一种大型轴套与轴承壳体的装配方法及应用与流程

1.本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种大型轴套与轴承壳体的装配方法及应用。


背景技术：

2.某系列燃气轮机的轴承壳体是动力涡轮中的重要零件之一，轴承壳体为薄壁细长结构，其两端腔体内装配有两个大型轴套，为过盈配合。由于轴承壳体轴向尺寸过高，导致装配时操作不便利，要装配大型轴套风险较高，且轴套与轴承壳体有严格的相互位置要求；其次装配后尺寸精度极高，两端内腔轴套互为基准，端跳、径跳0.02mm，轴承壳体外型面相对轴套跳动0.02mm，在较高零件上过盈装配后要实现如此高的精度，难度极大。
3.常规过盈配合的装配方法有压入法，冷装法，热装法等。压入法需要专用的压力机械和胎具，对于装配精度要求高，过盈量大，且结构复杂的轴套壳体及大型轴套不适用。使用热装法时，加热温度过高或是保温时间过长会造成轴承壳体的变形，进而影响到轴承壳体的多个精密尺寸；加热温度过低或保温时间过短又不能保证大型的轴套顺利的完成装配。使用冷装法时，轴套透温后，要动作迅速、准确，且不能产生歪斜，对操作工的技能水平有极高要求，对于大型轴套来说存在极大的风险，在装配中极易出现卡滞及歪斜，会造成严重后果。因此如何稳定、低风险的完成大型轴承的装配，成为加工中的一大难点。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种大型轴套与轴承壳体的装配方法及应用，解决了现有技术中大型轴套装配中极易出现卡滞、歪斜以及装配精度差的问题。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种大型轴套与轴承壳体的装配方法，具体按照以下步骤进行：
6.步骤一、确认轴套端面孔与轴承壳体螺纹孔的角向位置，在轴套与轴承壳体上标示出；
7.步骤二、将引导螺钉与轴承壳体螺纹孔固定连接；
8.步骤三、对安装完引导螺钉的轴承壳体、轴套超声波清洗；并用干燥洁净的压缩空气吹干；
9.步骤四、将超声清洗过的轴承壳体进行加热；液氮冷冻轴套；
10.步骤五、将冷冻后的轴套按标示的位置，通过引导螺钉装入轴承壳体的腔体内；将压紧螺钉放入轴套端面孔，将轴套与轴承壳体在冷热装后迅速压紧；
11.步骤六、待轴承壳体与轴套恢复室温状态后，拆卸引导螺钉及压紧螺钉，完成装配。
12.优选的，所述步骤三超声清洗的温度为40-50℃，清洗时间1-1.5小时。
13.优选的，所述步骤四中加热温度为180-220℃，加热时间为1-2h。
14.优选的，所述步骤四中液氮冷冻25-35min。
15.优选的，所述引导螺钉采用开槽无头轴位螺钉。
16.优选的，所述压紧螺钉采用国标外六角螺钉。
17.优选的，所述开槽无头轴位螺钉的轴位端直径比轴套端面孔孔径小0.05-0.1mm。
18.优选的，所述压紧螺钉在压紧时拧紧转距达到其标准值的70％-80％。
19.本发明还公开一种大型轴套与轴承壳体的装配方法装配的轴套与轴承壳体在燃气轮机的应用。
20.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：一种大型轴套与轴承壳体的装配方法及应用，首先，用超声波清洗，将相配合的零件清洗干净，避免零件表面的杂质对装配的影响，提高了装配精度；再通过加热膨胀与冷冻收缩相结合的装配方式，使两配合件间产生较大间隙，装配风险低，使本发明有较大的装配裕度，操作工有较长的反应操作时间，不会出现装配卡滞、歪斜、装配不到位等情况；其次使用引导螺钉和压紧螺钉提高了装配精度，并使操作简单，对操作工无特别高的技能水平要求，按工艺流程均可操作装配。
21.进一步的，超声清洗温度过高或过低达不到清洗效果，清洗时间过短不能使装配的零件进行充分的清洗，清洗时间过长浪费能源。超声清洗能够达到较好的清洁程度，避免了配合表面因为有脏物、不干净等影响装配精度的问题。
22.进一步的，开槽无头轴位螺钉的开槽便于拆装，无头螺钉是为了孔能顺利穿过，轴位是为了保证装配精度。加热后零件有较高温度，采用六角螺钉拧紧比较方便，同时便于力矩扳手检查。
23.进一步的，开槽无头轴位螺钉的轴位端直径比轴套端面孔孔径小0.05-0.1mm，为了保证轴套与轴承壳体相对角向关系比较准确，同时又能使轴套端面孔比较轻松穿过压紧螺钉。
24.进一步的，超声清洗过的轴承壳体进行加热，加热温度过高或是保温时间过长会造成轴承壳体自身变形，进而影响到轴承壳体的自身的其他精密尺寸，所以要考虑加热变形的问题；加热温度过低或保温时间过短，起不到加热膨胀的作用，不能保证大型的轴套顺利的完成装配。
25.进一步的，压紧螺钉在压紧时拧紧转距达到其标准值的70％-80％，拧紧力矩过小两零件在恢复常温时会产生装配偏差，拧紧力矩过大影响恢复常温时的应力释放。
26.本发明在实际应用中工艺稳定，可应用于多种型号的轴套与轴承壳体过盈装配。轴套和轴承壳体是过盈配合，要把轴套顺利装进轴承壳体，只能是轴套冷缩变小，轴承壳体热涨变大，使得两个零件双向变化，使装配时有充足的间隙，不会出现装配到一半卡滞，且操作工有充足的调整操作时间，大大降低了大型零件过盈装配时的风险。
附图说明
27.图1为本发明的轴套与轴承壳体装配示意图；
28.图2为本发明引导螺钉示意图；
29.图3为本发明的压紧螺钉示意图。
30.其中：1-轴套；2-轴承壳体；3-引导螺钉；4-压紧螺钉；5-轴承壳体螺纹孔；6-轴套端面孔。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
32.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
33.实施例1
34.参见图1所示，轴套外圆直径为φ395mm，高度为85mm；轴承壳体为总高为1305mm。
35.引导螺钉3采用开槽无头轴位螺钉结构，如图2所示，螺纹规格与轴承壳体螺纹孔5规格保持一致，轴位端直径为10mm；压紧螺钉4采用国标外六角螺钉，如图3所示；用记号笔确认轴套端面孔6与轴承壳体螺纹孔5的角向位置，在轴承壳体2与轴套1上标记出；拧入4个引导螺钉3至轴承壳体螺纹孔5内；将轴承壳体2与轴套1采用2％-3％的apc
‑ⅰ
水溶性清洗液用超声波清洗机进行清洗干净，超声清洗的温度为40℃，清洗时间为1h，并用干燥洁净的压缩空气吹干，压缩空气吹干效率高，对于工厂来源方便，且压缩空气自身是经过过滤处理的，洁净程度高；将轴承壳体2放入低温炉，加热到180℃，保温1.5小时；将轴套1放在装有液氮的容器中冷冻25分钟，期间根据消耗情况，不断添加液氮。将冷冻后的轴套1按标记的位置，通过引导螺钉3装入轴承壳体2的腔体内，检查装配后检查轴套1与轴承壳体2角向位置是否正确，轴套1是否装配到位，及时对所发现问题进行调整；用压紧螺钉3放入轴套端面孔6，将轴套1与轴承壳体2在冷热装后迅速压紧，保证轴套1能完全装配贴合到位，待轴承壳体2与轴套1恢复室温状态后，拆卸引导螺钉3及压紧螺钉4，完成装配。
36.实施例2
37.参见图1所示，轴套外圆直径为φ395mm，高度为85mm；轴承壳体为总高为1305mm。
38.引导螺钉3采用开槽无头轴位螺钉结构，如图2所示，螺纹规格与轴承壳体螺纹5孔规格保持一致，轴位端直径为10mm；压紧螺钉4采用国标外六角螺钉，如图3所示；用记号笔确认轴套端面孔6与轴承壳体螺纹孔5的角向位置，在轴承壳体2与轴套1上标记出；拧入4个引导螺钉3至轴承壳体螺纹孔5内；将轴承壳体2与轴套1采用2％-3％的apc
‑ⅰ
水溶性清洗液用超声波清洗机进行清洗干净，超声清洗的温度为45℃，清洗时间为1h，并用干燥洁净的压缩空气吹干，压缩空气吹干效率高，对于工厂来源方便，且压缩空气自身是经过过滤处理的，洁净程度高；将轴承壳体2放入低温炉，加热到200℃，保温2小时；将轴套1放在装有液氮的容器中冷冻30分钟，期间根据消耗情况，不断添加液氮。将冷冻后的轴套1按标记的位置，通过引导螺钉3装入轴承壳体2的腔体内，检查装配后检查轴套1与轴承壳体2角向位置是否正确，轴套1是否装配到位，及时对所发现问题进行调整；用压紧螺钉3放入轴套端面孔6，将
轴套1与轴承壳体2在冷热装后迅速压紧，保证轴套1能完全装配贴合到位，待轴承壳体2与轴套1恢复室温状态后，拆卸引导螺钉3及压紧螺钉4，完成装配。
39.实施例3
40.参见图1所示，轴套外圆直径为φ395mm，高度为85mm；轴承壳体为总高为1305mm。
41.引导螺钉3采用开槽无头轴位螺钉结构，如图2所示，螺纹规格与轴承壳体螺纹孔5规格保持一致，轴位端直径为10mm；压紧螺钉4采用国标外六角螺钉，如图3所示；用记号笔确认轴套端面孔6与轴承壳体螺纹孔5的角向位置，在轴承壳体2与轴套1上标记出；均布拧入4个引导螺钉3至轴承壳体螺纹孔5内；将轴承壳体2与轴套1采用2％-3％的apc
‑ⅰ
水溶性清洗液用超声波清洗机进行清洗干净，超声清洗的温度为50℃，清洗时间为1.5h，并用干燥洁净的压缩空气吹干，压缩空气吹干效率高，对于工厂来源方便，且压缩空气自身是经过过滤处理的，洁净程度高；将轴承壳体2放入低温炉，加热到220℃，保温2小时；将轴套1放在装有液氮的容器中冷冻35分钟，期间根据消耗情况，不断添加液氮。将冷冻后的轴套1按标记的位置，通过引导螺钉3装入轴承壳体2的腔体内，检查装配后检查轴套1与轴承壳体2角向位置是否正确，轴套1是否装配到位，及时对所发现问题进行调整；用压紧螺钉3放入轴套端面孔6，将轴套1与轴承壳体2在冷热装后迅速压紧，保证轴套1能完全装配贴合到位，待轴承壳体2与轴套1恢复室温状态后，拆卸引导螺钉3及压紧螺钉3，完成装配。
42.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：
1.一种大型轴套与轴承壳体的装配方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：步骤一、确认轴套端面孔与轴承壳体螺纹孔的角向位置，在轴套与轴承壳体上标示出；步骤二、将引导螺钉与轴承壳体螺纹孔固定连接；步骤三、对安装完引导螺钉的轴承壳体、轴套超声波清洗；并用干燥洁净的压缩空气吹干；步骤四、将超声清洗过的轴承壳体进行加热；液氮冷冻轴套；步骤五、将冷冻后的轴套按标示的位置，通过引导螺钉装入轴承壳体的腔体内；将压紧螺钉放入轴套端面孔，将轴套与轴承壳体在冷热装后迅速压紧；步骤六、待轴承壳体与轴套恢复室温状态后，拆卸引导螺钉及压紧螺钉，完成装配。2.根据权利要求1所述的一种大型轴套与轴承壳体的装配方法，其特征在于，所述步骤三超声清洗的温度为40-50℃，清洗时间1-1.5小时。3.根据权利要求1所述的一种大型轴套与轴承壳体的装配方法，其特征在于，所述步骤四中加热温度为180-220℃，加热时间为1-2h。4.根据权利要求1所述的一种大型轴套与轴承壳体的装配方法，其特征在于，所述步骤四中液氮冷冻25-35min。5.根据权利要求1所述的一种大型轴套与轴承壳体的装配方法，其特征在于，所述引导螺钉采用开槽无头轴位螺钉。6.根据权利要求1所述的一种大型轴套与轴承壳体的装配方法，其特征在于，所述压紧螺钉采用国标外六角螺钉。7.根据权利要求5所述的一种大型轴套与轴承壳体的装配方法，其特征在于，所述开槽无头轴位螺钉的轴位端直径比轴套端面孔孔径小0.05-0.1mm。8.根据权利要求6所述的一种大型轴套与轴承壳体的装配方法，其特征在于，所述压紧螺钉在压紧时拧紧转距达到其标准值的70％-80％。9.权利要求1-8任意一项所述的装配方法装配的轴套与轴承壳体在燃气轮机的应用。

技术总结
本发明公开了一种大型轴套与轴承壳体的装配方法及应用，具体按照以下步骤进行：步骤一、确认轴套端面孔与轴承壳体螺纹孔的角向位置，在轴套与轴承壳体上标示出；步骤二、将引导螺钉与轴承壳体螺纹孔固定连接；步骤三、对安装完引导螺钉的轴承壳体、轴套超声波清洗；并用干燥洁净的压缩空气吹干；步骤四、将超声清洗过的轴承壳体进行加热；液氮冷冻轴套；步骤五、将冷冻后的轴套按标示的位置，通过引导螺钉装入轴承壳体的腔体内；将压紧螺钉放入轴套端面孔，将轴套与轴承壳体在冷热装后迅速压紧；步骤六、待轴承壳体与轴套恢复室温状态后，拆卸引导螺钉及压紧螺钉，完成装配。本发明操作简单，按工艺流程均可操作装配。按工艺流程均可操作装配。按工艺流程均可操作装配。


技术研发人员：郭健 刘少华 张发龙 何新定 杜欢欢 高志荣 史凯卫 刘欣荣
受保护的技术使用者：中国航发动力股份有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/21