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    汽車飛輪齒圈過盈裝配加熱感應(yīng)器設(shè)計及工藝調(diào)試

    2018-03-22 04:21:56謝文賈榮強李沖陸鵬
    金屬加工(熱加工) 2018年2期
    關(guān)鍵詞:尾座壓裝齒圈

    ■ 謝文,賈榮強,李沖,陸鵬

    1. 問題的提出

    飛輪齒圈是往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動機的重要部件,齒圈與曲軸配合軸徑為過盈配合(見圖1),利用熱脹冷縮的原理,將齒圈加熱到一定溫度,使其內(nèi)徑增大,與曲軸的裝配由原有的過盈配合轉(zhuǎn)變?yōu)殚g隙配合套裝在曲軸上,通過特殊的機械裝置保證裝配精度,然后通過吹風(fēng)、靜置等方式使齒圈冷卻內(nèi)孔收縮與曲軸可靠連接。裝配尺寸要求齒圈內(nèi)孔尺寸φ39.995+0.025+0m m,曲軸軸徑φ40+0.076+0.06m m,裝配最大過盈量0.081mm,裝配最小過盈量0.04mm。

    技術(shù)難點:加熱溫度的均勻性、內(nèi)孔膨脹量、加熱溫度不能超過250℃(溫度過高會嚴(yán)重影響被加熱齒圈的硬度、平面度等)。內(nèi)孔較小的加熱感應(yīng)器制作也是一個難點。

    關(guān)鍵點:零件尺寸與感應(yīng)器結(jié)構(gòu)的配合選用,本文重點介紹感應(yīng)器的設(shè)計,附帶感應(yīng)器調(diào)試過程中的參數(shù),對于設(shè)計、調(diào)試、生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義。

    2. 設(shè)備描述

    設(shè)備組成部分:感應(yīng)加熱電源、感應(yīng)器、測溫系統(tǒng)、主機機械部分(含夾持機構(gòu)、定位機構(gòu)、壓裝機構(gòu)、冷卻水系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)),如圖2所示。

    圖1 齒圈、曲軸裝配關(guān)系示意

    圖2 加熱壓裝設(shè)備

    3. 電源參數(shù)

    電源參數(shù):工作電壓380V(三相),頻率50Hz;工作電壓342~430V;振蕩頻率10~40kHz(頻率隨感應(yīng)器圈數(shù)變化);最大輸入電流48A;額定輸出功率30kW。

    4. 壓裝過程設(shè)定

    右側(cè)尾座裝夾齒圈→感應(yīng)器到達(dá)加熱位置→電源加熱啟動→感應(yīng)器退回原位→右側(cè)尾座攜帶齒圈左移緩慢到達(dá)裝配位置→靜置等待齒圈降溫→右側(cè)尾座后退→裝配完成。

    5. 感應(yīng)器設(shè)計

    (1)常規(guī)的螺旋式內(nèi)孔加熱感應(yīng)器,如圖3所示。內(nèi)孔加熱式壓裝工藝見表1。

    (2)蚊香式端面加熱感應(yīng)器 如圖4所示(φ內(nèi)=d+8,φ外=D-32,φ內(nèi)、φ外需根據(jù)加熱溫度進(jìn)行調(diào)整,數(shù)據(jù)僅供參考;線圈與齒圈的間隙a根據(jù)加熱溫度進(jìn)行調(diào)整)。加熱參數(shù)見表2。

    根據(jù)試驗,得出齒輪加熱感應(yīng)器的設(shè)計參數(shù)見表3。

    6. 注意事項

    (1)感應(yīng)器設(shè)計強度要足夠,始終保持線圈與工件的間隙一致,且匝間距固定不變,否則加熱效果會差別很大。

    (2)齒輪熱裝必須緩慢加熱,因此感應(yīng)器與工件的間隙不能按常規(guī)淬火加熱感應(yīng)器設(shè)計,一般要求a>3mm。

    (3)加熱功率不能太大,否則內(nèi)孔溫度升溫很快,而漲大量不夠,或漲大量不均勻。

    (4)不同直徑和厚度的齒圈,加熱完成之后可能需要一定時間的均溫,其漲大量才能達(dá)到裝配需要。

    (5)裝配速度必須緩慢,過快容易造成刮傷或損壞工裝。

    (6)裝配完成之后,必須對齒輪進(jìn)行吹風(fēng)、靜置等冷卻,否則內(nèi)孔縮小量不夠,尾座退出時可能會使齒輪偏離一定的距離,從而使裝配精度達(dá)不到要求。

    (7)對于熱裝過程中出現(xiàn)裝配尺寸不到位或偏離的情況,廠家可以根據(jù)需要增加相應(yīng)的齒圈加熱拆卸設(shè)備。

    圖3 螺旋式感應(yīng)器(d1=d-6)

    圖4 蚊香式端面加熱

    表1 內(nèi)孔加熱式壓裝工藝

    表2 加熱參數(shù)

    表3 感應(yīng)器設(shè)計參數(shù)

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