CN110394596A - 一种轴套感应加热拆卸方法 - Google Patents

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谷丰
谷文
潘恩泽
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
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Abstract

本发明公开了一种轴套感应加热拆卸方法，属于机械维护技术，技术领域其特征在于：包括以下步骤：轴套轴线水平卧式倒放，在轴套的外端部通过至少两个螺杆固定顶板，顶板与轴套端部之间设有顶压间隙；在轴套外周面先后抱裹保温层和防滑层；在轴套外周面的防滑层外侧缠绕加热线缆；在轴套外侧面和外端面分别连接热电偶；在步骤一中的顶压间隙中设置液压千斤顶，液压千斤顶的两端分别顶压轴端和顶板；对加热线缆通电并对轴套进行感应加热，液压千斤顶的加载力随轴套着温度的升高缓慢施加，最终令轴套与轴脱离。本发明热效率和拆卸效率高。

Description

一种轴套感应加热拆卸方法
技术领域
本发明属于机械维修技术领域，尤其涉及一种轴套感应加热拆卸方法。
背景技术
在我公司承揽的利旧修复项目中，需要拆卸摆剪联轴器，在此拆卸的过程中，操作人员发现偏心轴与轴套(联轴器)过盈配合量大，配合长度较长，加上零部件年限已久，轴套内部存在锈蚀、夹杂物等，使得轴套的拆卸存在很大难度，经过传统烤枪加热拆卸方法、电加热拆卸等方法，均无功而返。所以，有必要研究一种适合大尺寸轴套拆卸的方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种解决现有大尺寸牢固轴套拆卸不便的问题的轴套感应加热拆卸方法。
本发明是这样实现的，一种轴套感应加热拆卸方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：轴套轴线水平卧式倒放，在轴套的外端部通过至少两个螺杆固定顶板，顶板与轴套端部之间设有顶压间隙；
步骤二：在轴套外周面先后抱裹保温层和防滑层；
步骤三：在轴套外周面的防滑层外侧缠绕加热线缆；
步骤四：在轴套外侧面和外端面分别连接热电偶；
步骤五：在步骤一中的顶压间隙中设置液压千斤顶，液压千斤顶的两端分别顶压轴端和顶板；
步骤六：对加热线缆通电并对轴套进行感应加热，液压千斤顶的加载力随轴套着温度的升高缓慢施加，最终令轴套与轴脱离。
本发明所述拆卸方法可最大限度地满足用户的要求，尽可能地在保留偏心联轴器原有状态下，使之轴套与轴分离，避免机械加工去除。本发明中通电的加热线缆会产生涡流，涡流在金属(轴套)内部做功，使金属(轴套)的温度不断升高并产生尺寸膨胀，最终在液压千斤顶的作用下实现轴套的拆卸。电感应加热与传统热拆卸相比，加热效率高，功率密度大，能源利用率可达到90％以上。
在上述技术方案中，优选的，所述保温层为硅酸铝纤维保温棉层，所述防滑层为耐高温保温布层。
附图说明
图1是本发明的操作示意图。
图中、1、轴套；2、螺杆；3、顶板；4、加热线缆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为解决现有大尺寸牢固轴套拆卸不便的弊端，本发明特提供一种轴套感应加热拆卸方法，本方法的加热效率高，可实现快速拆卸，且热利用率高。为了进一步说明本发明的结构，结合附图详细说明书如下：
以轴套尺寸是外径φ1100mm，轴径φ645/643mm，壁厚227.5mm，配合长度800mm为例。首先进行轴套的加热温度计算。
由于轴径中间部分由油沟处分开(即为阶梯轴)，配合面一分为二，直径方向相差2mm，拆卸的工作只要满足φ645mm的轴径处出现间隙，φ643mm轴径端便可顺利拔出，因此，拆卸工作轴套拔出长度约400mm。
按照图纸公差配合尺寸，计算配合面的过盈量为1.5mm，要使轴套与轴分离，轴套与轴之间的间隙至少0.4mm，由于随着加热温度升高，轴也会有温度，要进行热胀热拆，轴套周向线膨胀量必须大于轴的膨胀量和过盈量之和，即为1.9mm(1.5+0.4mm)。
通过查询不同温度下碳钢、合金钢材料热膨胀系数表，联轴器轴套内圆热胀后周长增长量为1.9×3.14＝5.966mm，在常温环境下，温度增加量＝圆周增长量/(线膨胀系数×内圆周长)＝259.2℃，按照经验，轴与轴套之间至少保持将近150℃的温差。
根据计算温度选择加热线缆参数：采用低中频感应加热方式进行加热，加热线缆选择柔性合金空冷感应加热线缆，围着工件周向缠绕，控制好匝间距。
由于轴套壁厚达到227.5mm，要使轴套与轴之间产生温差，必须使轴套迅速加热，因此，加热电源的功率需要满足加热温度和厚度的要求。经过热工效率计算，考虑到热传导、热辐射、散热等条件，与加热线缆连接的感应加热电源功率至少200KW，才能满足快速加热的要求。本项目实施选用电源额定功率为240KW。
具体热拆卸实施：
请参阅图1，步骤一：轴套1轴线水平卧式倒放，在轴套的外端部通过至少两个螺杆2固定顶板3，顶板与轴套端部之间设有顶压间隙。具体为轴套的外端部由4个M42的螺杆与钢板连接，轴端部与钢板之间的间隙达到658mm。螺杆两端分别通过螺纹配装在轴套端部和钢板上。
步骤二：在轴套外周面先后抱裹保温层和防滑层。为避免散热，在轴套外表面缠绕2层硅酸铝纤维保温棉(厚度约50mm)，外层再包裹一层厚度1.5mm的耐高温保温布，首尾采用胶带固定，可与电缆直接接触，避免加热线缆间产生相对滑动。
步骤三：在轴套外周面的防滑层外侧缠绕加热线缆4。本实施例中的具体缠绕方式为是采用柔性银铝合金空冷感应加热线缆，借用3组150m的感应加加热线缆，3根并联缠绕，共30匝，密绕以保证足够的磁感应强度分布。
步骤四：轴套外侧面和外端面分别连接热电偶。两直热电偶用于实时监测温度及控温。
步骤五：在步骤一中的顶压间隙中设置液压千斤顶，液压千斤顶的两端分别顶压轴端和顶板。液压千斤顶吨位选择考虑到轴套的自重、加热过程中的轴向受力、加热出现间隙后的轴向力，初步选择200吨的液压千斤顶，带电动液压泵。
步骤六：对加热线缆通电并对轴套进行感应加热，液压千斤顶的加载力随轴套着温度的升高缓慢施加，最终令轴套与轴脱离。必须保证千斤顶始终处于施力状态，待轴套外壁温度达到300℃时，液压千斤顶施出的压力需达到最大值。本项目实施液压千斤顶的吨位为200吨(配备电动液压泵)。200吨液压千斤顶本体高度大约400mm，行程200mm(活塞伸出长度)，双作用液压伸长与回缩，根据电动泵压力表显示计算吨位值。轴的端面与顶压板之间的距离约620mm左右(液压千斤顶施力前)，因此在间隙中装入200吨液压千斤顶前仍需要增加高度约420mm的辅助钢板(液压千斤顶未受力前)。通过计算，热拆时轴套配合长度400mm，液压千斤顶的行程是200mm，至少需要2次才能将轴套拆卸掉，因此，加热过程中液压千斤顶活塞杆达到行程后，需要及时增加一定厚度辅助钢板以保证行程量。
加热前，首先进行加热电源电源线的连接。由于采用的加热电源额定功率为240KW，在三相平衡输出的情况下，单向额定电流达到363A，因此一次线至少选择80平方以上(按单平方5A计算)，施工时采用库存95平方电缆，满足使用要求。
加热时电流负载较大，动力柜选择600A空开，形成有效保护。所有连接线缆检查完毕后，开启通电开关，以保证设备运转良好。
启动加热。采用电源恒流加热模式，设定目标温度300℃，输出功率随着加热时间可逐步增加，加热过程中注意T2温度(设备绝缘电阻温度值)不要超过90℃，否则由于温度过高引起电源报警。同时，从开始加热起始，时刻让千斤顶处于施力状态，不间断地进行电动油泵的进油，保证轴向拉力。
加热过程中，时刻观察热电偶的温度及液压千斤顶的施力状态，待与轴套外周面连接的热电偶温度达到200℃以上时，保证200吨的液压千斤顶处于满载状态。
经实践，设备从开始加热到轴套外壁温度达到220℃时，共用时约25分钟，设备功率维持在220Kw左右。继续加热，当轴套外壁温度达到近300℃时，千斤顶活塞出现移动，证明联轴器的轴套与轴之间已产生温差，过盈配合量消失，出现间隙。进而，在温差状态下，轴套与轴出现分离，联轴器热拆成功。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种轴套感应加热拆卸方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：轴套轴线水平卧式倒放，在轴套的外端部通过至少两个螺杆固定顶板，顶板与轴套端部之间设有顶压间隙；
步骤二：在轴套外周面先后抱裹保温层和防滑层；
步骤三：在轴套外周面的防滑层外侧缠绕加热线缆；
步骤四：在轴套外侧面和外端面分别连接热电偶；
步骤五：在步骤一中的顶压间隙中设置液压千斤顶，液压千斤顶的两端分别顶压轴端和顶板；
步骤六：对加热线缆通电并对轴套进行感应加热，液压千斤顶的加载力随轴套着温度的升高缓慢施加，最终令轴套与轴脱离。
2.根据权利要求1所述的轴套感应加热拆卸方法，其特征在于：所述保温层为硅酸铝纤维保温棉层，所述防滑层为耐高温保温布层。
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