托輪、托輪軸的熱裝與耳軸、渣罐的冷裝工藝

■天津市天重江天重工有限公司 （300400） 王鳳超

托輪、托輪軸的熱裝與耳軸、渣罐的冷裝工藝

■天津市天重江天重工有限公司 （300400） 王鳳超

摘要：機加工分廠眾多裝配產品中，過盈配合需要通過熱裝和冷裝實現。其中最典型的是托輪與托輪軸的熱裝，耳軸與渣罐的冷裝。

水泥回轉窯中的托輪與煉鋼廠的渣罐一向是分廠的主要產品，這些產品在加工完成之后，需要機加工分廠裝配鉗工進行裝配，其中過盈配合的裝配就需要通過熱裝或冷裝的方法實現。

1. 托輪與托輪軸熱裝前的準備

（1）熱裝之前要看好圖樣，注意檢查除托輪、托輪軸之外是否有熱裝前應提前裝好的零部件。

（2）檢查制號、圖號。校核工件尺寸：配合直徑、凸臺、圓角及倒角要復核無誤后，方可進

行熱裝。

（3）配合表面要擦凈，毛刺、碰傷、銹斑和切屑要仔細清除。進爐前托輪表面的防銹油務必要清洗干凈，防止加熱時防銹油燃燒后在托輪表面留下硬殼，后序難以清除。

（4）按照圖樣及工藝，準備好方箱、墊塊、墊片及千斤頂等工裝輔具。墊片制作厚度為0.5～2mm若干規格，以便熱裝時及時調整。按裝配圖（或工藝簡圖）碼放方箱、墊塊等，以備熱裝過程中的托輪軸可以快速定位。

（5）按工藝要求，準備好測量桿、游標卡尺和測溫計等測量工具。

（6）在裝配現場就近位置準備好壓鐵、大錘和銅棒等應急工具，以備出現特殊情況時及時采取措施。

（7）加熱溫度的計算。

式中，T是零件所需的加熱溫度（℃）；α是加熱件的熱膨脹系數（見表1）； Δ1是配合的最大過盈（mm）； Δ2是熱裝時的間隙（一般取配合直徑的0.9‰～1.4‰）；d是配合直徑（mm）；t是室溫（一般取20℃）。

（8）加熱時間與保溫時間的計算：零件的加熱與保溫時間與零件的材質、壁厚、表面積和加熱方式有關，一般取每厚10mm 需15min的加熱時間，每厚10mm 需5min的保溫時間。

（9）測量桿（見圖1）尺寸的計算。

表1

圖1

2. 熱裝中注意的問題

（1）加熱的托輪熱透出爐后，用測量桿測量內孔尺寸，當測量桿完全通過后，才能進行熱裝。若測量桿不能通過，用測溫計測量工件溫度是否達到工藝要求，找出原因后，二次加熱。

（2）托輪加熱后托輪孔達到工藝要求的尺寸，按圖樣要求進行熱裝。如果熱裝托輪或托輪軸沒有定位凸臺，熱裝時快速微調托輪軸的軸向位置（可借助準備好的各種厚度規格的墊片），滿足圖樣要求。

3. 裝配后應注意的問題

確認托輪與托輪軸已產生過盈，冷卻到室溫后（一般10h以上），再移動工件。注意此時不能使用軸端吊裝孔吊裝，而要借助托輪上的減重孔吊裝。

4. 托輪與托輪軸的熱裝說明舉例

（1）裝配尺寸：托輪孔為φ540+0.07+0mm，托輪軸為φ540+0.444+0.4mm。

（2）熱裝溫度的計算。

最大過盈量（軸最大-孔最小）

熱裝時的間隙

圓整后得到T=220℃。

（3）加熱、保溫時間的計算（見圖2），托輪外圓為φ1 500mm，內孔為φ540mm，高度為850mm。加熱時間

（4）熱裝輔具的擺放如圖3所示，熱裝后微調托輪相對軸的高度位置。

（5）測量桿。

測量桿長度

根據本廠實際經驗可取

圖2　加熱及保溫曲線圖

圖3　熱裝輔具擺放圖

5. 耳軸與渣罐冷裝冷卻劑的選擇

自行設計生產的18m3渣罐，體積大、噸位重，如果采用熱裝的方式，既費時又費力，所以采用冷裝耳軸的方式進行。

常用的冷卻劑有干冰——固態二氧化碳、液態氨、液體氮及液體氧等。我公司的制氧分廠有收集液體氮的設備，所以一直采用液體氮作為冷卻劑。

液體氮能將零件冷至零下195℃，用其做冷卻劑，可以對所有直徑＞50mm的過盈配合零件進行裝配，而且液體氮性質穩定，不易與零件起化學作用，是比較理想的冷卻劑。

6. 冷裝前的準備

（1）裝配前按圖樣核對制號是否與圖樣相符，對工件的尺寸公差、配合尺寸、圓角及凸臺等仔細核對，確認無誤后再進行裝配。

（2）裝配前零件必須清除毛刺、飛邊和尖角，所有加工面必須清洗干凈，并在耳軸上磨出一條用于出氣的凹槽。

（3）準備好冷裝用容積合適的容器、冷卻介質以及覆蓋保溫用的石棉、棉被等。

（4）準備好游標卡尺等量具，工件透溫取出后測量零件配合處的直徑尺寸。

（5）在裝配現場就近位置準備好壓鐵、大錘及銅棒等應急工具，以備出現特殊情況時，及時采取措施。

（6）驗算冷裝溫度。

式中，T是零件需要的冷卻溫度（℃）；d是配合尺寸（mm）；α是線膨脹系數（見表2）；Δ是最大過盈（mm）。

（7）零件冷卻時間的計算。

式中，t是零件所需冷卻時間（min）；α是與材料有關的綜合系數（見表3）；Δ是被冷卻的特征尺寸，即為零件的最大冷卻壁厚、半徑、厚度（mm）。

7. 冷裝時應該注意的問題

耳軸透溫取出，用卡尺測量配合直徑是否已達到工藝要求的裝配尺寸。符合工藝要求后將耳軸調水平后應隨即裝入渣罐中，動作要迅速沉著，耳軸與孔要同心不得歪斜，否則溫度迅速回升，并在表面產生一層厚霜，影響裝入，甚至中途產生“抱死”現象。糾正裝配中產生的歪斜，允許采用銅錘或木錘進行敲擊。耳軸冷裝入渣罐后，將聯接法蘭迅速裝入耳軸孔內，并用螺栓擰緊，達到定位預緊效果，防止耳軸與渣罐未達到配合尺寸之前發生位移，影響裝配精度。

參考文獻：

[1[ 呂亞臣. 重型機械工藝手冊 [M]. 1版. 黑龍江：哈爾濱出版社，1998.

表2

表3

收稿日期：（20150408）