溫差裝配法在設(shè)備合裝中的應(yīng)用

摘 要：結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)設(shè)備過渡或過盈連接件的裝配，簡單闡述了溫差裝配法（冷裝、熱裝）技術(shù)的原理、特點(diǎn)、適用范圍、計(jì)算公式，文中所涉及的經(jīng)驗(yàn)公式和推薦數(shù)據(jù)都經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)，可直接用來指導(dǎo)生產(chǎn)。

　　關(guān)鍵詞：過盈連接；溫差裝配法；冷裝配；熱裝配

一、概述 
　　在礦山設(shè)備的合裝過程中，經(jīng)常會(huì)遇到托輪、齒輪、聯(lián)軸器、銅套、軸承等零件的過渡或過盈配合裝配，以往常采用熱裝配，即通過電爐、天然氣等手段使零件升到一定溫度，產(chǎn)生熱膨脹后，將被包容件裝入孔內(nèi)，等冷卻后達(dá)到零件裝配的目的。但熱裝配存在一定的局限性，對(duì)于體積過于龐大的零件難以加熱，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件不易加熱，特殊材料的零件不能加熱。在這種情況下，冷裝工藝應(yīng)運(yùn)而生，即利用制冷介質(zhì)對(duì)被包容件進(jìn)行冷卻，使其外形尺寸收縮，與包容件產(chǎn)生裝配間隙，達(dá)到裝配要求的方法。不管是熱裝還是冷裝，都是利用“熱脹冷縮”原理，使包容件與被包容件在不同溫度下產(chǎn)生裝配間隙，來達(dá)到裝配的目的。我們可以將其統(tǒng)稱為“溫差裝配法”。本文結(jié)合實(shí)例來談一下溫差裝配法在實(shí)際中的應(yīng)用。 
　　如上圖所示，此件為閥門總成中的閥座裝配示意圖，1#外密封環(huán)、2#內(nèi)密封環(huán)，材質(zhì)為ZCuAL10Fe3，3#閥座材質(zhì)為HT250，1#件外徑與閥座的配合尺寸為Φ1200mm，要求過盈量為0.3mm，2#件內(nèi)徑與閥座的配合尺寸為Φ800mm，要求過盈量為0.2mm。

二、裝配工藝的選擇 
　　根據(jù)裝配件的材質(zhì)、形狀、配合公差、過盈量、及表面粗糙度來確定所需采取的工藝。其中材質(zhì)和配合過盈量是主要決定因素之一。 
　　如圖一所示，閥座的材質(zhì)為HT250，金屬的熱膨脹系數(shù)比較小，即使升溫至200℃，孔徑尺寸的膨脹也很有限，如果加熱時(shí)間不夠，間隙考慮太小，環(huán)境溫度過低使冷卻速度加快，不能及時(shí)進(jìn)行裝配，都可能造成裝入過程中，1#外密封環(huán)未到位的情況下，孔徑產(chǎn)生收縮，出現(xiàn)抱緊卡死而進(jìn)退兩難，造成零件報(bào)廢，根據(jù)以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，鑄鐵件加溫容易產(chǎn)生裂紋等質(zhì)量問題出現(xiàn)，所以這種情況我們宜采用冷裝外密封環(huán)的方法。冷裝特別適用于有色金屬材料零件、薄壁件，這種方法不僅使其裝配質(zhì)量容易保證，在低溫下也改善了金屬材料的金相組織，使其壽命延長。 
　　2#件內(nèi)密封環(huán)與閥座裝配就不宜采用冷裝，因?yàn)殚y座的材質(zhì)為HT250，含碳量高，根據(jù)材料在低溫下的抗沖擊試驗(yàn)表明，高碳金屬在低溫下沖擊韌性更容易降低，即容易發(fā)生我們所說的冷脆性現(xiàn)象。這種情況我們宜采用將內(nèi)密封環(huán)加熱裝配的工藝。 

▲圖為愛思科冷凍科技的冷凍裝配法 

裝配方法有三種：冷裝配、熱裝配及壓入裝配。

 冷裝配與熱裝配、壓入裝配相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、安心性： 冷裝配過程更安心可靠，工件不易受損； 熱裝配的工藝現(xiàn)場溫度高，容易受傷，壓入裝配易使工件損壞。

2、工藝性： 冷裝配質(zhì)量高，工件定心性好，承載能力強(qiáng)； 熱裝配的質(zhì)量不易控制，工件易變形，壓入裝配中零件與基孔結(jié)合不牢固。

3、操作性： 冷裝配操作簡單方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用； 熱裝配工藝繁雜，需工人反復(fù)對(duì)孔徑尺寸進(jìn)行檢測(cè)，壓入裝配要求孔和軸的中心線一致。