大比特商务网 |资讯中心 |技术论坛 |解决方案 登录 注册 |电子刊 |招聘/求职
您的位置:微电机世界网 >>技术与应用 >>新闻

电机零部件加工中控制应力的措施

2019-08-07 16:30:23     来源:电机技术日参        

【大比特导读】物体由于受力、湿度、温度场变化等外部因素而变形时,在物体内各部分之间,将产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。但这种变形效果,往往达不到理想的状态,因而就出现了应力变形问题。

电机零部件加工工艺控制中,往往会涉及一些具体如进刀量、时效、检测时间、退火等具体的要求,这些要求的目的,在于消除和释放被加工零部件的应力,防止因加工应力导致零部件的不良变形。

物体由于受力、湿度、温度场变化等外部因素而变形时,在物体内各部分之间,将产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。但这种变形效果,往往达不到理想的状态,因而就出现了应力变形问题。

电机

特别中对于大规格电机零部件,这方面的要求更为重要,如电机轴承套、机座、幅板轴等零部件的加工过程控制,必须通过理论与实践的效果分析,确定必要的关键控制工序,保证加工零部件足够小的非预期形变,以提高电机的装配水平和后期运行质量。

关于应力的解释

物体由于外因受力、湿度、温度场变化等而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,单位面积上的内力称为应力。应力是矢量,沿截面法向的分量称为正应力,沿切向的分量称为切应力。

物体中一点在所有可能方向上的应力称为该点的应力状态。通过过一点的任意一组相互垂直的三个平面上的应力就可代表点的应力状态,而其它截面上的应力,都可用这组应力及其与需考察的截面的方位关系来表示。

应力有何危害?

●开裂。因为应力的存在,在受到外界作用后(如移印时接触到化学溶剂或者烤漆后端时高温烘烤),会诱使应力释放而在应力残留位置开裂。开裂主要集中在浇口处或过度填充处。

●翘曲及变形。因为残留应力的存在,因此产品在室温时会有较长时间的内应力释放或者高温时出现短时间内残留应力释放的过程,同时产品局部存在位置强度差,产品就会在应力残留位置产生翘曲或者变形问题。

●产品尺寸变化。因为应力的存在,在产品放置后或处理的过程中,如果环境达到一定的温度,产品就会因应力释放而发生变化。

残余应力消除方法

●自然时效消除残余应力。自然时效是通过把零件暴露于室外,经过几个月至几年的时间,使其尺寸精度达到稳定的一种方法。大量的试验研究和生产实践证明,自然时效具有稳定铸件尺寸精度的良好效果。

然而,经过自然时效的工件,其残余应力的变化并不明显,铸件试样放置一年以后,残余应力仅降低2-10%;实测机床床身残余应力的结果表明,进行为期一年的自然时效后,最大残余应力由80N/mm降至70N/mm,平均残余应力由38N/mm降至30N/mm,即仅仅降低了大约10-20%。

由此可见,经自然时效后已停止变形的铸件,仍然残存着相当大的残余应力。对于那些使用时需承受很大载荷的铸件,当在较高残余应力上再叠加使用应力时就有可能影响铸件的使用性能,因此必须慎重考虑是否应该采用这种时效方法。

●热时效法。最传统、也是目前最普及的方法——热时效法,把工件放进热时效炉中进行热处理,慢慢消除应力。这种方法的缺点也非常显著,比如卫星制造厂对温度控制要求非常严格的铝合金工件以及长达十米或者更大的巨型工件都无法用这种方法处理。而且这种方法还带来了大量的污染和能源消耗,随着中国及世界范围内对环保的进一步要求,热时效炉的处理方式马上面临全面退出的境地。

●利用亚共振来消除应力。这种方法虽然解决了热时效的环保问题,但是使用起来相当烦琐,要针对不同形状的工件编制不同的时效工艺,如果有几百上千种工件就要编几百上千种工艺,而且在生产时操作相当复杂,需要操作者确定处理参数,复杂工件必须是熟练的专业技术人员才能操作。更令人遗憾的是这种方法只能消除23%的工件应力,无法达到处理所有工件的目的。

●振动时效去除应力。振动时效技术,国外称之为"Vibrating Stress Relief"(简称"VSR"),旨在通过专用的振动时效设备,使被处理的工件产生共振,并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件所有部位,使工件内部发生微观的塑性变形—被歪曲的晶格逐渐恢复平衡状态。位错重新滑移并钉扎,最终使残余应力得到消除和均化,从而保证了工件尺寸精度的稳定性。

振动时效的实质是以共振的形式给工件施加附加动应力,当附加动应力与残余应力叠加后,达到或超过材料的屈服极限时,工件发生微观或宏观塑性变形,从而降低和均化工件内部的残余应力,并使其尺寸精度达到稳定。

应力分类与介绍

●正应力与剪应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。应力会随着外力的增加而增长,对于某一种材料,应力的增长是有限度的,超过这一限度,材料就要破坏。对某种材料来说,应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。将测定的极限应力作适当降低,规定出材料能安全工作的应力最大值,这就是许用应力。材料要想安全使用,在使用时其内的应力应低于它的极限应力,否则材料就会在使用时发生破坏。

有些材料在工作时,其所受的外力不随时间而变化,这时其内部的应力大小不变,称为静应力;还有一些材料,其所受的外力随时间呈周期性变化,这时内部的应力也随时间呈周期性变化,称为交变应力。材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时,破坏就可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大,这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料,应力集中将大大降低构件的强度,这在构件的设计时应特别注意。

物体受力产生变形时,体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体,比较变形前后单元体大小和形状的变化。

●拉应力与压应力。一个圆柱体两端受压,那么沿着它轴线方向的应力就是压应力。压应力就是指使物体有压缩趋势的应力。不仅仅物体受力引起压应力,任何产生压缩变形的情况都会有,包括物体膨胀后。另外,如果一根梁弯曲,不管是受力还是梁受热不均而引起弯曲,等等,弯曲内侧自然就受压应力,外侧就受拉应力。

本文由大比特商务网收集整理(www.big-bit.com)

  • 赞一个(
    0
    )
  • 踩一下(
    0
    )
分享到:
阅读延展
电机
  • 负载惯量与电动机惯量对电机伺服系统的影响

    负载惯量与电动机惯量对电机伺服系统的影响

    对于一个伺服系统来说,增益越高,系统就越灵敏,对指令的响应就越快;但是过高的增益将会导致系统不稳定。通过调节伺服放大器来调整系统增益,当系统具有过冲小于5%和相移不超过90°的临界阻尼时,系统就能在很大响应和很小不稳性之间获得好的折中,安定时间就很小。

  • 大电机轴承系统采用绝缘结构的必要性

    大电机轴承系统采用绝缘结构的必要性

    在电机的实际运行和使用过程中,出现问题较多的就是轴承的杂音问题,出现该类问题,一方面可能与轴承本身的质量问题有关,另一方面与轴承的选择有关,大部分的问题则是生产制造过程的一些不适宜、不合理导致而衍生出的轴承问题。

  • 热敏二极管红外传感器 发售

    热敏二极管红外传感器 发售

    三菱电机株式会社将于11月1日发售热敏二极管红外传感器,该产品能够做到高精度识别人员和物体并理解其行为,可用于犯罪预防系统、空调设备、智能建筑系统以及人数统计系统等众多领域。

  • 轴承保持架与其性能的关联关系

    轴承保持架与其性能的关联关系

    轴承是非常精密的零部件,轴承的维护和保养又直接决定了电机的安全性和使用寿命。任何一个电机生产厂家应特别关注使用轴承的性能符合性,一方面应在轴承型号的选择上做文章,另一方面应对与轴承配合零部件的公差进行评价和控制。

  • 单槽冲是电机生产加工过程不可或缺的工艺

    单槽冲是电机生产加工过程不可或缺的工艺

    鉴于以上内容,在大多的电机生产厂家,在产品定型批量生产前都采用单槽冲;对于特大型电机,由于投入复式冲模成本问题及设备能力问题,也同样是采用单槽冲。

  • 电机市场四面楚歌的来龙去脉

    电机市场四面楚歌的来龙去脉

    电机市场步入四面楚歌的处境,究竟为何,搭载着一定技术含量的工业部件,在市场上卖成如“废铁”的价格?

微信

第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“大比特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得大比特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!

发表评论

  • 最新评论
  • 广告
  • 广告
  • 广告
广告
Copyright Big-Bit © 1999-2013 All Right Reserved 大比特资讯公司 版权所有      未经本网站书面特别授权,请勿转载或建立影像,违者依法追究相关法律责任