薄套類零部件熱裝溫度淺析

曹磊

摘 要：薄套類零部件熱裝時，加熱溫度的確定應考慮零件的材料、溫差、配合直徑、過盈量和熱裝的最小間隙等因素。并根據(jù)熱裝時間對熱裝溫度值進行修正。

關鍵詞：薄套類零部件；熱裝；線膨脹系數(shù)

0、引言

套類零部件主要是作為旋轉或固定軸類零部件的支撐，承受軸的徑向力.薄套類零件因其具有質量輕、節(jié)約材料、結構緊湊等特點，已廣泛應用于各工業(yè)領域.對于過盈配合的軸套類零件 ，常將套類零件加熱，使其受熱膨脹，內孔變大，可以輕松的裝到配套的軸上.本文僅對薄套類零部件（以抗側滾扭桿連接襯套為例）熱裝溫度進行探討。

1、加熱方式選擇

對于熱裝的加熱方式只要有4種，即火炎加熱、介質加熱、彌漫式加熱、感應加熱。

（1）火炎加熱是已噴燈、氧乙炔、丙烷加熱器為加熱裝置，加熱溫度一般低于350℃，其優(yōu)點是加熱器熱量集中，加熱溫度易于控制，操作簡單。

（2）介質加熱是沸水槽、蒸汽槽、熱油槽為加熱裝置。沸水槽加熱溫度為80-100℃，蒸汽加熱槽可達120℃，熱油槽可達90-320℃，加熱時熱膨脹均勻，適用于過盈量較小的連接件。

（3）彌漫式加熱的加熱溫度可達400℃以上，熱膨脹均勻，表面潔凈，加熱溫度易于自動控制，成批生產中應用廣泛，工程上一般采用電爐加熱（一般能達到400℃以上）和煤爐加熱（一般能達到800℃以上）。

（4）感應加熱是用感應加熱器為加熱裝置，加熱溫度可達400℃，加熱時間短，調節(jié)溫度方便，熱效率高，適用于大型零部件，成本較高。

以抗側滾扭桿連接襯套（如圖1，材質2Crl3）熱裝為例，考慮到熱裝溫度較高（200-500℃）、要求熱膨脹均勻等因素，選用電爐加熱（彌漫式加熱）。

圖1

2.熱膨脹溫度的確定

零件加熱溫度應考慮零件的材料、溫差、結合直徑、過盈量和熱裝的最小間隙等因素。

熱裝溫度的計算公式為：T=（△1+△2）/da+t

注：本公式未考慮零部件從加熱器中取出到熱裝開始過程中的溫度降低。

△1：裝配最大過盈量。

△2：裝配時的最小間隙。

d：配合直徑。

a：被加熱件線膨脹系數(shù)。

t：工作環(huán)境溫度，一般取20℃。

對于△，可簡化采用中K=△1+△2=3△1～6△1，這樣的△值取得略大了些。

△2=0.05mm，a=11.5X10ˉ6（假設加熱溫度到300℃），

△1=0.095mm，

T=（△1+△2）/da+t=（0.095+0.05）/43 X 11.5 X 10ˉ6+20=313℃

考慮零件拿出加熱爐后溫度會降低，假設零件從爐中取出到裝配在1分鐘內完成，則溫度下降量計算如下：

由牛頓冷定律可知：

溫差Δt=|tw-tf|

q=hΔt

Φ=qA=AhΔt=Δt/（1/hA）

其中的1/hA 稱為對流傳熱熱阻

q為熱流密度

h為物質的對流傳熱系數(shù)，單位W/（m2. ℃）。空氣自然對流傳熱系數(shù) 5 ～ 25 W/（m2. ℃）。

Φ為傳熱功率（或者說是單位時間內的傳熱量），單位W；

A為傳熱面積，單位m^2；

取h=20 W/（m2.K）計算溫度下降：

q=20 W/（m2. ℃）×（313-20）℃=5860 W/m2

Φ=qA=5860 W/m2×π（482-432）×10-6=8.37℃

則考慮溫度下降的影響加熱溫度T=313℃+8.37℃=321.37℃ ≈322℃。

即將抗側滾扭連接襯套在電加熱爐中加熱到322℃即可進行熱裝。

注： 熱裝溫度的計算中還應考到環(huán)境因素，例如工作場地的濕度（空氣、水蒸氣的對流傳熱系數(shù)不同）等。

3、結語

通過對薄套類零部件熱裝溫度的計算，便于合理確定熱裝溫度范圍。

參考文獻：

[1]于振環(huán)曲軸熱裝工藝分析與熱裝機研究。

[2] 中國航空材料手冊（第二版）.中國航空材料手冊編輯委員會.中國標準出版社，1988-9-3

摘 要：薄套類零部件熱裝時，加熱溫度的確定應考慮零件的材料、溫差、配合直徑、過盈量和熱裝的最小間隙等因素。并根據(jù)熱裝時間對熱裝溫度值進行修正。

關鍵詞：薄套類零部件；熱裝；線膨脹系數(shù)

0、引言

套類零部件主要是作為旋轉或固定軸類零部件的支撐，承受軸的徑向力.薄套類零件因其具有質量輕、節(jié)約材料、結構緊湊等特點，已廣泛應用于各工業(yè)領域.對于過盈配合的軸套類零件 ，常將套類零件加熱，使其受熱膨脹，內孔變大，可以輕松的裝到配套的軸上.本文僅對薄套類零部件（以抗側滾扭桿連接襯套為例）熱裝溫度進行探討。

1、加熱方式選擇

對于熱裝的加熱方式只要有4種，即火炎加熱、介質加熱、彌漫式加熱、感應加熱。

（1）火炎加熱是已噴燈、氧乙炔、丙烷加熱器為加熱裝置，加熱溫度一般低于350℃，其優(yōu)點是加熱器熱量集中，加熱溫度易于控制，操作簡單。

（2）介質加熱是沸水槽、蒸汽槽、熱油槽為加熱裝置。沸水槽加熱溫度為80-100℃，蒸汽加熱槽可達120℃，熱油槽可達90-320℃，加熱時熱膨脹均勻，適用于過盈量較小的連接件。

（3）彌漫式加熱的加熱溫度可達400℃以上，熱膨脹均勻，表面潔凈，加熱溫度易于自動控制，成批生產中應用廣泛，工程上一般采用電爐加熱（一般能達到400℃以上）和煤爐加熱（一般能達到800℃以上）。

（4）感應加熱是用感應加熱器為加熱裝置，加熱溫度可達400℃，加熱時間短，調節(jié)溫度方便，熱效率高，適用于大型零部件，成本較高。

以抗側滾扭桿連接襯套（如圖1，材質2Crl3）熱裝為例，考慮到熱裝溫度較高（200-500℃）、要求熱膨脹均勻等因素，選用電爐加熱（彌漫式加熱）。

圖1

2.熱膨脹溫度的確定

零件加熱溫度應考慮零件的材料、溫差、結合直徑、過盈量和熱裝的最小間隙等因素。

熱裝溫度的計算公式為：T=（△1+△2）/da+t

注：本公式未考慮零部件從加熱器中取出到熱裝開始過程中的溫度降低。

△1：裝配最大過盈量。

△2：裝配時的最小間隙。

d：配合直徑。

a：被加熱件線膨脹系數(shù)。

t：工作環(huán)境溫度，一般取20℃。

對于△，可簡化采用中K=△1+△2=3△1～6△1，這樣的△值取得略大了些。

△2=0.05mm，a=11.5X10ˉ6（假設加熱溫度到300℃），

△1=0.095mm，

T=（△1+△2）/da+t=（0.095+0.05）/43 X 11.5 X 10ˉ6+20=313℃

考慮零件拿出加熱爐后溫度會降低，假設零件從爐中取出到裝配在1分鐘內完成，則溫度下降量計算如下：

由牛頓冷定律可知：

溫差Δt=|tw-tf|

q=hΔt

Φ=qA=AhΔt=Δt/（1/hA）

其中的1/hA 稱為對流傳熱熱阻

q為熱流密度

h為物質的對流傳熱系數(shù)，單位W/（m2. ℃）。空氣自然對流傳熱系數(shù) 5 ～ 25 W/（m2. ℃）。

Φ為傳熱功率（或者說是單位時間內的傳熱量），單位W；

A為傳熱面積，單位m^2；

取h=20 W/（m2.K）計算溫度下降：

q=20 W/（m2. ℃）×（313-20）℃=5860 W/m2

Φ=qA=5860 W/m2×π（482-432）×10-6=8.37℃

則考慮溫度下降的影響加熱溫度T=313℃+8.37℃=321.37℃ ≈322℃。

即將抗側滾扭連接襯套在電加熱爐中加熱到322℃即可進行熱裝。

注： 熱裝溫度的計算中還應考到環(huán)境因素，例如工作場地的濕度（空氣、水蒸氣的對流傳熱系數(shù)不同）等。

3、結語

通過對薄套類零部件熱裝溫度的計算，便于合理確定熱裝溫度范圍。

參考文獻：

[1]于振環(huán)曲軸熱裝工藝分析與熱裝機研究。

[2] 中國航空材料手冊（第二版）.中國航空材料手冊編輯委員會.中國標準出版社，1988-9-3

摘 要：薄套類零部件熱裝時，加熱溫度的確定應考慮零件的材料、溫差、配合直徑、過盈量和熱裝的最小間隙等因素。并根據(jù)熱裝時間對熱裝溫度值進行修正。

關鍵詞：薄套類零部件；熱裝；線膨脹系數(shù)

0、引言

套類零部件主要是作為旋轉或固定軸類零部件的支撐，承受軸的徑向力.薄套類零件因其具有質量輕、節(jié)約材料、結構緊湊等特點，已廣泛應用于各工業(yè)領域.對于過盈配合的軸套類零件 ，常將套類零件加熱，使其受熱膨脹，內孔變大，可以輕松的裝到配套的軸上.本文僅對薄套類零部件（以抗側滾扭桿連接襯套為例）熱裝溫度進行探討。

1、加熱方式選擇

對于熱裝的加熱方式只要有4種，即火炎加熱、介質加熱、彌漫式加熱、感應加熱。

（1）火炎加熱是已噴燈、氧乙炔、丙烷加熱器為加熱裝置，加熱溫度一般低于350℃，其優(yōu)點是加熱器熱量集中，加熱溫度易于控制，操作簡單。

（2）介質加熱是沸水槽、蒸汽槽、熱油槽為加熱裝置。沸水槽加熱溫度為80-100℃，蒸汽加熱槽可達120℃，熱油槽可達90-320℃，加熱時熱膨脹均勻，適用于過盈量較小的連接件。

（3）彌漫式加熱的加熱溫度可達400℃以上，熱膨脹均勻，表面潔凈，加熱溫度易于自動控制，成批生產中應用廣泛，工程上一般采用電爐加熱（一般能達到400℃以上）和煤爐加熱（一般能達到800℃以上）。

（4）感應加熱是用感應加熱器為加熱裝置，加熱溫度可達400℃，加熱時間短，調節(jié)溫度方便，熱效率高，適用于大型零部件，成本較高。

以抗側滾扭桿連接襯套（如圖1，材質2Crl3）熱裝為例，考慮到熱裝溫度較高（200-500℃）、要求熱膨脹均勻等因素，選用電爐加熱（彌漫式加熱）。

圖1

2.熱膨脹溫度的確定

零件加熱溫度應考慮零件的材料、溫差、結合直徑、過盈量和熱裝的最小間隙等因素。

熱裝溫度的計算公式為：T=（△1+△2）/da+t

注：本公式未考慮零部件從加熱器中取出到熱裝開始過程中的溫度降低。

△1：裝配最大過盈量。

△2：裝配時的最小間隙。

d：配合直徑。

a：被加熱件線膨脹系數(shù)。

t：工作環(huán)境溫度，一般取20℃。

對于△，可簡化采用中K=△1+△2=3△1～6△1，這樣的△值取得略大了些。

△2=0.05mm，a=11.5X10ˉ6（假設加熱溫度到300℃），

△1=0.095mm，

T=（△1+△2）/da+t=（0.095+0.05）/43 X 11.5 X 10ˉ6+20=313℃

考慮零件拿出加熱爐后溫度會降低，假設零件從爐中取出到裝配在1分鐘內完成，則溫度下降量計算如下：

由牛頓冷定律可知：

溫差Δt=|tw-tf|

q=hΔt

Φ=qA=AhΔt=Δt/（1/hA）

其中的1/hA 稱為對流傳熱熱阻

q為熱流密度

h為物質的對流傳熱系數(shù)，單位W/（m2. ℃）。空氣自然對流傳熱系數(shù) 5 ～ 25 W/（m2. ℃）。

Φ為傳熱功率（或者說是單位時間內的傳熱量），單位W；

A為傳熱面積，單位m^2；

取h=20 W/（m2.K）計算溫度下降：

q=20 W/（m2. ℃）×（313-20）℃=5860 W/m2

Φ=qA=5860 W/m2×π（482-432）×10-6=8.37℃

則考慮溫度下降的影響加熱溫度T=313℃+8.37℃=321.37℃ ≈322℃。

即將抗側滾扭連接襯套在電加熱爐中加熱到322℃即可進行熱裝。

注： 熱裝溫度的計算中還應考到環(huán)境因素，例如工作場地的濕度（空氣、水蒸氣的對流傳熱系數(shù)不同）等。

3、結語

通過對薄套類零部件熱裝溫度的計算，便于合理確定熱裝溫度范圍。

參考文獻：

[1]于振環(huán)曲軸熱裝工藝分析與熱裝機研究。

[2] 中國航空材料手冊（第二版）.中國航空材料手冊編輯委員會.中國標準出版社，1988-9-3