[发明专利]一种大型工件过盈配合的冷却装置及其装配方法

权利要求书

1. 一种大型工件过盈配合的冷却装置，包括液氮罐和冷却箱，液氮罐内的液氮通过管道输送至冷却箱，其特征在于：所述管道上设置有液氮汽化装置，冷却箱内的冷却介质是液氮汽化后的低温气体，冷却箱的底部设置有放置被包容件的安装台，冷却箱内的液氮液面低于安装台的台面。

2.根据权利要求1所述的大型工件过盈配合的冷却装置，其特征在于：所述冷却装置还包括控制设备，由数据处理元件、温度传感器和液氮流量控制元件构成，温度传感器布置在冷却箱内、液氮流量控制元件设置在管道上，温度传感器测量冷却箱内的温度和被包容件的实时温度、将该温度信号输送至数据处理元件，数据处理元件通过内部运算、将控制信号输送至液氮流量控制元件。

3.根据权利要求1所述的大型工件过盈配合的冷却装置，其特征在于：所述液氮流量控制元件是调节阀。

4.一种大型工件过盈配合的装配方法，装配时先将被包容件用冷却剂冷却，使其尺寸收缩，再装入包容件内使两者过盈配合安装；其特征在于：所述冷却剂是液氮汽化产生的低温气体。

5.根据权利要求4所述的大型工件过盈配合的装配方法，其特征在于：所述被包容件的冷却采取分段冷却的方式，从初始温度逐步匀速降低，直至最终的冷却温度。

6.根据权利要求5所述的大型工件过盈配合的装配方法，其特征在于：所述被包容件的冷却温度为：

，

其中，t为被包容件的冷却温度，

t₀为被包容件的初始温度，

为实际配合过盈量，

为最小装配间隙，

为线胀系数，

d为结合直径。

7.根据权利要求5所述的大型工件过盈配合的装配方法，其特征在于：所述冷却装置包括冷却箱和控制设备；冷却箱顶部设置有密封盖、底部设置有放置被包容件的安装台，冷却箱内的液氮液面低于安装台的台面；控制设备包括数据处理元件、温度传感器和液氮流量控制元件，温度传感器布置在冷却箱内、液氮流量控制元件设置在液氮输送管道上，温度传感器测量冷却箱内的温度和被包容件的实时温度、将该温度信号输送至数据处理元件，数据处理元件通过内部运算、将控制信号输送至液氮流量控制元件，其装配方法的具体步骤是：

将被包容件通过专用吊具吊放在冷却箱内的安装台上，盖上冷却箱密封盖，在数据处理元件中设置好被包容件的冷却温度和冷却速率；

数据处理元件控制液氮流量控制元件工作，在X时间内，使得被包容件的温度由初始温度下降到第一个温度值；

数据处理元件控制液氮流量控制元件工作，在X时间内，使得被包容件的温度继续下降到第二个温度值；

如此逐步下降，直到被包容件的温度下降至冷却温度时，保温2～5X时间；

打开冷却箱密封盖，通过专用吊具吊出被包容件，迅速吊装装配进入包容件内安装；

温度上升至室温，被包容件与包容件过盈配合装配完成。

8.根据权利要求7所述的大型工件过盈配合的装配方法，其特征在于：所述专用吊具的上表面与被包容件下表面配合安装，上表面对称设置有起吊装置。