CN102873496A - 一种无损均匀扩径方法 - Google Patents

Abstract

一种无损均匀扩径方法，包括如下步骤：a)制作钢套，钢套为圆形，内圆表面凸弧，凸弧通径小于被磨损轴端直径；b)热涨钢套，钢套内径大于被磨损轴端直径；c)热涨套，保持火焰加热同时加热轴端，至轴端直径与钢套内径相抵，对钢套停止加热，风冷钢套，不停止对轴端加热；钢套在冷却过程中收缩使钢套凸弧对轴端受热表面挤压，轴端表面产生压痕；d)压制，停止对轴端加热，加热源移至钢套加热，钢套在热涨、收缩作用下脱离轴端，至轴端表面未受挤压上凸部分，继续步骤b)、c)，轴端表面形成多条弧度压痕、外凸；e)平整。本发明针对转子或轴类零件磨损后无损恢复加工，在直径得到恢复的前提下，扭矩和弯矩基本和原修复前受力分析相同。

Description

一种无损均匀扩径方法

技术领域

本发明涉及机械加工方法，具体涉及一种无损均匀扩径方法，用于转子或轴类零件磨损后恢复的加工。

背景技术

目前，在生产使用过程中，传动设备中轴承与轴端间由于诸如修理修复过程中的反复拆装，导致轴端的磨损，或者在加工过程中的失误导致轴端直径的变小。本案仅对轴端直径的微量失效提出技术方案，通常泛指10μ以内的失效。以轴头端为例，通常在使用过程中的磨损量较小，但是该失效毕竟导致了轴孔制的过盈配合的失效。

目前的处理方法通常采用轴头表面处理，一般为物理处理，如：在轴端表面进行“粗糙”处理，即对轴端表面进行“轧花”，加大表面粗糙度，以增加轴径尺寸；其次是对轴端进行喷涂或者堆焊，以粘连物形式增加轴端的直径。

但是上述处理方式都是“有损处理”，即建立在破坏已经磨损的轴端进行进一步的破损以得到所要求的轴端直径，同时上述“轧花”：处理方法会导致作为标准件的轴承与之配合是发生对中度偏心。喷涂或者堆焊方式的处理方式均为粘连强度较差且不适于微量尺寸的失效。

上述“有损”修复方法也对轴端的扭矩和弯矩也带来了潜在的威胁。

发明内容

本发明的目的在于一种无损均匀扩径方法，针对转子或轴类零件磨损后无损恢复加工，在直径得到恢复的前提下，扭矩和弯矩基本和原修复前受力分析相同。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种无损均匀扩径方法，其包括如下步骤：

a)制作钢套

钢套为圆形，内圆表面宽度方向为凸弧结构，内圆凸弧最小通径小于被磨损轴端直径，钢套硬度大于被磨损轴端硬度；

b)加热处理即热涨钢套

加热钢套，加热后钢套内径大于被磨损轴端直径，钢套保持火焰加热状态，将钢套滑套至被磨损轴端；

c)热涨套

保持火焰加热的同时，另一火焰加热轴端，热涨被磨损轴端，降低轴端表面硬度，直至轴端直径与钢套内径相抵，确认相抵的同时对钢套停止火焰加热，转用压缩空气风冷钢套，不停止对轴端的火焰加热；钢套在冷却过程中收缩迫使钢套内凸弧对轴端受热表面挤压，轴端表面产生压痕，由于在压制过程中的受力反应，凸圆部轴端收缩，而沿钢套两侧的轴端表面受挤压上凸；

d)压制

轴端表面压痕形成后，停止对轴端表面的加热，同时加热源移至钢套，再次加热钢套，热涨钢套；钢套、轴端在相对热涨和收缩作用下两者脱离，然后钢套移至未受挤压的轴端表面，继续步骤b)、c)交替，在轴端表面形成多条弧度均匀且规则的压痕和外凸部；

e)平整处理

火焰加热过程中由于温控不均，钢套、轴端产生的热胀量和收缩量不均，故步骤b)、c)交替作业产生的轴端表面外凸部凸出量亦不完全相等，再经车床车削平整轴端直径，消除所需要求尺寸范围以外的凸出部。

进一步，所述的钢套硬度HB300以上。

本发明的有益效果：

本发明为无损修复，该修复方法的钢套内圈为凸弧状，故轴端圆周表面没有明显接口断痕即伤口，从物理受力角度分析为弧度连接，在直径得到恢复的前提下，扭矩和弯矩基本和原修复前受力分析相同。

附图说明

图1为本发明钢套的正视图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明实施例的示意图。

图4为本发明实施例中被磨损轴端表面产生压痕和压痕的示意图。

图5为本发明实施例中被磨损轴端平整处理的示意图。

图6为本发明实施例中被磨损轴端平整处理后的示意图。

具体实施方式

参见图1～图6，本发明的无损均匀扩径方法，其包括如下步骤：

a)制作钢套

钢套1为圆形，内圆11表面宽度方向为凸弧结构a，内圆11凸弧最小通径小于被磨损轴端2直径，钢套硬度大于被磨损轴端硬度，本实施例中，钢套1硬度HB300以上；

b)加热处理即热涨钢套

加热钢套1，加热后钢套1内径大于被磨损轴端2直径，钢套1保持火焰加热状态，将钢套1滑套至被磨损轴端2；

c)热涨套

保持火焰加热的同时，另火焰加热轴端2，热涨被磨损轴端2，降低轴端2表面硬度，直至轴端2直径与钢套1内径相抵，确认相抵的同时对钢套1停止火焰加热，转用压缩空气风冷钢套1，不停止对轴端2的火焰加热；钢套1在冷却过程中收缩迫使钢套1内凸弧对轴端2受热表面挤压，轴端2表面产生压痕21，由于在压制过程中的受力反应，凸圆部轴端2收缩，而沿钢套1两侧的轴端2表面受挤压上凸；

d)压制

轴端2表面压痕形成后，停止对轴端2表面的加热，同时加热源移至钢套1，再次加热钢套1，热涨钢套1；钢套1、轴端2在相对热涨(钢套1)和收缩(轴端2)作用下脱离，轴端2向外移即钢套1至轴端2表面未受挤压部分，继续步骤b)、c)交替，在轴端表面形成多条弧度均匀且规则的压痕和外凸部；

e)平整处理

火焰加热过程中由于温控不均，钢套、轴端产生的热胀量和收缩量的不均，故凸出部凸出量亦不等，测量凸出部尺寸后上车床车削平整剃刺，消除所需要求尺寸范围以外的凸出部。

实施例：

标准轴端外径为100mm，磨损后的值为

mm，即磨损量为5μm，相当于一根头发的粗细。对于基孔轴制轴孔配合要求来说，从过盈配合到间隙配合的转变----装配失效。分析磨损量5μm，圆周半径磨损2.5μm。

加热钢套内凸通径为100_-0.10mm，加热至100mm，即热膨胀量通径10μm，由此保温状态下热滑套被加工轴端。

热滑套被加工轴端后对钢套保持加热。随加热被加工轴端。由被磨损后的

热涨到100mm，此时与钢套咬合。

钢套、轴端咬合后对钢套停止加热，对轴端进行继续保持加热并迅速压缩空气风冷，即时冷却收缩，此时钢套、轴端发生压入式咬合，轴端持续加热保持5-10分钟后，常温下冷却。钢套、轴端在相对热涨和收缩作用下脱离，退出钢套。轴端表面产生压痕和压痕两侧凸出部，凸出部圆周外径达100^+0.10mm，公差量参见图4。

平整处理，火焰加热过程中的温控不均产生的热胀量和收缩量的不均，故凸出部凸出量亦不等。测量凸出部尺寸后上车床车削平整剃刺，消除所需要求尺寸范围以外的凸出部至100mm，参见图5。

Claims (2)

1.一种无损均匀扩径方法，其包括如下步骤：

a)制作钢套

钢套为圆形，内圆表面宽度方向为凸弧结构，内圆凸弧最小通径小于被磨损轴端直径，钢套硬度大于被磨损轴端硬度；

b)加热处理即热涨钢套

加热钢套，加热后钢套内径大于被磨损轴端直径，钢套保持火焰加热状态，将钢套滑套至被磨损轴端；

c)热涨套

保持火焰加热的同时，另一火焰加热轴端，热涨被磨损轴端，降低轴端表面硬度，直至轴端直径与钢套内径相抵，确认相抵的同时对钢套停止火焰加热，转用压缩空气风冷钢套，不停止对轴端的火焰加热；钢套在冷却过程中收缩迫使钢套内凸弧对轴端受热表面挤压，轴端表面产生压痕，由于在压制过程中的受力反应，凸圆部轴端收缩，而沿钢套两侧的轴端表面受挤压上凸；

d)压制

轴端表面压痕形成后，停止对轴端表面的加热，同时加热源移至钢套，再次加热钢套，热涨钢套；钢套、轴端在相对热涨和收缩作用下两者脱离，然后钢套移至未受挤压的轴端表面，继续步骤b)、c)交替，在轴端表面形成多条弧度均匀且规则的压痕和外凸部；

e)平整处理

火焰加热过程中由于温控不均，钢套、轴端产生的热胀量和收缩量不均，故步骤b)、c)交替作业产生的轴端表面外凸部凸出量亦不完全相等，再经车床车削平整轴端直径，消除所需要求尺寸范围以外的凸出部。

2.如权利要求1所述的无损均匀扩径方法，其特征是，所述的钢套硬度HB300以上。

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