防冰冻处理设备和防冰冻方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防冰冻处理设备和防冰冻方法、尤其是用于内部部件和外部部件收缩配合的防冰冻处理设备和防冰冻方法。
【背景技术】
[0002]收缩配合是如下一种技术:其中采用热膨胀现象来对一种结构的各个部件进行加热或冷却，以产生连接。对于许多典型的应用来说，通过对外部部件或压配来执行配合。最近，一种液氮收缩配合的新方法为配合提供更佳的替代方案。采用液氮收缩配合，通过使内部部件收缩(而非使外部部件膨胀)来获得必须的间隙。这通过将内部部件浸在温度为-196C的液氮浴池中来实现。在组装之后，使内部部件升温、扩张以形成紧密的无畸变过盈配合。
[0003]在典型的液氮收缩配合工艺中，将轴及其衬套的组件作为示例，机器人臂首先从传送器拾取内部部件(轴)，将轴送至浸在液氮浴池中预定时间，将轴从浴池中取出并将轴留在装配台上一定位置，然后柱塞将轴推到多个并排的衬套中，最后将组装完成的部件传送至加热位置，以去除轴表面上的冻结冰并进入后续步骤。
[0004]该工艺的一个大问题是在从液氮浴池中取出内部部件之后、内部部件的表面上存在冻结冰。在剩余的液氮在其表面上蒸发时，轴会具有受周围环境中湿气的作用覆盖的冰层。冰层随着时间的流逝会变厚，因此这会产生如下问题变厚”的轴无法插在衬套中、尤其是最后几个并排的衬套。此外，长期保持处于配合位置的冰层也会带来一些质量问题，类似于腐蚀。
[0005]在一些情形中，可对各部件进行加热，以在配合之后去除冰层，这会有很小的帮助，但无法解决根本问题。
[0006]仔细地观察在工艺中会在轴表面上产生冰层的步骤:
[0007]1.机器人臂将轴从液氮中拾取出并将轴放置在装配台上的步骤。
[0008]一开始，轴表面由剩余的液氮层覆盖，因此金属表面不会马上与湿空气接触。第二个原因，在液氮浴池的开口附近的空气中存在较少的湿气。
[0009]在输送至装配台的过程中，随着液氮层在表面上蒸发并且在环境中存在更多的湿气，冰层会形成并且产生在金属表面上。
[0010]2.在装配台处，将轴缓慢地推到衬套中。
[0011]这是关键点。在该区域中存在更多的湿气，且冰层在此会保持变得更厚。在轴和冰层的直径超过衬套的内直径的情形下，这变成一个问题。
[0012]因此，需要采取一些措施来至少在发生配合之前防止冰层的产生，也就是在将轴从液氮浴池移动至装配台的过程中以及在将轴推向组件上的衬套期间。
【发明内容】
[0013]本发明涉及一种用在内部部件和外部部件收缩配合中的防冰冻处理设备，该防冰冻处理设备能减小并消除低温内部部件的表面上的冰层，并且还能够提高生产量、改进配合质量并降低氮气消耗。
[0014]该防冰冻处理设备包括:操纵装置，所述操纵装置用于从传送器拾取内部部件，使内部部件在充满氮气的容器中浸渍预定时间，然后从容器中拾取内部部件并将内部部件放置在装配台上；以及输送装置，该输送装置用于将内部部件输送到同与内部部件对准的外部部件配合。
[0015]该处理设备还包括喷嘴装置，该喷嘴装置用于在从容器向装配台移动的过程中向内部部件吹送氮气并且用于至少在内部部件和外部部件发生装配之前向内部部件持续地提供氮气，以防止形成冰层。
[0016]具体地说，喷嘴装置的第一喷嘴设置在操纵装置上，而喷嘴装置的第二喷嘴设置在输送装置上。
[0017]此外，第一喷嘴可以设置成刚好位于轴的上方。
[0018]为了有助于围绕内部部件提供更加的氮气封围，将第一喷嘴设计成具有与内部部件的表面形状相对应的形状，并且设置有至少一个面向内部部件的小孔。
[0019]第二喷嘴例如具有环形喷嘴的形式，从而以环绕的形式将氮气吹向内部部件。第一和第二喷嘴的氮气注射都通过电磁阀以及示出内部部件所处位置的信号来控制。
[0020]本发明还披露了一种用在内部部件和外部部件收缩配合中的防冰冻方法，所述方法包括如下步骤:
[0021]从传送器拾取内部部件，使内部部件在充满液氮的容器中浸渍预定时间；
[0022]从容器中拾取内部部件并将内部部件放置在装配台上；
[0023]将内部部件输送到同与内部部件对准的外部部件配合；
[0024]为了防止在内部部件的表面上产生冰层，该方法还包括如下步骤:
[0025]在内部部件从容器运动至装配台的过程中，向内部部件吹送氮气；
[0026]在内部部件在装配台上装配就位时，触发氮气流；
[0027]然后至少在内部部件与外部部件发生配合之前，持续地向内部部件吹送氮气。
[0028]本发明的防冰冻处理方法能减少并消除在低温内部部件的表面上的冰层，并且由于处理设备中仅有一些部件设有氮气喷嘴，因而该组件能被简化并能减少氮气消耗，由此降低成本。
【附图说明】
[0029]现将参照附图以示例的方式描述根据本发明的防冰冻收缩配合处理设备和防冰冻收缩配合方法，附图中:
[0030]图1是根据本发明的防冰冻收缩配合处理设备的操纵装置和容器的示意图；
[0031]图2是根据本发明的防冰冻收缩配合处理设备的输送装置的示意图；
[0032]图3是根据本发明的防冰冻收缩配合处理设备的第一喷嘴的示意图；
[0033]图4是图3所示第一喷嘴上的小孔的俯视图；以及
[0034]图5是根据本发明的防冰冻收缩配合处理设备的第二喷嘴的示意图。
【具体实施方式】
[0035]现在参见图1，图1示出了用在内部部件和外部部件收缩配合中的防冰冻处理设备。将轴及其衬套的收缩配合作为示例，该防冰冻处理设备用于防止在轴及其衬套的收缩配合过程中、在轴表面上形成冰层。在附图中，该处理设备总地由附图标记I来表示并且包括机器人臂2和柱塞6。
[0036]机器人臂2可用于从传送器(未示出)拾取轴8 (内部部件)，将轴在充满_196°C的液氮的绝缘容器7的液氮中浸渍预定时间，然后从容器7中取出轴并将轴放置在装配台5上。虽然在图2中示出了采用机器人臂2来操纵轴8，但也可采用任何其它合适的操纵装置来对轴8进行操纵。
[0037]柱塞6可用于将轴8推到与轴对准的至少一个衬套9中。在轴8与这些衬套9配合好后，对轴8进行加热使其膨胀，从而与衬套9形成紧密的过盈配合。虽然在图1中示出了采用柱塞6来将轴8输送到与衬套9配合，然而也可采用任何其它合适的输送装置来对轴8进行输送。
[0038]为了防止在轴8的表面形成冰层，本发明的处理装置I还具有用于向轴吹送氮气的第