热装工艺在轧机分离块组装中的应用

摘 要：在钢厂轧机的装配过程中，如何对轧机机架的组合是施工的难点，本文提出利用车间现有设备，使用热装工艺对轧机设备的耳座（钢套与把合件）进行组装，根据热胀冷缩原理使钢套孔径膨胀，超过配合过盈值一定余量，然后再与把合件轴进行组装，很好的解决了这一大型机械装配的技术问题。

关键词：轧机；热装工艺；组装

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.022

轧钢生产线集中了许多的大型机械，造成轧机架尺寸横向过宽和纵向过长，在工路、铁路运输过程中存在一定困难，因此有必要将设大型轧钢设备的耳座设计为俩部分（图1是钢套与把合件图），在设备安装的施工时需要通过钢套过盈胀接把合块上的半轴与机架上的半轴，其中钢套设计过盈量为1mm。钢套过盈胀接的主要原理：通过加热包容件（孔），根据热胀冷缩的原理使孔径适当膨胀，出现一定的过盈值，使轴可以被加热的耳座孔包容，自然冷却，孔径会变小，从而与轴紧密结合。在加热的过程中，孔径的膨胀值要超过配合过盈值一定余量，否则有可能在安装过程中由于耳座自然冷却，使得孔径变小，在没有完全转配好的情况下，出现轴与孔卡死的情况。

钢套孔径Φ530H7

钢套材料42CrMO

机架耳座的把合件为13.5t

把合件轴的直径Φ531K7

机架耳座均匀分布俩侧，每册为10个，共20只。由技术手册可知钢套直径比轴过盈量为1mm，这样精密的设备组合，在现场直接安装是很困难的，因此在装配的过程中，选择了较为成熟的热装工艺。

1 把合件钢套热装加热温度的计算

由于装配过程需要一定操作时间，经过预加热的的钢套会自然冷却孔径会缩小，为了增加转配的成功率，钢套需要被加热，直到直径变大到Φ53l.8rnrn。

πD2-πD1=3.14×530=5.652mm

即钢套所需的加热膨胀量为5.652mm。

包容件材料一定以后，对包容件进行加热，其加热的最低热温度由配合面的过盈量及所需预留装配间隙共同决定，实际操作中常常根据检验给出温度，接近加热温度时，要对包容件的孔径进行测量。

由于δ=α（T2-T1）L

则T2=δ/（α×L）+T1

δ—膨胀量 δ=5.562mm

α—线膨胀系数 对钢材α=0.0000118mm/℃

T2—加热温度

T1—环境温度 T1=20℃

L—钢套圆周长 L=πD1=3.14×530mm=1664.2mm

T2=5.562/（0.0000118×1664.2）+20=308℃

2 加热装配前工具的准备

2.1 加热装置

热装工艺中，常用的加热媒介是热油，但是根据计算零件需要的最低加热温度时308℃大于加热油的闪点，加热油的闪点只有150℃左右，因而在工厂内条件允许的情况下，采用电加热炉成对钢套加热的方法进行热装。

2.2 专用工具

测量间隙的专用量棒，根据装配计算间隙制作；加热过程中的专用夹紧工具、翻转工具；装配过程中的专用提升工具。

2.3 测量钢套温度的工具

比如试温材料，或专用的测温器。

2.4 防护工具

热装工艺装配过程中处于高温状态，需要配备起隔热作用透明面罩，便于观察温度，以及隔热的石棉手套，服装等。

3 装配流程

（1）用电加热炉对钢套均匀地进行加热，多次进行翻转，以防钢套局部过热变形。

（2）在钢套温度接近最低加热温度时，用测量工具多次测量钢套的内直径，若钢套直径算术平均值达未达到531.8mm时，继续加热，若直径算术平均值达到531.8mm时，结束加热过程。

（3）快速提升钢套到合适高度，并校正内孔位置，使钢套内孔中心与轴心对准，成一直线；同时注意观察缸套孔内是否有杂物，如有杂物，需清理干净。

（4）再次使用专用量棒测量钢套内直径是否满足安装要求，若间隙满足套装条件，开始进行下一步操作。

（5）在把合件轴表面均匀的涂上机油。

（6）开始套装作业，当钢套套入1/3处时，观察钢套与把合件轴有无相对位移，如没有偏离，继续将钢套撞入。

（7）利用夹具固定，防止轴与钢套发生位移，自然冷却即可。

4 总结

热装工艺装配进行时要求快速、精确，有必要对现场施工技术人员进行培训，确保工人对操作步骤成熟于胸，遇到突发情况，可以得到及时有效处理。装配以前需要对钢套内直径及把合件轴直径进行公差尺寸的测量，确定其具有装配的可能，测量时对同一个轴径或钢套的内直径进行多次测量，记录其直径尺寸，取算数均值，以减小误差，测量数据必须准确。装配进行以前要对轴和钢套的表面用细油光挫或油石打磨光滑，防止零件表面毛刺和损伤。为防止钢套轴线撞歪，撞不进，除要求轴线必须对正以外，前两次撞击一定要轻，当套入1/3左右，再次观察无偏差后，方可大力撞击。

参考文献：

[1]李和华编著.钢结构连接节点设计.手册[K].北京：中国建筑工业出版社，1992.

[2]工程测量规范（GB50026—2007）[S].北京：中国计划出版社，2008.

[3]机械设备安装工程施工及验收通用规范（GB5023—98）[S].北京：中国计划出版社，1998.

[4]冶金机械设备液压润滑和气动设备工程安装验收规范（GB5038—2006）[S].北京：中国计划出版社，2007.

作者简介：王东平（1973-），男，内蒙古包头人，工程师。