托轮、托轮轴的热装与耳轴、渣罐的冷装工艺

■天津市天重江天重工有限公司 （300400） 王凤超

托轮、托轮轴的热装与耳轴、渣罐的冷装工艺

■天津市天重江天重工有限公司 （300400） 王凤超

摘要：机加工分厂众多装配产品中，过盈配合需要通过热装和冷装实现。其中最典型的是托轮与托轮轴的热装，耳轴与渣罐的冷装。

水泥回转窑中的托轮与炼钢厂的渣罐一向是分厂的主要产品，这些产品在加工完成之后，需要机加工分厂装配钳工进行装配，其中过盈配合的装配就需要通过热装或冷装的方法实现。

1. 托轮与托轮轴热装前的准备

（1）热装之前要看好图样，注意检查除托轮、托轮轴之外是否有热装前应提前装好的零部件。

（2）检查制号、图号。校核工件尺寸：配合直径、凸台、圆角及倒角要复核无误后，方可进

行热装。

（3）配合表面要擦净，毛刺、碰伤、锈斑和切屑要仔细清除。进炉前托轮表面的防锈油务必要清洗干净，防止加热时防锈油燃烧后在托轮表面留下硬壳，后序难以清除。

（4）按照图样及工艺，准备好方箱、垫块、垫片及千斤顶等工装辅具。垫片制作厚度为0.5～2mm若干规格，以便热装时及时调整。按装配图（或工艺简图）码放方箱、垫块等，以备热装过程中的托轮轴可以快速定位。

（5）按工艺要求，准备好测量杆、游标卡尺和测温计等测量工具。

（6）在装配现场就近位置准备好压铁、大锤和铜棒等应急工具，以备出现特殊情况时及时采取措施。

（7）加热温度的计算。

式中，T是零件所需的加热温度（℃）；α是加热件的热膨胀系数（见表1）； Δ1是配合的最大过盈（mm）； Δ2是热装时的间隙（一般取配合直径的0.9‰～1.4‰）；d是配合直径（mm）；t是室温（一般取20℃）。

（8）加热时间与保温时间的计算：零件的加热与保温时间与零件的材质、壁厚、表面积和加热方式有关，一般取每厚10mm 需15min的加热时间，每厚10mm 需5min的保温时间。

（9）测量杆（见图1）尺寸的计算。

表1

图1

2. 热装中注意的问题

（1）加热的托轮热透出炉后，用测量杆测量内孔尺寸，当测量杆完全通过后，才能进行热装。若测量杆不能通过，用测温计测量工件温度是否达到工艺要求，找出原因后，二次加热。

（2）托轮加热后托轮孔达到工艺要求的尺寸，按图样要求进行热装。如果热装托轮或托轮轴没有定位凸台，热装时快速微调托轮轴的轴向位置（可借助准备好的各种厚度规格的垫片），满足图样要求。

3. 装配后应注意的问题

确认托轮与托轮轴已产生过盈，冷却到室温后（一般10h以上），再移动工件。注意此时不能使用轴端吊装孔吊装，而要借助托轮上的减重孔吊装。

4. 托轮与托轮轴的热装说明举例

（1）装配尺寸：托轮孔为φ540+0.07+0mm，托轮轴为φ540+0.444+0.4mm。

（2）热装温度的计算。

最大过盈量（轴最大-孔最小）

热装时的间隙

圆整后得到T=220℃。

（3）加热、保温时间的计算（见图2），托轮外圆为φ1 500mm，内孔为φ540mm，高度为850mm。加热时间

（4）热装辅具的摆放如图3所示，热装后微调托轮相对轴的高度位置。

（5）测量杆。

测量杆长度

根据本厂实际经验可取

图2　加热及保温曲线图

图3　热装辅具摆放图

5. 耳轴与渣罐冷装冷却剂的选择

自行设计生产的18m3渣罐，体积大、吨位重，如果采用热装的方式，既费时又费力，所以采用冷装耳轴的方式进行。

常用的冷却剂有干冰——固态二氧化碳、液态氨、液体氮及液体氧等。我公司的制氧分厂有收集液体氮的设备，所以一直采用液体氮作为冷却剂。

液体氮能将零件冷至零下195℃，用其做冷却剂，可以对所有直径＞50mm的过盈配合零件进行装配，而且液体氮性质稳定，不易与零件起化学作用，是比较理想的冷却剂。

6. 冷装前的准备

（1）装配前按图样核对制号是否与图样相符，对工件的尺寸公差、配合尺寸、圆角及凸台等仔细核对，确认无误后再进行装配。

（2）装配前零件必须清除毛刺、飞边和尖角，所有加工面必须清洗干净，并在耳轴上磨出一条用于出气的凹槽。

（3）准备好冷装用容积合适的容器、冷却介质以及覆盖保温用的石棉、棉被等。

（4）准备好游标卡尺等量具，工件透温取出后测量零件配合处的直径尺寸。

（5）在装配现场就近位置准备好压铁、大锤及铜棒等应急工具，以备出现特殊情况时，及时采取措施。

（6）验算冷装温度。

式中，T是零件需要的冷却温度（℃）；d是配合尺寸（mm）；α是线膨胀系数（见表2）；Δ是最大过盈（mm）。

（7）零件冷却时间的计算。

式中，t是零件所需冷却时间（min）；α是与材料有关的综合系数（见表3）；Δ是被冷却的特征尺寸，即为零件的最大冷却壁厚、半径、厚度（mm）。

7. 冷装时应该注意的问题

耳轴透温取出，用卡尺测量配合直径是否已达到工艺要求的装配尺寸。符合工艺要求后将耳轴调水平后应随即装入渣罐中，动作要迅速沉着，耳轴与孔要同心不得歪斜，否则温度迅速回升，并在表面产生一层厚霜，影响装入，甚至中途产生“抱死”现象。纠正装配中产生的歪斜，允许采用铜锤或木锤进行敲击。耳轴冷装入渣罐后，将联接法兰迅速装入耳轴孔内，并用螺栓拧紧，达到定位预紧效果，防止耳轴与渣罐未达到配合尺寸之前发生位移，影响装配精度。

参考文献：

[1[ 吕亚臣. 重型机械工艺手册 [M]. 1版. 黑龙江：哈尔滨出版社，1998.

表2

表3

收稿日期：（20150408）