Stabilność i dokładność wymiarów stanowi podstawowy warunek właściwej eksploatacji urządzeń i mechanizmów. Nowoczesne maszyny do obróbki skrawaniem zapewniają wysoką dokładność wyrobów rzędu kilku setnych milimetra nawet dla najcięższych elementów.
Jednym z wielu problemów, które pojawiają się w czasie realizacji procesu technologicznego obróbki skrawaniem jest zagadnienie odkształceń po obróbce mechanicznej. Naprężenia spawalnicze oddziaływujące w całym obszarze konstrukcji mogą wywoływać odkształcenia zwłoczne, które narastają w długim okresie po spawaniu. Powoduje to niestabilność wymiarową ujawniającą się w postaci błędów kształtu w postaci błędów prostoliniowości, płaskości, owalizacji, bicia promieniowego i innych. Zdarza się, że dokładnie obrobione mechaniczne elementy spawane, po pewnym czasie wykazują niedopuszczalne błędy kształtu. Powoduje to określone komplikacje w postaci prac korekcyjnych, wydłużenia procesu produkcji i związane z tym zwiększenie kosztów produkcji.
Szeroko stosowanym zabiegiem podwyższającym stabilność wymiarową jest wyżarzanie odprężające. Zabieg ten pomimo,że jest jest skuteczny, posiada jednak szereg istotnych wad.
Należą do nich:
wysoka energochłonność
długi czas zabiegu
skomplikowane i kosztowne piece
obecność zgorzeliny po zabiegu
konieczność nieraz odległego transportu
duży koszt utrzymania pieców
Wymienione czynniki w istotny sposób wpływają na koszt obróbki cieplnej. Koszt ten jest poważnym składnikiem ceny wyrobu finalnego.
Stosując inne zamienne technologie można znacznie obniżyć koszty produkcji. Jedną z takich jest stabilizacja wibracyjna.
Wibracyjna stabilizacja wymiarów
Metoda wibracyjna jako sposób podwyższania stabilności wymiarowej znajduje coraz szersze zastosowanie w produkcji spawanych i odlewanych konstrukcji maszynowych. Szczególnie w krajach wysoko uprzemysłowionych wykorzystanie z tej metody pozwoliło na wyeliminowanie wyżarzania odprężającego, co dało znaczne obniżenie kosztów produkcji i obniżenie ceny wyrobów finalnych.
Stabilizacja wibracyjna wiąże się ściśle z odkształceniami konstrukcji spawanych spowodowanymi obecnością naprężeń własnych, przemianami fazowymi w temperaturze otoczenia oraz procesami mikrorelaksacji. Najkorzystniejszy efekt w postaci stabilności wymiarów uzyskuje się przy drganiach o częstości rezonansowej.
W tym stanie występują największe amplitudy odkształceń i naprężeń zmiennych. W czasie stabilizacji wibracyjnej konstrukcje nieznacznie się odkształcają. Naprężenia wywołane wibracją powodują przyśpieszenie procesów mikrorelaksacji oraz przemian fazowych w temperaturze otoczenia i w efekcie odkształcenia. W wyniku drgań następuje zatem "prowokacja" odkształceń tak, że po obróbce mechanicznej konstrukcja już się nie odkształca w sposób niedopuszczalny.
Zabieg stabilizacji wibracyjnej stosowany być powinien przy produkcji konstrukcji, które poddawane są obróbce skrawaniem. W efekcie stosowania zabiegów wibracji uzyskuje się stabilność wymiarową zbliżoną do stabilności w rezultacie sezonowania naturalnego.
Najlepsze wyniki w postaci stabilności wymiarowej uzyskać można w przypadku konstrukcji maszynowych takich jak:
korpusy przekładni, podstawy maszyn, podstawy zespołów napędowych, korpusy silników elektrycznych i generatorów, elementów maszyn hutniczych (manipulatory walcownicze, elementy samotoków, ramy oraz belki nośne maszyn do obróbki skrawaniem, wieńce kół zębatych dużych i średnich mocy itp) .
Stabilizacja wibracyjna stosowana jest w celu uniknięcia odkształceń do obróbce skrawaniem, natomiast nie może być użyta przy eliminowaniu odkształceń, które wystąpiły w czasie procesów spawalniczych tzn. nie likwiduje odkształceń, które w konstrukcji już istnieją.
Skuteczność stabilizacji wibracyjnej zależy od gatunku materiału, z jakiego wyko-nana jest konstrukcja.
Najlepsze efekty uzyskuje się w przypadku następujących materiałów:
stale niskowęglowe i niskostopowe o podwyższonych własnościach wytrzymałościowych
stale do ulepszania cieplnego (hartowane i odpuszczane)
stale stopowe: martenzytyczne, ferrytyczne i austenityczne
żeliwa konstrukcyjne
Stabilizator wibracyjny SW03A
Stabilizator ten wyposażony jest w napęd silnika indukcyjnego asynchronicznego; zasilany jest z sieci jednofazowej 220 V.
Przeznaczony jest do stabilizacji wibracyjnej konstrukcji o masie do 30 t. Maksymalna częstotliwość drgań wymuszonych wynosi 100 Hz.
System może pracować w trybie ręcznym i automatycznym z możliwością zapamiętywania i drukowania parametrów zabiegu.
