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公司名稱：山東博納機電設備有限公司
會員級別：免費會員

近期，我公司部分新老客戶咨詢關于振動時效設備采用交流激振器進行時效處理，是否可行的問題，公司安排我技術部門，針對直流激振器和交流激振器從設計、生產、控制及其壽命方面優缺點進行技術層面的深度分析，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速特性。程一般需要經過振前掃描、尋找激振點、時效處理、振后掃描等主要步驟，因此，振動時效處理設備，電機要重復啟動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的啟動電流是正常工作的5倍以上，嚴重影響了設備的啟動速度和使用壽命。同時，在振動時效處理設備對激振器的轉速精度有超嚴格的要求（不能超過±1轉），尤其是在峰值點附近，如果一旦控制精度超過了這個范圍，就無法正常進入時效狀態，而且會聽到激振器發出忽高忽低的響聲，嚴重影響了設備的使用壽命，而交流電機的調速控制，一直是影響其發展的一個重要原因，不過后來有了變頻器控制技術，才使得交流電機獲得了突飛猛進的發展，但是，對于高速運行（達到10000rpm）且控制精度達到±1rpm，目前仍然是交流電機及其控制技術難以逾越的鴻溝。

二、直流激振器具有較大的轉矩。激振器主要有2部分構成，分別是電機和偏心箱，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提出了扭矩必須夠大的要求；通常交流電機是按50HZ電壓設計制造的，起額定轉矩也是在這個范圍內給出的，因此在額定頻率之下的調速稱為恒轉矩調速，變頻器輸出頻率大于50HZ時，電機產生的轉矩要以和頻率成反比的線性關系下降，因此，隨著交流電機轉速的升高，其轉矩是成線性下降的，如果后面加上偏心，其下降將更為明顯，出現激振力不足的現象。

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

四、直流激振器的缺陷在于，因為需要換向，所以必須有碳刷。碳刷屬于損耗件，因為和銅頭接觸，難免有間隙，所以也屬于易損件范圍，振動時效機必須配多余的碳刷在里面。而交流電機就沒這個問題了，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，這也是我國電機及其控制的發展目標，如果能實現，那在振動時效消除應力方面也將廣泛應用，且設備的價格將會下降一半以上，對于整個機械行業來說，也是*的好事。

五、行業內的應用范圍。振動時效處理設備器及其控制系統，其生產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內應用，但目前國內95%的生產廠家都在應用直流激振器，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廠購進的電機，因此，交流激振器目前只是為了增加一個賣點，無法達到預期的使用效果。

濟南博納機電設備有限公司簡介                                          

濟南博納機電設備有限公司成立于2005年，是國內*早一批研發生產振動時效應力消除設備的專業廠商，公司秉承“高素質、高科技、高成長”的發展特點和“依科技為先導，靠質量興企業”的質量方針，憑借雄厚的技術實力，不斷推出新型實用的產品，為新老客戶提供了更優質的產品和更完善的服務。

濟南博納機電設備有限公司目前僅振動時效產品就申請了40余項*，其中發名*占了7項目之多，同時獲得十余項國內授權和一項美國發明*，數十項*、省部級榮譽，承擔了多項*科研任務和三項國家863科研課題，參與承擔行業標準（JB/T5926-2005）編寫工作，是國家發改委認定的**家、也是*大的擁有自主知識產權的應力消除技術研發應用基地和國家科技部認定的國家振動時效技術研究中心產學研基地。

振動時效是通過專用的時效設備，使被處理的工件產生共振。通過共振將一定的振動能量傳遞到工件的所有部位，使工件內部發生微觀的塑性變形。歪曲的晶格逐漸恢復平衡狀態，從而使工件內部的殘余應力得以消除和均化，*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定性。
     從宏觀的角度分析，振動時效使零件產生塑性變形，降低和均化殘余應力并提高材料的抗變形能力，無疑是導致零件尺寸精度穩定的基本原因。由振動時效的加載試驗結果可知，振動時效件的抗變形能力不僅高于未經時效的零件，也高于經熱時效處理的零件。
    從微觀方面分析，振動時效可視為一種以循環載荷的形式施加于零件上的一種附加的動應力。 

 從錯位、晶格滑移等金屬學理論上解釋，其主要觀點是振動時效處理過程實際上是通過在工件的共振狀態下，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（恢復平衡的束縛力），則微觀區域必然會產生塑性變形，使產生殘余應力的歪曲晶格得以慢慢地恢復平衡狀態，使應力集中處的錯位得以滑移并重新釘扎，達到消除和均化殘余應力的目的。
 自然時效是通過將工件暴露于室外，經過半年至一年的時間，使工件的尺寸精度達到穩定的一種工藝。此工藝生產周期長，積壓資金大，占用場地，管理繁雜。因此在目前的市場經濟中，一般不將其作為一種獨立的時效工藝。
    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平衡狀態，殘余應力就被消除了。但熱時效效果又受爐內溫差、保溫時間、升降溫速度、工件尺寸及形狀等諸多因素的影響。

 與傳統的自然時效和熱時效相比，振動時效具有如下特點：
 （1）時效效果好。大量的研究和實際應用證明，振動時效對工件的時效效果（工件的尺寸穩定性）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。因此工件的尺寸穩定性提高了。
 （2）使用方便。振動時效設備體積小、重量輕，便于攜帶。不受工件大小和材質的限制。
 （3）符合環保要求。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，可節省占地面積與昂貴的設備投資。且是一次性投資，可滿足長期使用。
  （5）節能顯著。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）生產周期短。自然時效至少需半年的長期放置，熱時效亦需經數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，易于實現機械化和自動化。可避免金屬零件在熱時效過程中產生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。

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