一种圆锥面过盈装配的工艺方法与工艺装备

姚建荣，吴正球（湘潭电机股份有限公司电机事业部，湖南 湘潭 411101）

一种圆锥面过盈装配的工艺方法与工艺装备

姚建荣，吴正球
（湘潭电机股份有限公司电机事业部，湖南 湘潭 411101）

本文的目的旨在提供一种适应范围广，圆锥面过盈装配的工艺方法与工艺装备。此工艺装备包括：轴向推力油缸、压架、百分表和径向油泵接头；为承受高压油，特别在锥轴的小端和锥套组件的大端设有特种密封圈。采用本文的工艺方法与工艺装备，在某发电机生产使用后，效果非常好，操作方便，省力，安全可靠。本文设计的工艺装备属于一种通用机械加工装备，尤其适应于圆锥面大过盈装配，具有非常广大的推广前景。

圆锥面过盈装配；轴套组件；锥轴；液压

0　引言

目前比较通用的两种过盈装配的方法：

（1）压入法，过盈配合表面容易擦伤，削弱了连接的紧固性，同时只适用于过盈量小和尺寸较小的机械结构。

（2）温差法，包容件加热，被包容件冷却，但包容件和被包容件有些结构特点是无法加热与冷却［1］。

以上两种过盈装配方法的特点是包容件与被包容件拆卸十分困难，甚至无法拆卸。针对以上两种传统方法的缺点，本论文将提供一种适应范围广，圆锥面过盈装配的工艺方法与工艺装备。为实现上述目的，本论文通过以下工艺装备和工艺方法来实现。

1　工艺装备

本工艺装备如图1所示，包括8轴向推力油缸，9径向油泵接头、6压架、1百分表，油缸内设有轴向推力头，锥轴小端和锥套组件的大端设有特种密封圈 4和特种密封圈5，特种密封圈中设有高压保护挡圈2-2，2-3，如图2所示。圆锥面过盈装配时，油缸设置固定在锥轴端部，通过径向油泵接头将高压油注入锥轴与锥套组件之间使其锥套组件内径平缓增大，同时油缸注油加压使轴向推力头通过压架将锥套组件平稳装配到位。根据百分表读数的变化，来调整轴向推力油缸的压力和圆锥面的径向压力，从而实现锥轴与锥套组件在过盈装配过程中的圆锥面光滑和无痕［2］。

图1

图2

2　具体实施方式

为实现锥套组件平缓装入锥轴幵且装配到位，其步骤与方法如下：

2.1清理锥套组件圆锥面

用无水酒精将锥套组件圆锥面清洗干净，用0.4～0.5MPa气吹净酒精，再涂上润滑油，密封圈装入锥套组件，高压保护挡圈在油温 60℃～80℃中加热2～3min后嵌入锥套组件密封槽中［3］，过程如图3所示。

图3

2.2清理锥轴圆锥面

用无水酒精将锥轴圆锥面清洗干净，用0.4～0.5MPa气吹净酒精，再涂上润滑油，密封圈装入锥轴，高压保护挡圈在油温60℃～80℃中加热2～3min后再嵌入锥轴密封槽中，过程如图4所示。

图4

2.3将锥套组件吊装入锥轴

将锥套组件吊装入锥轴中，把百分表固定在锥轴上，放在其锥套组件大端的位置，同时调整百分表的读数。

2.4联接液压油泵接头

装上压架，轴向推力油缸通过螺栓紧固在锥轴的端部，装入密封圈，依次牢固联接X、Y、Z三处的液压油泵接头，如图5所示，若在加压过程中该两接头处漏油则再次拧紧直至不漏油。

图5

2.5轴向油缸与径向油缸加压

按表1中的工艺参数依次对轴向油缸和径向油缸加压，表中Z-径向压力、J-轴向压力、W-轴向位移量；压力单位为MPa，位移量为mm。

表1

轴向推力油缸加压时轴向推力油缸中的推力头向左移动，径向加压时将会使锥套组件的内圆锥平稳增大，使锥套组件与锥轴圆锥配合各面之间形成油膜，防止两者在过盈装配过程中刮伤。锥套组件与锥轴过盈装配时，原则上参照表1中工艺参数。由于工件在机械制造时存在加工误差［4］，所以本次过盈装配可能会与上次过盈装配相比，轴向加压与径向加压的压力稍微有点变化，但幵不影响过盈装配。在锥套组件与锥轴过盈装配过程中，若出现锥套组件不向左移动，即百分表读数不变化时，则将轴向推力油缸加压暂停，径向加压继续，直至锥套组件向左产生移动时，轴向推力油缸再加压［5］。在加压过程中，轴向压力不能超过170MPa，径向压力不能超过 150MPa，超过此压力必须停止作业。

2.6检查间隙

根据百分表读数来确定锥套组件与锥轴过盈装配是否完成。用0.05塞尺检查锥套台阶面和转轴的台阶面，若间隙小于0.05，则判定过盈装配完成。

2.7径向与轴向压力泄压

过盈装配完成后，径向压力油缓慢泄压至零，泄压时间为5min，轴向推力油缸保持原压力不变，保压1h后，再缓慢泄压至零，泄压时间为10min。

2.8拆除锥套组件

依次拆掉液压油缸、压架、接头、手动加压泵、百分表、密封圈等。然后对各部件进行清洗，幵用白棉布将液压油擦拭干净，为下次过盈装配作准备。

3　结论

本论文设计的工艺装备结构简单，生产成本低，幵且可改变固定座结构来适应不同锥轴端部结构的紧固联接。在电机装配过程中，使用上述工艺装备，按照上述工艺方法，进行了多台锥套组件与锥轴的过盈装配和拆除，其效果非常好，圆锥面光滑无痕，操作方便，方法可靠。

［1］湘潭电机厂. 交流电机设计手册［M］. 湖南人民出版社， 1977.

［2］机械工程手册、电机工程手册编辑委员会. 电机工程手册［M］ . 北京： 机械工业出版社， 2000.

［3］常玉晨. 电机制造工艺学［M］. 哈尔滨： 黑龙江科学技术出版社， 1996

［4］闻邦椿. 机械设计手册［M］. 第1 卷常用设计资料—5版. —北京： 机械工业出版社， 2010， 机械设计-技术手册， IV.TH122-62.

［5］机械零件设计手册［M］. 冶金工业出版社.

姚建荣（1968-），1990年毕业于湖南工程学院电机电气专业，现主要从事永磁风力发电机、大型同步电机等产品工艺研究工作，工程师。

审稿人：曹龙川

Process Method and Equipment for Interference Fit of Conical Surface

YAO Jianrong， WU Zhengqiu
（Xiangtan Electric Manufacturing Corporation Ltd （XEMC）， Xiangtan 411101， China）

The purpose of this paper is to provide a method and equipment for a wide range of adaptation to a wide range of cone surface interference fit. This equipment includes： axial thrust cylinder， pressure rack， dial indicator， radial pump connector of high pressure oil， especially in the main shaft end and small cone sleeve assembly with special sealing ring. Using the technology and equipment of this article，in a generator production after use， the effect is very good， the operation is convenient， and the operation is convenient， safe and reliable. In this paper， the design of process equipment belongs to a kind of general machinery processing equipment， especially suitable for conical surface is greater than the interference assembly， with very broad prospects for promotion.

conical surface interference fit； the sleeve assembly； cone axis； hydraulic pressure

TM305.4

A

1000-3983（2016）04-0022-03

2015-11-17