[发明专利]一种消除长轴件冷装过程中收缩产生轴向间隙的方法

说明书

本发明公开了一种消除长轴件冷装过程中收缩产生轴向间隙的方法，首先通过精细化要求活件尺寸，减小活件上端孔的大小，增大活件下端孔大小，并加大两处孔的倒角，将长轴件由上至下冷装入活件中；之后再将冷装入活件中的长轴件的下端完全浸入充满液氮的冷装桶中，同时，在长轴件的上端加装重物；直至充满液氮的冷装桶恢复室温。本发明使得长轴件重新浸入液氮的一端仍与活件的孔留有间隙，而另一端则率先膨胀与活件的孔壁过盈配合，待浸入液氮的一端恢复室温后，所产生的过盈配合已不具备使长轴件产生轴向窜动，消除了冷装恢复至常温过程中产生的轴向间隙，保证了冷装质量及装配的整体效率。

技术领域

本发明属于长轴件冷装技术领域，特别是涉及一种消除长轴件冷装过程中收缩产生轴向间隙的方法。

背景技术

在重型机械装配中，直径150mm以上、长度1.5m以上轴件的冷装，现有方法仅为通过液氮浸泡所要装配的轴以使其直径缩小，从而实现轴与孔产生装配间隙进而达到冷装目的。然而，此种方法会使轴在由低温状态恢复至常温过程中由于膨胀产生轴向窜动，导致轴与所装配活件产生轴向间隙。

发明内容

本发明为避免冷装长轴型件时产生轴向间隙的问题，提供了一种消除长轴件冷装过程中收缩产生轴向间隙的方法，该方法不仅能有效减小冷装后膨胀产生的轴向间隙，而且能够避免因间隙而产生的返修工作，提高了整体效率，保证机械使用寿命及质量。

本发明是这样实现的，一种消除长轴件冷装过程中收缩产生轴向间隙的方法，首先将长轴件由上至下冷装入活件中；之后再将冷装入活件中的长轴件的下端完全浸入充满液氮的冷装桶中，同时，在长轴件的上端加装重物，用来防止长轴件的轴向窜动；直至充满液氮的冷装桶恢复室温。

在上述技术方案中，优选的，所述活件上端的孔加工至要求尺寸下差，下差为-0.21，下端的孔加工至要求尺寸上差，上差为+0.16；上下两端的孔的倒角为16-19×45°。

在上述技术方案中，优选的，所述长轴件冷装入活件中采用将长轴件通过液氮浸泡至要求温度并保温一定时间后迅速进行冷装。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述长轴件进行冷装所需温度采用如下公式(1)计算：

T＝2i/dα (1)

其中：T为长轴件进行冷装所需温度，℃；α为长轴件的线膨胀系数；i为活件的最大过盈，mm；d为活件配合直径，mm。

所述长轴件进行冷装所需保温时间采用如下公式(2)计算：

t＝aδ+6 (2)

其中：t为长轴件进行冷装所需保温时间，min；a为与长轴件材料有关的综合系数；δ为长轴件最大冷却壁厚，mm。

所述长轴件进行冷装所需液氮量采用如下公式(3)计算：

P＝2G+b (3)

其中：P为长轴件进行冷装所需液氮量，kg；G为长轴件的重量，kg；b为消耗于冷装容器等不宜计算的液氮量，一般取(1/3～1/2)G，kg。

在上述技术方案中，优选的，所述冷装桶的材质为铜内芯铁皮外壁，中间做抽真空处理，能实现保温功能且能存放液氮而不损坏。

在上述技术方案中，优选的，所述冷装桶内装入的液氮量通过液氮车阀门控制。

在上述技术方案中，优选的，所述重物选用2吨-5吨规则重物。

本发明具有的优点和积极效果是：