机械装配中的过盈联接装配*

吴珊珊

(常州宝菱重工机械有限公司， 江苏 常州 213019)

机械装配中的过盈联接装配*

吴珊珊

(常州宝菱重工机械有限公司， 江苏 常州 213019)

分析了过盈联接装配的方法和要点，以及注意事项等。

过盈联接；过盈值；紧固联接；变温装配法；常温装配法

引 言

过盈联接在机械装配中占有比较重要的地位, 应用比较广泛。过盈联接是以包容件的孔和被包容件的轴配合后的过盈值来达到紧固联接的；零件装配后, 由于材料的弹性变形，在包容件和被包容件的配合面之间产生压力。设备工作时,机械部件依靠此压力产生的摩擦力传递力矩、轴向力或两者均有的复杂载荷。这种联接的结构简单，对中性好，承载能力强, 能承受交变载荷和冲击力, 还可避免零件由于加工键槽等原因而削弱其强度。但过盈联接的配合面加工精度要求较高。

常州宝菱重工机械有限公司(以下简称“宝菱重工”)系大型冶金机械加工制造单位，冶金机械的装配在宝菱重工占有极为重要的地位。过盈联接装配方式在宝菱重工较为常见。

1 过盈联接的装配方法

1.1 变温装配法

变温装配法有热胀装配和冷缩装配。变温装配法是将包容件加热或将被包容件冷却。在零件直径较大或过盈量大于0.1 mm时,采用常温装配会造成零件损坏。在这种情况下，应采用加热包容零件或冷却被包容零件的方法进行装配,使过盈量在短时间内减小或在零件配合面之间形成间隙,方便零件的装配。当零件恢复常温后,产生设计的过盈量,其紧固程度比常温下压入的要高。

1.1.1 热胀装配

热胀装配是利用金属材料热胀冷缩的物理特性, 在包容件和被包容件有一定过盈量的情况下, 把包容件加热胀大后，将被包容件装入胀大的包容件中。待自然冷却后形成能传递轴向力、转矩或两者同时作用的结合体。

在实践中多采用加热的方法装配零件,加热的方式有水、油、电、氧乙炔、蒸汽等。

热胀装配的优点是结构简单, 相比迫击配合、挤压配合能承受更大的轴向力和转矩, 所以应用较为广泛。

常用感应加热器适用于加热装配过程中需要过盈配合的轴承、齿轮、衬套、直径环、滑轮、收缩环、连接器等各种规格的环状、筒状金属工件,使工件达到最佳过盈装配需要的温度。其加热温度应控制在120 ℃以下，因为润滑脂不允许超过120 ℃，否则会流出；轴承若长时间处在高温下(比如超过200 ℃)，轴承钢中残余奥氏体向马氏体转变，将导致轴承外圈的圆周长度增加，外圈松动，从而引起轴承振动，同时，轴承的硬度也有所降低。比如装配滚子轴承、传动部分的联轴节均使用感应加热器来进行热胀装配。

1.1.2 冷缩装配

冷缩装配的特点是操作简便, 且产生的内应力较小,与热胀法相比，其收缩变形小, 生产率高, 零件表面不易产生杂质和化合物。因此, 冷缩装配适用于精密轴承的装配、中小型薄壁衬套的装配、金属与非金属物件之间的紧密配合等。

冷缩装配时制冷剂的选用：工件进行冷缩装配时,可以根据材料的差异和过盈量的大小选用相应的制冷剂。对于过渡配合或小过盈量配合的中小型联接件, 均可采用干冰制冷剂, 制冷温度可达-78 ℃； 对于过盈量较大的联接件和厚壁衬套、发动机主、副连杆衬套等, 可用液氮制冷剂，制冷温度可达-195 ℃。

冷缩装配的两个结合体，其装配表面间均应保持良好的位置精度和尺寸精度。在冷缩装配的整个操作过程中，应严密注意工件的尺寸、形状、毛刺、过渡角半径、倒棱等细节问题。工件套合后如有角度、方向等技术要求，则需在套前做好角度定位夹具。冷缩套合过程中，既要合理控制温度和保温时间，又要密切注意操作安全，因为干冰和液氮都是强制冷剂，极易灼伤皮肤，所以必须戴好防护器具。

比如在实际装配中，需将Φ59.98 ～60 mm外圆、壁厚5 mm的套(套为渗碳淬火件)装入孔为Φ59.85～59.97 mm的座中，二者配合的最大过盈为0.15 mm，最小过盈为0.01 mm；因为最大过盈值偏大，并且零件是淬硬材料，弹性较小，如果直接压入会将零件压坏，造成损失。因此根据其外径尺寸，取过盈量为0.05～0.06 mm较合适。液氮冷冻装配为比较切实可行的装配方法。

1.1.3 加热或冷却温度的计算

采用变温法装配时，包容件的加热温度t2(℃)，或被包容件的冷却温度t1(℃)可按下式计算:

式中δmax为所选得的标准配合在装配前的最大过盈量(μm)；Δ0为装配时为了避免配合面互相擦伤所需的最小间隙。通常采用同样公称直径的间隙配合H7/g6的最小间隙(μm)，或从手册中查取；α1,α2分别为被包容件及包容件材料的线膨胀系数，查有关手册；d为配合公称直径(mm)，锥形配合面为平均直径；t0为装配环境的温度(℃)。

1.1.4 举例说明

例： 已知d=40 mm，δmax=99 μm，Δ0=10 μm，装配环境温度为20 ℃，则加热温度为

1.2 常温装配法

常温装配法包括手锤击入法和压床压入法。常温装配法是在常温下利用外力将被包容零件装配进包容零件内,根据过盈量的大小适时选用手锤击入法或压床压入法。比如大包回转体的回转销轴较多采用过盈配合，通常在装配中采取敲击或者制作工装螺栓利用液压千斤顶压入的方法。

1.2.1 手锤击入法

适用于过渡配合的小件装配，要求打装的零件表面不准有砸痕。打装前，被包容件表面涂机油润滑，必须用软金属或硬质非金属材料做防护衬垫；在打装过程中，尽量保证被包容件和包容件同轴，避免歪斜现象。打装好的零件必须尽可能与相关限位轴肩等贴近，间隙不得大于0.05 mm。

1.2.2 压床压入法

适用于常温下，对过盈量较小的中、小件装配。压装件引入端必须加工倒锥，若图纸没标注，其倒锥按锥度1∶150制作，长度为配合总长度的10%～15%。

压入力F经验计算公式

F=KiL×104

式中i为实测的零件过盈量(mm)；L为配合长度(mm)；K为考虑被装零件材质、尺寸等因素的系数(K系数在1.5～3之间取值)；

实心轴与不通孔件压装时，允许在配合轴颈表面上加工深度大于0.5 mm即可的排气平面。

2 装配注意事项

(1)在装配前,应该检查零件互相配合表面有无毛刺、凹陷、麻点等缺陷；如果发现上述缺陷,应进行正确处理。这些缺陷可能是加工时留下的,也可能是在运送时碰撞产生的。

(2)被压入的零件应该有导向装置,以免歪斜而引起零件表面的损伤。为了便于压入被包容件,在包容件先压入的一端应有1.5～2.0 mm的圆角或45°的倒角。这样一方面容易对准中心,另一方面也可避免将配合零件的表面刮伤。

(3)为了便于安装,应在被压入的零件表面涂机油。

3 结束语

过盈联接装配如果装配方法正确、可靠, 既省时省力, 又能保证装配精度，极大地提高了工作效率。因此，过盈联接装配在机械装配中具有极其重要的地位。

2015-08-04

吴珊珊(1982—)，女，助理工程师。电话：13951213475

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