[发明专利]一种薄壁轴套拆解装置及拆解方法

权利要求书

1.一种利用薄壁轴套拆解装置拆解薄壁轴套的方法，其特征在于，所述薄壁轴套拆解装置包括底座(1)，该底座(1)上用于放置包容件(5)和过盈配合在包容件(5)内的薄壁轴套(6)；其特征在于还包括冷却装置和分离装置，所述冷却装置用于对薄壁轴套(6)进行冷却使薄壁轴套(6)径向收缩，所述分离装置用于将径向收缩后的薄壁轴套(6)相对包容件(5)拆解出；

所述拆解薄壁轴套的方法包括如下步骤：

S1、通过仿真计算获得冷却条件下薄壁轴套与包容件的温度场随时间的变化规律；

S2、根据仿真温度场随时间的变化规律，计算不同时间不同温度场下薄壁轴套与包容件径向收缩变形及对应的实际拆解力大小，得到拆解力随冷却时间变化关系，并确定最合适的冷却时间为最佳拆解时刻；

S3、冷却薄壁轴套至最佳拆解时刻；

S4、移除冷却装置，通过分离装置将薄壁轴套相对包容件拆解出。

2.根据权利要求1所述拆解薄壁轴套的方法，其特征在于，所述冷却为液氮冷却，步骤S3中，将液氮注入薄壁轴套内浸没冷却，同时保持薄壁轴套内部液氮量基本稳定至冷却到最佳拆解时刻。

3.根据权利要求2所述拆解薄壁轴套的方法，其特征在于，步骤S1和S2中，设薄壁轴套的内径为2a，包容件的外径为2c，薄壁轴套和包容件的配合直径为2b，配合长度为l；摩擦系数为μ；E₁为薄壁轴套材料的弹性模量，E₂为包容件材料的弹性模量；v₁为薄壁轴套材料的泊松比，v₂为包容件材料的泊松比；λ₁为薄壁轴套的热导率，λ₂为包容件的热导率；tf₁为薄壁轴套的内部流体温度，tf₂为包容件的外面流体温度，t₀为薄壁轴套和包容件的初始温度；h₁为薄壁轴套内壁与液氮接触的传热系数，h₂为包容件外壁与空气接触的传热系数；ρ₁为薄壁轴套的材料密度、ρ₂为包容件的材料密度；c₁为薄壁轴套的比热容、c₂为包容件材料的比热容；η₁为薄壁轴套的线膨胀系数、η₂为包容件的线膨胀系数；瞬态温度场分析，设薄壁轴套温度场为t₁(r,τ)，包容件温度场为t₂(r,τ)，r为径向位置，τ为冷却时间，则瞬态传热的基本方程组为：

边界条件为：

t₁(b,τ)＝t₂(b,τ)

初值条件为：

t₁(r,0)＝t₂(r,0)＝t₀

计算出薄壁轴套与包容件任意时刻对应的径向温度场分布函数t₁(r,τ)和t₂(r,τ)；

冷缩变形及拆解力分析，由上述瞬态温度场分析可得任意冷却时间τ₀对应的温度场t₁(r,τ₀)和t₂(r,τ₀)，则薄壁轴套的瞬态温度与其初始温度相比的温差函数为Δt₁＝|t₁(r,τ₀)-t₀|，包容件的瞬态温度与其初始温度相比的温差函数为Δt₂＝|t₂(r,τ₀)-t₀|；

则薄壁轴套外径处的径向收缩位移量为：

包容件内径处的径向收缩位移量为：

冷却变形后薄壁轴套与包容件之间的过盈量削弱值为2(u₁-u₂)，实际过盈量δ'＝δ₀-2(u₁-u₂)，其中δ0为薄壁轴套与包容件之间的初始过盈量；

利用液氮冷却τ₀时间，过盈量削弱后的拆解力为