设备进行再次处理。另外工艺管理过程中还包括激振器参数确定、设备日常维护和管理等多方面内容，需要全面按照相关要求落实该项工作，保证各类设备都能够稳定运行，在构件处理过程中发挥重要作用。

结束语：随着经济的不断发展，钢铁产业也迅速发展成为了国家的支柱产业。但是冶金设备的维修问题也成为了在钢铁产业中常见的难题。因为运用机械进行冶金的工艺繁多且复杂，冶金机械在复杂的冶炼环境下比较容易发生故障，所以如何应对冶金机械设备的故障、使机械保持较好的使用性能成为了冶金业中的一个普遍的难题。机械设备作为冶金企业生产运作的重要依托，其管理与维修的效率及质量关系着产品的效益甚至是研发、创新的进程。因此，不断总结、优化冶金设备的管理工作与维修工作十分必要。

参考文献

[1]李俊明,蔡敢为,黄院星,李岩舟.线性弹簧组合式振动时效装置的3次超谐共振特性分析[J].振动与冲击,2018,37(20):173-178.

[2]袁晓义.冶金设备管理与维修出现的问题与对策[J].云南化工，2017（7）：71-72.