耳軸板結(jié)構(gòu)形式對(duì)熱裝方案的影響

【摘要】介紹了鋼包耳軸板不同的結(jié)構(gòu)形式下耳軸的熱裝方式，分析了不同結(jié)構(gòu)形式的耳軸板內(nèi)孔收縮速度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，有些結(jié)構(gòu)形式不適合整體焊后熱裝。

【關(guān)鍵詞】鋼鐵包；耳軸熱裝

一、簡(jiǎn)介

鋼包的耳軸與耳軸板，為了降低制造成本，一般耳軸使用V類鍛件，耳軸板使用鑄鋼件，耳軸板內(nèi)孔與耳軸外徑設(shè)計(jì)成過(guò)盈配合。根據(jù)鋼包載荷和使用情況的不同，過(guò)盈量從0.03～0.35mm不等。耳軸外徑與耳軸板內(nèi)孔分別加工成品后采用熱裝的方式裝配為一體。由于鋼包的兩個(gè)耳軸有同軸度要求，為了保證同軸度符合要求，有時(shí)需要提前將耳軸板焊接在桶體上，整體退火之后再將兩個(gè)耳軸板內(nèi)孔加工成品，最后加熱整個(gè)耳軸板使內(nèi)孔膨脹，將耳軸裝入。

二、耳軸制造過(guò)程差異性分析

耳軸板與桶體焊接的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：

為了驗(yàn)證耳軸板與桶體結(jié)合位置的結(jié)構(gòu)形式不同時(shí)，會(huì)對(duì)耳軸熱裝過(guò)程存在什么樣的影響，我們用材質(zhì)為ZG270-500、外形尺寸為850x850x385、內(nèi)孔直徑為φ570（0～+0.070）的耳軸板依據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式分別做相應(yīng)的加熱及冷卻過(guò)程實(shí)驗(yàn)。

試驗(yàn)環(huán)境：室溫為24℃的開(kāi)闊廠房?jī)?nèi)，無(wú)風(fēng)；

直徑測(cè)量方式：用卡鉗測(cè)量?jī)?nèi)孔后，再用千分尺測(cè)量卡鉗尺寸。

溫度測(cè)量方式：使用非接觸式紅外測(cè)溫儀，在距離工件約1.5m處測(cè)量。

1.單獨(dú)加熱耳軸板并空冷

加熱方式：將單個(gè)的耳軸板整體放入電加熱爐中，設(shè)定溫度230℃，加熱至230℃后保溫4小時(shí)，然后開(kāi)爐測(cè)量耳軸板內(nèi)孔膨脹量。將耳軸板放置在開(kāi)放的空間內(nèi)自然空冷，記錄內(nèi)孔膨脹量、耳軸板表面溫度隨著時(shí)間延長(zhǎng)產(chǎn)生的變化。結(jié)果如下：

2.加熱結(jié)構(gòu)①形式焊接的耳軸板并空冷

加熱方式：將結(jié)構(gòu)①形式焊接的耳軸板周圍及內(nèi)孔完全用履帶加熱器覆蓋，履帶加熱器外層再包襄一層保溫棉，將加熱器溫度設(shè)定在230℃，加熱6～8小時(shí)。加熱完成后撤去保溫棉及履帶加熱器，自然空冷狀態(tài)下測(cè)量并內(nèi)孔膨脹量、耳軸板表面溫度隨著時(shí)間延長(zhǎng)產(chǎn)生的變化。結(jié)果如下.

3.加熱結(jié)構(gòu)②形式焊接的耳軸板并空冷

加熱方式：將結(jié)構(gòu)②形式焊接的耳軸板周圍及內(nèi)孔完全用履帶加熱器覆蓋，履帶加熱器外層再包裹一層保溫棉，將加熱器溫度設(shè)定在280℃，加熱6～8小時(shí)。加熱完成后撤去保溫棉及履帶加熱器，自然空冷狀態(tài)下測(cè)量并內(nèi)孔膨脹量、耳軸板表面溫度隨著時(shí)間延長(zhǎng)產(chǎn)生的變化。結(jié)果如下.

結(jié)論：

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出不同結(jié)構(gòu)形式的耳軸板內(nèi)孔直徑冷卻過(guò)程中收縮變化的曲線圖：

根據(jù)此類耳軸的裝配經(jīng)驗(yàn)，φ570直徑的耳軸孔，膨脹量要≥1mm才能保證耳軸順利裝入，膨脹量在1mm以下時(shí)容易在裝配過(guò)程中抱死，導(dǎo)致熱裝失敗。

從曲線圖中可以看出，單獨(dú)耳軸板加熱的方式，在加熱停止之后25分鐘內(nèi)其內(nèi)孔膨脹量都在1mm以上，有充足的時(shí)間進(jìn)行熱裝；①型結(jié)構(gòu)在加熱停止之后15分鐘內(nèi)其內(nèi)孔膨脹量都在1mm以上，采用這種方式熱裝需要提前做好充分的準(zhǔn)備，保證在15分鐘內(nèi)完成熱裝；②型結(jié)構(gòu)在加熱停止之后，在不足5分鐘的時(shí)間內(nèi)耳軸板的內(nèi)孔膨脹量已經(jīng)收縮至1mm以下，沒(méi)有足夠的裝配時(shí)間。因此，如果耳軸板的結(jié)構(gòu)形式屬于②型結(jié)構(gòu)，制作過(guò)程中需要采用單獨(dú)加熱耳軸板的方式進(jìn)行耳軸的熱裝，防止熱裝失敗導(dǎo)致工件報(bào)廢。