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温差装配法在设备合装中的应用
点击次数:159 发布时间:2018-12-28

温差装配法在设备合装中的应用

 

摘 要:结合实际生产中对设备过渡或过盈连接件的装配,简单阐述了温差装配法(冷装、热装)技术的原理、特点、适用范围、计算公式,文中所涉及的经验公式和推荐数据都经过生产实践的检验,可直接用来指导生产。


  关键词:过盈连接;温差装配法;冷装配;热装配


一、概述 
  在矿山设备的合装过程中,经常会遇到托轮、齿轮、联轴器、铜套、轴承等零件的过渡或过盈配合装配,以往常采用热装配,即通过电炉、天然气等手段使零件升到一定温度,产生热膨胀后,将被包容件装入孔内,等冷却后达到零件装配的目的。但热装配存在一定的局限性,对于体积过于庞大的零件难以加热,复杂结构的零件不易加热,特殊材料的零件不能加热。在这种情况下,冷装工艺应运而生,即利用制冷介质对被包容件进行冷却,使其外形尺寸收缩,与包容件产生装配间隙,达到装配要求的方法。不管是热装还是冷装,都是利用“热胀冷缩”原理,使包容件与被包容件在不同温度下产生装配间隙,来达到装配的目的。我们可以将其统称为“温差装配法”。本文结合实例来谈一下温差装配法在实际中的应用。 
  如上图所示,此件为阀门总成中的阀座装配示意图,1#外密封环、2#内密封环,材质为ZCuAL10Fe3,3#阀座材质为HT250,1#件外径与阀座的配合尺寸为Φ1200mm,要求过盈量为0.3mm,2#件内径与阀座的配合尺寸为Φ800mm,要求过盈量为0.2mm。

 

 

二、装配工艺的选择 
  根据装配件的材质、形状、配合公差、过盈量、及表面粗糙度来确定所需采取的工艺。其中材质和配合过盈量是主要决定因素之一。 
  如图一所示,阀座的材质为HT250,金属的热膨胀系数比较小,即使升温至200℃,孔径尺寸的膨胀也很有限,如果加热时间不够,间隙考虑太小,环境温度过低使冷却速度加快,不能及时进行装配,都可能造成装入过程中,1#外密封环未到位的情况下,孔径产生收缩,出现抱紧卡死而进退两难,造成零件报废,根据以往生产经验,铸铁件加温容易产生裂纹等质量问题出现,所以这种情况我们宜采用冷装外密封环的方法。冷装特别适用于有色金属材料零件、薄壁件,这种方法不仅使其装配质量容易保证,在低温下也改善了金属材料的金相组织,使其寿命延长。 
  2#件内密封环与阀座装配就不宜采用冷装,因为阀座的材质为HT250,含碳量高,根据材料在低温下的抗冲击试验表明,高碳金属在低温下冲击韧性更容易降低,即容易发生我们所说的冷脆性现象。这种情况我们宜采用将内密封环加热装配的工艺。 

 

图为爱思科冷冻科技的冷冻装配法 

 

 

装配方法有三种:冷装配、热装配及压入装配。

 冷装配与热装配、压入装配相比,有如下优点:

1、安心性: 冷装配过程更安心可靠,工件不易受损; 热装配的工艺现场温度高,容易受伤,压入装配易使工件损坏。

2、工艺性: 冷装配质量高,工件定心性好,承载能力强; 热装配的质量不易控制,工件易变形,压入装配中零件与基孔结合不牢固。

3、操作性: 冷装配操作简单方便,经济实用; 热装配工艺繁杂,需工人反复对孔径尺寸进行检测,压入装配要求孔和轴的中心线一致。

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