一种长衬套烘装工装的制作方法

本实用新型属于衬套烘装工装技术领域，具体涉及一种长衬套烘装工装及其烘装方法。

背景技术：

一般来说长度小于2000mm的衬套的烘装过程相对简单，衬套中心容易找中，加热衬套时轴温变化不大，安装间隙也可以保证；但对于长度大于2500mm的长铜衬套来说，烘装工艺就相对复杂的多，要将长衬套烘装进超长轴中时，因轴极长，无法在车间进行垂直烘装。铜衬套过长，加热时不宜使用封闭式的加热炉进行，而使用陶瓷加热片又会因为铜套的重量及吊装不稳等因素使易碎的陶瓷加热片损坏，导致设备寿命极低。因为衬套有较低的加热温度上限，导致衬套内径膨胀间隙较小，又因为烘装行程长，就极易出现衬套卡死现象，不易成功。

技术实现要素：

根据上述现有技术存在的缺陷，本实用新型为了配合现有的工艺生产，完成将长度为3m多的铜质长衬套烘装进长约16m的超长轴内，且烘装行程约16m的工艺过程，提供一种铜质长衬套烘装工装及其烘装方法。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种长衬套烘装工装，包括加热工装和装配工装，所述衬套套装在轴上，衬套和轴分别通过装配工装固定，衬套设置有对其进行加热的加热工装，所述加热工装包括电缆和交流电源，所述衬套为导体，在衬套外径缠绕若干圈电缆，电缆连接交流电源。

进一步地，所述加热工装还包含有保温层，所述保温层包覆在衬套的外壁，电缆缠绕在保温层外壁。

进一步地，所述电缆分为若干段，若干段电缆间距缠绕在衬套外径，每段电缆分别连接至交流电源，每段电缆分别连接有一个冷却装置。

进一步地，所述电缆为水冷电缆，电缆的内层为金属芯，电缆的外层为防护套管，金属芯和防护套管之间设置冷却液，冷却液包裹着金属芯，水冷电缆的金属芯与交流电源构成电路通路，水冷电缆的冷却液与冷却装置构成冷却液循环通路。

优选的，所述冷却装置为冷水机，型号为田枫tf-ls-5hp。

进一步地，每两段电缆间的缠绕间距不小于200mm，缠绕间距处包覆有两层保温层。

优选的，所述保温层为保温棉。

进一步地，所述装配工装包括轴固定支承工装和衬套吊运工装，所述轴固定支承工装包括固定支承座和若干可调支承座，所述固定支承座支撑轴端法兰，若干可调支承座沿轴的延伸方向设置并支撑轴。

进一步地，所述衬套吊运工装包括半圆柱托架和手拉葫芦，所述半圆柱托架内部为空心结构，半圆柱托架内径覆盖有防滑垫，半圆柱托架内径与衬套的外径相配合，所述半圆柱托架的两个侧边向外延伸有连接座，连接座上设置有若干用于吊装的吊耳，所述手拉葫芦通过柔性吊带穿过吊耳连接至数控龙门铣床配套吊梁。

一种长衬套烘装方法，用于衬套为导体时进行的烘装过程，包括以下步骤：

步骤一：衬套粗找正，将轴与衬套的位置找正，保证衬套与轴同心；

步骤二：衬套加热，通过电磁感应加热的方法加热衬套，使衬套达到预定的加热温度；

步骤三：衬套安装定位，将衬套装配至衬套烘装目标位置的轴段处，调整衬套位置，保证衬套与轴同心后，停止加热；

步骤四：拆下衬套加热装置，使衬套自然冷却至常温。

进一步地，对于步骤一的衬套粗找正，包括以下步骤：

步骤1：将轴卧式放置于数控龙门铣床工作台上，通过轴固定支承工装摆正并固定轴，通过打表测量衬套烘装目标位置轴颈顶部和侧向母线的方式将衬套烘装目标位置的轴段找正；

步骤2：通过衬套吊运工装将衬套吊挂在数控龙门铣床配套吊梁上；

步骤3：轴段和衬套清洁和检查，在衬套装配入衬套烘装目标位置的轴段前，对轴外表面和衬套内孔进行清洁和检查；

步骤4：调节衬套吊运工装和轴固定支承工装，使衬套与轴相互平行；

步骤5：通过调整轴固定支承工装和数控龙门铣床机床精度控制相结合的方式使衬套与衬套烘装目标位置的轴段同心，用卡钳测量衬套与轴段上下、左右的间隙值，相对测量值偏差保持在1mm以内。

进一步地，对于步骤二中电磁感应加热衬套的方法为，在衬套的外壁包覆保温层，将若干段电缆分段缠绕在保温层的外壁，每段电缆分别连接至交流电源，每两段电缆之间的间距不小于200mm，缠绕间距处包覆有第二层保温层，所述衬套包覆保温层和缠绕电缆的过程在衬套粗找正之前完成。

进一步地，对于步骤三中衬套安装定位过程如下，在装配前，通过控制机床坐标并参照轴与衬套的中心位置线来再次调整至同心；然后操作人员控制机床吊运向前行进，衬套到位后用铜棒调整其位置，确认安装到位后停止加热。

本实用新型的有益效果为：本实用新型克服了现有技术中通过外部加热衬套的技术偏见，采用电磁感应的方法直接从内部加热衬套，保证了衬套可选择在穿入轴中进行加热，而不能使轴温度升高至超过技术要求。

附图说明

图1为长衬套示意图；

图2为轴结构示意图；

图3为衬套加热工装示意图；

图4为电缆连接冷水机示意图；

图5为装配工装示意图；

图6为衬套吊运工装示意图；

图7为图6的侧视图；

图8为带有半圆柱托架的衬套吊运工装示意图；

图9为图8的侧视图；

图中：a、缠绕电缆，b、保温棉，c、延长电缆，d、冷水机，e、主机，f、衬套，1、连接板，2、数控龙门铣床配套吊梁，3、手拉葫芦，4、覆有保温棉及缠绕电缆的铜衬套，5、固定支承座，6、轴，7、第一可调支承座，8、第二可调支承座，9、柔性吊带，10、衬套烘装目标位置，11、交流电源，12、半圆柱托架，13、龙门铣工作台，14、金属芯，15、冷却液。

具体实施方式

为了使本实用新型的结构和功能更加清晰，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见附图1-9，一种使用电磁加热烘装铜质长衬套方法：

a、准备工作

1、加热设备

加热设备采用电磁感应加热器，此种加热方式利用电磁感应原理，如图3，电磁感应加热器主要包括缠绕电缆a、保温棉b、延长电缆c、冷水机d、主机e。

在铜衬套的外壁包覆保温层，将若干段电缆分段缠绕在保温层的外壁，每段电缆分别连接至交流电源，每两段电缆之间的间距不小于200mm，缠绕间距处包覆有第二层保温层，交流电源安装在主机内，主机内除了有供电设备外，还有plc控制系统，可恒定控温、设定升温速度、定时加热等控制功能，可以智能的、便捷的工作。

需要说明的是，图3所示为两段电缆连接一个交流电源，实际上，可以一段电缆连接一个交流电源；也可以若干段电缆连接一个交流电源，一个交流电源能连接多少端电缆，由交流电源和电缆的功率决定。

因衬套为铜质，导磁性极弱，根据此特性，我们提高了主机功率e，缠绕电缆a配合冷水机d选择水冷冷却，缠绕电缆a选择图中的四段法进行缠绕。

进一步地，所述缠绕电缆和延长电缆均为水冷电缆，电缆的内层为金属芯14，电缆的外层为防护套管，金属芯和防护套管之间设置冷却液15，冷却液15包裹着金属芯14，水冷电缆的金属芯14与交流电源11构成电路通路，水冷电缆的冷却液与冷水机d构成冷却液循环通路。

需要说明的是，缠绕电缆和延长电缆为一体的，延长电缆c连接至主机e内，金属芯14连接主机内的交流电源11构成电路通路，冷水机d通过管道延伸至主机e内并与延长电缆的冷却液15连通构成冷却液循环通路。

2、吊装及支承工装

如图4，烘装过程中，需要通过装配工装进行固定，装配工装有轴固定支承工装和衬套吊运工装，主要包括：1、连接板，2、数控龙门铣床配套吊梁，3、手拉葫芦，4、覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套，5、固定支承座，6、轴，7、第一可调支承座，8、第二可调支承座。

所述轴固定支承工装包括固定支承座5和两个可调支承座，固定支承座6和两个可调支承座安装在龙门铣工作台上，所述固定支承座支撑轴端法兰，两个可调支承座沿轴的延伸方向设置并支撑轴。

所述衬套吊运工装包括手拉葫芦3和柔性吊带，所述手拉葫芦连接在数控龙门铣床配套吊梁上，手拉葫芦末端通过柔性吊带连接衬套。

进一步地，衬套吊运工装还可以采用半圆柱托架，所述半圆柱托架内部为空心结构，半圆柱托架内径覆盖有防滑垫，半圆柱托架内径与衬套的外径相配合，所述半圆柱托架的两个侧边向外延伸有连接座，连接座上设置有若干用于吊装的吊耳，所述手拉葫芦通过柔性吊带穿过吊耳连接至数控龙门铣床配套吊梁，利用托架托衬套的方式进行烘装，可减小铜套的挠度，利于更细更长的挠度较大的衬套。

为了保证铜衬套行进平稳，直线度高，选用了利用数控龙门铣床的进给功能，也可用平稳的桥式起重机代替数控龙门铣床吊起衬套进行烘装。

3、烘装方法：

1）轴6卧式放置于数控龙门铣床工作台上，将固定支承座5及第一可调支承座7、第二可调支承座8分别摆放至图5所示位置，通过打表测量铜衬套烘装目标位置轴颈顶部和侧向母线的方式将轴段10找正。

2）轴6后衬套f外部包覆保温棉b，在保温棉b外部按照图3所示间距缠绕缠绕电缆a，每段缠绕电缆a间距不小于200mm，此200mm处需包覆两层保温棉b，用于隔热。使用柔性吊带9和手拉葫芦3将覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套吊挂在数控龙门铣床配套吊梁上。

3）轴段和衬套清洁度检查。

在覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套4穿入轴段6前，需对轴6外表面和覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套4内孔进行清洁。清洁状态需报验并填写确认表。

4）调整手拉葫芦3及第一可调支承座7、第二可调支承座8使覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套4与轴6基本相互平行。

5）通过调整手拉葫芦3和数控龙门铣床机床精度控制相结合的方式使覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套4与轴段10同心，用卡钳测量覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套4与轴段10上下、左右的间隙值，相对测量值偏差应在1mm以内（加热前粗找正）。

b．衬套加热

按照设备操作规程启动智能电磁感应加热冷水机d、主机组e，设定加热温度，使加热最终温度控制在技术要求的温度，加热使其内径膨胀至近似理论数值。

c．衬套安装定位

1）满足安装条件后，操作人员要统一协调指挥，吊装前可通过控制机床坐标并参照轴6与覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套4的中心位置线来再次调整至同心。

2）操作人员在覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套4两侧扶持衬套保持稳定，机床吊运继续向前行进。覆有保温棉b及缠绕电缆a的铜衬套4到位后可用铜棒适当调整其位置，在确认安装到位后方可停止加热设备。

d.衬套恢复常温

拆下缠绕电缆a、保温棉b，自然冷却3～4小时，不得采取风、水等强制冷却方式。

本实用新型适用性强，此烘装工装及方法适用于任何含铁材质的衬套的烘装。

采用本实用新型的烘装方法具有以下优点：1、缠绕电缆不与铜衬套直接接触，且适用于各种长度、直径的铜套，加热速度快，保证了铜衬套可选择在穿入轴中进行加热，而不能使轴温度升高至超过技术要求；

2、利用数控龙门铣床的高精度进给功能，保证了铜衬套行进过程的高精度且平稳；

3、利用吊起铜衬套的方式使铜衬套在烘装过程中具有了微小的晃动量，大大减少了铜衬套卡死的可能；

4、烘装方法合理严谨，节省时间，保证了安全施工，以及100%的成功率。

以上列举的仅是本实用新型的最佳实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。