一种新型振动时效控制器的研发

2021-12-21石清革杨胜锋熊文府田小艳

装备制造技术 2021年8期

石清革，杨胜锋，骆源，熊文府，田小艳

（1.南宁高新技术产业开发区人才交流中心，南宁 530007；2.南宁市神华振动时效技术研究所，南宁 530007；3.南宁市科技企业孵化基地有限责任公司，南宁 530007）

0 前言

振动时效是使用振动时效设备，对机械零件进行半小时左右的亚共振振动，消除工件残余应力的先进技术，具有使用成本极低、高效节能等显著优点，已经在我国机械企业得到了广泛应用。振动时效设备是振动时效技术得以成功应用的关键装备，历经四十多年的发展，我国的振动时效设备，已经从手动数码管显示型，发展到了全自动液晶显示型，目前普遍都是使用液晶显示的振动时效设备[1]。

液晶显示的控制器是振动时效设备中的重要部件之一，其作用是对激振器上的直流电机进行调速，在亚共振频点对零件实施振动时效处理的专用控制仪器。控制器主要包括一个电源供电单元、一个控制单元和一个液晶显示器，电源供电单元设有一组5 V直流电源作为控制单元的供电电源以及一组12 V 直流电源作为液晶显示器的供电电源，控制单元通过导线排带与液晶显示器相连接，液晶显示器显示振动时效工艺参数和曲线。这种控制器在使用过程中存在如下不足：对零件实施振动时效处理完成之后，液晶显示器上所显示的振动时效工艺参数和曲线的图像不能消除，无法继续进行控制操作，要对新的零件进行振动时效处理时，只能关掉控制器的总电源之后，重新启动控制器，才能进行控制操作，这样不仅操作麻烦，而且频繁地启动控制器的总电源，容易损坏控制器的电器元件，使控制器的故障率较多。因此，需要解决现有的振动时效控制器的液晶显示器上所显示的图像不能消除的问题。新型振动时效控制器的改造如下所述。

1 技术方案

如图1 所示，振动时效控制器包括分别连接有直流电源的液晶显示器3 和控制单元1，控制单元1 通过导线与5 V 直流电源6 连接；液晶显示器3 通过导线与12 V 直流电源4 连接；液晶显示器3 通过导线排带2 与控制单元1 相连接，在控制单元1 与直流电源6 之间串联有一个常闭按钮5，常闭按钮5 串联在控制单元1 与5 V 直流电源6 正极连接的导线上；零件实施振动时效处理完成之后，按下常闭按钮5，控制单元1 断电，液晶显示器所显示的振动时效工艺参数和曲线就能消除并复位。

图1 新型振动时效控制器技术方案

2 技术效果

由于在控制单元1 与5 V 直流电源6 的正极连接的导线上串联有一个常闭按钮5，对零件实施振动时效处理完成之后，按下常闭按钮5，控制单元1 断电，就能消除液晶显示器3 所显示的振动时效工艺参数和曲线，使之复位，而不按下常闭按钮5 的时候，控制单元1 又恢复供电，从而能进行控制操作，对新的零件进行振动时效处理，而无需关掉控制器的总电源和重新启动控制器。这样不仅操作简便，而且由于没有频繁地启动总电源，也就不容易损坏控制器的电器元件，可以将这种原因所导致的控制器的故障率降低100%；常闭按钮5 串联在5 V 直流电源6 的正极与控制单元1 连接的导线上，目的是使控制单元1 能够从5 V 直流电源6 的正极断电，避免启动和关闭5 V 直流电源的时候损坏控制单元1内的电子元器件。

3 工作原理

现有的振动时效控制器（图2a）仅有一个总电源开关1，是通过切断总电源来清除液晶显示器上的振动时效工艺参数和曲线的。新型振动时效控制器增加了一个重新启动开关2（图2b），也就是在控制单元与5 V 直流电源的正极连接的导线上串联有一个常闭按钮，这样在不切断控制器总电源的前提下，通过重新启动开关就可以对控制器进行重新启动，这类似于电脑的重启开关，在操作过程中就能清除振动时效工艺数据和曲线。

4 应用效果

南宁市神华振动时效技术研究所在全自动彩屏振动时效设备的控制器上，应用了该技术方案，设置了一个重新启动按钮，进行复位操作，可以简便地清除液晶显示器上的振动时效工艺数据和曲线，完全解决了现有的振动时效设备由于频繁启动电源开关所导致的电子元器件损坏的故障问题，提高了振动时效设备质量，增强了市场竞争力。图3 为新型振动时效控制器内部重启按钮的接线图，图4 为新型振动时效控制器外部重启按钮的外观图，设置了一个重新启动按钮，图5 为新型振动时效控制器使用现场图片。

图3 新型振动时效控制器内部重启按钮接线图

图4 新型振动时效控制器重启按钮外观图

图5 新型振动时效控制器使用现场图

这种新型振动时效控制器，神华研究所已经在2015 年申请了国家发明专利，并于2019 年获得了授权（专利名称：振动时效控制器，专利号：ZL201510060291.8），拥有20 年的专利保护期。

该控制器的技术方案十分简单，所增加的成本不到10 元钱，但解决了困扰振动时效行业多年的一个关键技术问题，所产生的的效益十分显著。传统的振动时效控制器是通过截断总电源开关来清除液晶显示器的显示内容，由此导致的设备故障较多，对于用户而言，振动时效设备出现故障，这将对振动时效生产产生很大的影响，对于供应商而言，要派工程技术人员到用户现场进行维修处理，国内差旅费一般要数千元，而国外差旅费要数万元，售后服务成本很高，更为关键的是，用户会对产品失去信心，从而不再信任供应商，失去销售市场。