專利名稱：從孔中取出由韌性鋼材制成以收縮法固定細(xì)長(zhǎng)芯子的方法和裝置的制作方法
相應(yīng)于一種從輪轂或孔中取出例如軸類或螺栓類以收縮法固定細(xì)長(zhǎng)芯子的方法，本發(fā)明涉及從輪轂或孔中取出由韌性鋼材制成以收縮法固定細(xì)長(zhǎng)的軸、螺栓或類似芯子的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法所采用的裝置。這個(gè)裝置是適用于一個(gè)從輪轂或孔中不向外突出或不明顯的向外突出的芯子，并且從其兩側(cè)在全長(zhǎng)上鉆出一個(gè)元階梯的軸向孔，或除了留有中間隔墻外，從其兩側(cè)鉆出兩個(gè)無階梯的軸向孔，此二個(gè)貫穿其全長(zhǎng)，這個(gè)裝置包括鉆孔裝置，螺紋切削裝置，一個(gè)或兩個(gè)牽引裝置和一個(gè)或兩個(gè)把牽引力從一個(gè)或二個(gè)牽引裝置傳送到芯子上的牽引力傳送裝置，且這個(gè)裝置適用于一個(gè)從輪轂或孔中不向外突出或不明顯的向外突出的芯子，為了把芯子卸下這一目的，從芯子一端或兩端鉆出一個(gè)具有螺紋，特別是細(xì)牙螺紋的短的軸向孔，此裝置包括鉆孔裝置，螺紋切削裝置，至少一個(gè)牽引裝置和在一個(gè)或兩個(gè)牽引裝置之間把力傳送到芯子上的一個(gè)或兩個(gè)力傳送裝置。
已知，在燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)中，提供帶有插入銷的轉(zhuǎn)子葉片，并由幾排螺栓和連接孔將它們連接到葉輪的頂上?，F(xiàn)代的汽輪機(jī)中，運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，產(chǎn)生過量的徑向摩擦力以防止僅因施加的壓力而使螺栓或鉚釘(在最后階段相當(dāng)于400毫米，在高溫階段較短的螺栓)從孔中脫出。這種情況是在螺栓內(nèi)部不同部位之間內(nèi)應(yīng)力不同，導(dǎo)致螺栓緊密配合表面的污染和氧化(當(dāng)圓盤式葉片柄彎曲式傾斜而使螺栓受到擠壓和鎖緊的綜合作用壓縮時(shí))至使螺栓橫向膨脹引起的。
已知的取出擠壓收縮固定的方法，如過冷或加熱，又如應(yīng)用增壓的液壓油同時(shí)進(jìn)行壓和擠，并由氣壓錘輔助，均應(yīng)技術(shù)不適用或其它原因，如果使用，便得不到所希望的結(jié)果。過去，螺栓被局部鉆出或全部鉆至大約為1/10毫米的殘余壁厚，以便釋放內(nèi)應(yīng)力。盡管如此，它有旋轉(zhuǎn)的鉆頭偏離和在穿透軟的轂材料之后被硬的螺栓材料逐步排斥的危險(xiǎn)。因此，在旋轉(zhuǎn)的葉片柄和輪盤上看到的一些孔上有2至3毫米的橢圓度，其效果對(duì)于連接作用是不利的。盡管采用很精心的操作和采用旋鉆襯套對(duì)鉆出的螺栓更安全的給予補(bǔ)償，但這種方法在實(shí)際中還是不適用的，因?yàn)樗鄬?duì)消耗更多，結(jié)果延長(zhǎng)汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)間。
為此，本發(fā)明的目的是提供一種上面提到的那種方法和實(shí)現(xiàn)這種方法并能簡(jiǎn)便和快速取出芯子，尤其是冷縮插入銷這種方法所采用的裝置。
就實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法來說，是通過從輪轂或孔中取出例如軸或螺栓等以收縮法固定芯子的方法來完成這一發(fā)明的目的，其特征是在芯子的軸向孔側(cè)面伸出的二者中任一個(gè)連接件，它與牽引裝置相連，要不就是把一個(gè)具有可由壓力裝置加載的軸向伸出端的實(shí)心銷，插入所說的軸向孔中，根據(jù)具體情況，在所說的芯子上，盡可能同心地預(yù)先鉆出所說的軸向孔;在芯子塑性變形范圍內(nèi)把它拉長(zhǎng)，使芯子徑向收縮，在塑性變形開始之后，以相對(duì)慢的速度對(duì)芯子進(jìn)行加載，直至載荷加到芯子破裂強(qiáng)度95%～97%的最大應(yīng)力;必要時(shí)，在預(yù)先切掉例如鉚釘頭或類似物的芯子末端的大頭之后，再從孔中把芯子拉出或頂出。
使用本發(fā)明的方法，從汽輪機(jī)中取出葉片螺栓所進(jìn)一步帶來的優(yōu)點(diǎn)是，設(shè)計(jì)葉片連接處所需要的附加公稱應(yīng)力范圍可全部或部分省去。為使芯子在長(zhǎng)度方向幾乎全部實(shí)現(xiàn)“蠕動(dòng)波”，建議按照本發(fā)明方法進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，從一端牽引芯子，同時(shí)在另一端施加相反的壓力。本發(fā)明方法的其它優(yōu)點(diǎn)是，由于壓擠和壓擠釋放現(xiàn)象，另外出現(xiàn)在鉆穿零件孔中的凸起可全部或大部除去。
就裝置來說，通過權(quán)利要求4和7的特征部分來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。根據(jù)相對(duì)于權(quán)利要求4而言的權(quán)利要求7，本發(fā)明裝置的優(yōu)點(diǎn)是，可傳送近兩倍的縱向力(抗拉力)。
按照對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在螺紋端和芯軸端之間的軸孔有一平滑的圓筒部分，它的內(nèi)徑與細(xì)牙螺紋的外徑相等，其長(zhǎng)度按公式L≈R × SR]]>選定。這個(gè)圓筒部分保證螺紋端的徑向擴(kuò)張率效應(yīng)相對(duì)較小。
正如徑向膨脹較小的鋸齒螺紋或類似的螺紋按本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，由于實(shí)現(xiàn)細(xì)牙螺紋將減小或避免徑向膨脹的危險(xiǎn)。
對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是，每個(gè)牽引銷，每一個(gè)牽引螺栓和與之相連的芯子孔均為圓錐形，螺紋是具有小的徑向膨脹，支承邊角度為0°和15°之間的鋸齒型螺紋和類似的螺紋，芯子中的圓錐形孔，其后面光滑的圓筒狀部分，它的直徑與牽引螺栓的圓錐螺紋的最大外徑相等，其長(zhǎng)度按公式L≈R × SR]]>選擇。由于這個(gè)原因，栓或螺栓的圓錐形狀得到最佳的使用橫截面。因?yàn)樾咀恿粝碌臍埩舯诤鼙。硗?，芯子可能破裂，因此，具有小徑向膨脹螺紋和光滑圓筒部分是需要的。
為了易于制造和獲得最佳力傳送，每個(gè)螺紋錐體包括相等的圓錐傾角或不相等的圓錐傾角，相等的螺距或不相等的螺距和相等的支承邊角度或不相等的支承邊角度的兩個(gè)部分。
圖示的是本發(fā)明的取出汽輪機(jī)由普通的含12%鉻的材料制成的葉片指形螺栓的情況。


圖1是螺栓的材料的縱向和橫向的應(yīng)力變形圖。
圖2描述本發(fā)明方法第一個(gè)實(shí)施例的方法步驟圖。
圖3使用拔出裝置的第二個(gè)實(shí)施例局部橫向剖面圖。
圖4是第三實(shí)施例，使用不同的拔出裝置的局部剖面圖。
圖5是用圓錐螺紋連接的第三種拔出裝置的詳細(xì)圖。
圖6是圖5所示圓錐鋸齒螺紋的詳細(xì)圖。
圖7是更換為短芯子，具有兩部分圓錐螺紋的軸向孔的部分橫截面圖。
圖8是螺紋支承邊的力和應(yīng)力的分布圖。
圖9是由于規(guī)定雙軸向拉伸強(qiáng)度狀態(tài)而產(chǎn)生的在殘余截面蠕變阻滯起源圖。
考慮到一些在先描述的向螺栓傳送牽引力的不同方法步驟和不同裝置。
如圖1所示，塑性變形區(qū)域內(nèi)，將螺栓拉伸使之橫截面減小，是建立在螺栓材料的靜態(tài)應(yīng)力/變形特性曲線σ0(ε)或σw(
)的基礎(chǔ)上，特性曲線可細(xì)分為下面的區(qū)域O-E彈性區(qū)域(虎克定律區(qū)域)E-F在彈性極限σE和蠕變極限σF之間的區(qū)域(相當(dāng)于σ0.2)F-H于頸縮和不穩(wěn)定前變形區(qū)域直到最大負(fù)載點(diǎn)H。而導(dǎo)致相對(duì)地高的塑性拉伸和橫向收縮。
依照本發(fā)明的使用技術(shù)價(jià)值基本上在最大負(fù)載點(diǎn)H之前在圖1中所畫繪影線區(qū)域，超出此點(diǎn)的拉伸只導(dǎo)致拉伸應(yīng)力很小的變化。H-B超出最大負(fù)載點(diǎn)H，在一定程度的變硬之后的局部頸縮發(fā)生(或H-T)在橫截面處于是出現(xiàn)三個(gè)軸向應(yīng)力狀態(tài)。另外，應(yīng)力σw＝F/Aw與強(qiáng)度δ0＝F/A0導(dǎo)致的瞬間有效橫截面偏斜的最大程度有關(guān)，強(qiáng)度δ0＝F/A0與最初的橫截面積A0的多軸程度有關(guān)。這樣，自然和人為導(dǎo)致的局部沖載作用可通過可由理論上得到的材料破裂強(qiáng)度δT的百分比而確定。例如，在力傳送的局部限定點(diǎn)，這個(gè)應(yīng)力狀態(tài)允許獲得一應(yīng)力范圍，這個(gè)范圍在技術(shù)上能用在δT/δ0.2≈1.14……1.80，這個(gè)范圍幾倍于通常所用的螺栓材料的屈服極限點(diǎn)。另一方面，蠕變現(xiàn)象可在一定的區(qū)域內(nèi)引起，這個(gè)區(qū)域主要取決于在δz范圍內(nèi)的單軸應(yīng)力，δz/δ0.2≈1.10……1.25，這種蠕變現(xiàn)象在螺栓需橫截面收縮表現(xiàn)的非常充分。
本發(fā)明是，建立在形成界限分明蠕變狀態(tài)和螺栓材料中的多軸狀態(tài)這種思想上，尤其是利用變形的運(yùn)動(dòng)變硬，以及增加了在多軸的，尤其是三軸應(yīng)力/拉伸狀態(tài)的橫截面收縮的阻力，在切口螺栓的截面增加縱向應(yīng)力可產(chǎn)生局部進(jìn)行蠕變區(qū)域，它產(chǎn)生的原理如下一定體積的塑性變形按照下列關(guān)系△d/d0≈0.5△L/L0，其中，△d/d0是橫向延伸率，△L/L0是縱向延伸率，導(dǎo)致螺栓直徑十分均勻地減小和消除了收縮裝配的軸向摩擦力。此外，由于拉長(zhǎng)運(yùn)運(yùn)變硬，塑性橫向收縮變得穩(wěn)定。
dδ/dεpl＞D (D＞Dmin＞0)和位于均勻拉伸范圍內(nèi)避免了由于不穩(wěn)定的破裂，即在應(yīng)力/變性特性曲線的E和H之間。
通常的螺栓材料，拉伸變硬系數(shù)D和最大負(fù)載F的固有拉伸
H＝Ln(LH/L0)位于一個(gè)范圍，在這個(gè)范圍，螺栓的塑性橫截面(△d/d0)pl減小1%至2%是允許的，在此范圍，基本上允許減小和甚至軸向取出很配合的葉片指形螺栓，而且，還可和取出其它的相當(dāng)長(zhǎng)的收縮固定件。
另外，如果螺栓在蠕變極限σF范圍F被縱向牽引的加負(fù)載，塑性變形通過彈性橫向收縮仍然疊加。
如下所述(△d/d0)el＝ν·σF/E ν≈0.3如圖2所示提到本發(fā)明方法的實(shí)施例中，葉片螺栓1收縮固定在汽輪機(jī)盤頂上的叉形孔中，叉形的葉片銷，下文中簡(jiǎn)稱為“螺栓”。用已知移動(dòng)式鉆機(jī)作用在蒸氣出口一側(cè)的螺栓端部中心孔處，并鉆穿全長(zhǎng)，使之只剩下0.1d至0.15d的殘余壁厚，d是螺栓的直徑，較小的數(shù)值適用于較小的螺栓直徑。這個(gè)厚度不存在任何鉆穿問題。一個(gè)很硬實(shí)心的壓力銷釘3插進(jìn)這個(gè)軸向孔2，使用普通用于釘牢螺栓的鉚釘機(jī)4施加壓力于從軸向孔伸出銷釘3的端部，使螺栓塑性拉伸由于體積不變定律，導(dǎo)致螺栓直徑減小。由于螺栓材料的拉伸變硬，沿著螺栓的長(zhǎng)度產(chǎn)生前進(jìn)的蠕變波，它導(dǎo)致在其端部的軸向摩擦力減小，預(yù)先把在蒸氣進(jìn)口一側(cè)的鉚釘頭切掉，僅用相對(duì)小的力可把螺栓從孔中頂出。
在圖3所示的例子中，對(duì)那用螺紋連接的牽引銷5施加牽引力導(dǎo)致塑性橫向收縮。首先，從螺栓的兩端盡可能同心地鉆出一孔，使之只剩下0.1d至0.15d的殘余壁厚，因此在二孔中間留下一定長(zhǎng)度的中央隔墻6，中央隔墻也可除去，也意味著從兩側(cè)鉆通。在至少是其中的一個(gè)孔，最好兩個(gè)孔，用細(xì)牙螺紋加工靠近外端的區(qū)域，這螺紋的內(nèi)徑與螺栓中的孔的直徑相等。按最佳實(shí)施例，擰入該孔的牽引銷5一般是用比螺栓更硬材料制成。由于用兩個(gè)液壓千斤頂從兩側(cè)一起向牽引銷5施加牽引力，液壓千斤頂內(nèi)側(cè)頂著(與螺栓軸心正交的)輪盤頭7的側(cè)面。其外側(cè)頂著中間板8的內(nèi)側(cè)面，板8圍繞著有間隙隔開的牽引銷，中間板8的外側(cè)表面對(duì)著擰在牽引銷上的螺母9的內(nèi)表面，螺母的徑向直徑比中間媒介板8的小。
在蒸汽入口一側(cè)作用在牽引栓5上的液壓千斤頂可省去，由同長(zhǎng)的圓盤，板塊式類似物替換，以補(bǔ)償其間隙。
由于液壓千斤頂，在二孔之間的螺栓截面導(dǎo)致主要單向應(yīng)力強(qiáng)度σz，1.1. δ0.2B≤δH≈950N/mm2同時(shí)，必須保證，在螺紋區(qū)的螺栓切削殘余截面dB-da的螺紋，切槽牽引強(qiáng)度
可在三軸應(yīng)力狀態(tài)現(xiàn)實(shí)，而不超過1100N/mm2。同樣，同樣理由適用于兩個(gè)擰入的牽引銷5的無凹槽區(qū)域。δz≤δ0.2典型的螺栓直徑，下面的螺紋規(guī)格和牽引力是可行的直徑18mmM14×1(dk＝13)，F(xiàn)z＝10.9……11.2t直徑15mmM12×1(dk＝11)，F(xiàn)z＝7.3……7.5t直徑13mmM10×0.75(dk＝9.2)，F(xiàn)z＝5.9……6.1t
直徑18mm的螺栓，其殘余壁厚為2.5mm，單向孔深度在100和120mm之間，考慮到通常的鉆孔精度和偏差，它不會(huì)有大的問題。
除了牽引栓5的尺寸特別適用于多軸應(yīng)力狀態(tài)和除了在力傳送點(diǎn)的螺紋形狀外。對(duì)于最佳取出螺栓，下面的細(xì)節(jié)是主要的a)在孔的開口和具有一光滑的(無凹槽)圓筒區(qū)域10的螺栓的端部之間的引入?yún)^(qū)域提供軸向孔2，它的直徑與螺紋的外徑相同，它的長(zhǎng)度由經(jīng)驗(yàn)公式L≈R × SR]]>決定，R為圓筒的壁厚，SR為圓筒的平均半徑，使用徑向膨脹很小的例如有精確的齒形側(cè)面角的鋸齒螺紋，減少了對(duì)這些的尺寸徑向膨脹和偏斜出去的危險(xiǎn)。
b)軸向孔必須盡可能的與螺栓的縱向軸同心加工，螺紋必須與輪盤頭7的側(cè)面垂直加工，以避免附加彎曲和膨脹。
c)牽引裝置(如液壓千斤頂)的加載速度在彈性材料范圍可很高，在螺栓1發(fā)生蠕變開始后必須變得很低。大約在加載30秒到達(dá)最大負(fù)荷，也就是，有螺紋的螺栓切口截面的強(qiáng)度極限95-97%，以使材料變?yōu)樗苄浴?br> d)當(dāng)螺栓正好出現(xiàn)在最大負(fù)載點(diǎn)H之前，和使螺栓1產(chǎn)生充分的塑性收縮之后，在不易操作一側(cè)的液壓千斤頂?shù)膲毫陕档?，而易于操作一?cè)的壓力應(yīng)繼續(xù)維持不變。現(xiàn)在，在不易操作的一側(cè)以輕輕錘擊螺栓的尾部，可將螺栓1拉出。
e)考慮到車有螺紋的栓或螺栓可能破裂，在液壓千斤頂和牽引栓5上的安全套或杯必須牢固。當(dāng)螺栓連接為幾排時(shí)，鄰近的螺栓的螺紋要保證安全套的固定。
在圖4的情況中，在螺栓1的兩端提供比較短的階梯軸向孔2，如60mm長(zhǎng)。每個(gè)軸向孔存在尾部有一盲孔部分，在其中，細(xì)牙螺紋12與最好有小臺(tái)階的合適尺碼的牽引螺栓13的相應(yīng)端部細(xì)牙螺紋連接。盲孔后面連的是大直徑圓筒部分，在其進(jìn)入口是一長(zhǎng)度為L(zhǎng)≈R × SR]]>的光滑圓筒部分，這個(gè)部分向里是與牽引套15的細(xì)牙螺紋相配合的細(xì)牙螺紋14，該牽引套具有與10部分直徑相等的螺紋芯直徑。在內(nèi)牽引套15和盲孔部分的開始部分之間，提供一直徑等于套筒螺紋芯徑的光滑圓筒，其作用是限制牽引套筒15的應(yīng)力。
具有恒定外徑的牽引套15從軸向孔2中伸出，在伸出端有細(xì)牙螺紋17。牽引栓13穿過牽引套15，從牽引套15中伸出，在其伸出端上攻上細(xì)牙螺紋18。牽引套15兩端的芯徑與牽引螺栓13芯徑是同的。牽引螺栓13的前端螺紋與外螺母19的內(nèi)螺紋嚙合如徑向所示，螺母19的作用是拉伸，即螺母的拉伸強(qiáng)度等于最大強(qiáng)度。相應(yīng)的，牽引套筒15的前端螺紋與起拉伸作用的內(nèi)螺母20嚙合。
螺母19和20的拉伸截面依照牽引螺栓13和牽引套15上的牽引力分布選定。垂直于螺栓1縱向軸的內(nèi)螺母頭的內(nèi)表面21作為也垂直于螺栓1縱向軸的外螺母外表面的支撐面。直接垂直于螺栓縱向軸頂著輪盤頭7側(cè)向表面作用在內(nèi)側(cè)的液壓千斤頂壓力驅(qū)動(dòng)件頂著外螺母頭的內(nèi)表面。
液壓千斤頂，螺母19和20，牽引螺栓13和牽引套筒15的伸出端均被安全罩11罩上。
牽引螺栓13和牽引套15的材料應(yīng)選得盡可能的硬。
螺紋的尺寸，牽引螺栓直徑的尺寸，牽引套直徑的尺寸和傳遞的牽引力相應(yīng)地應(yīng)用，參照?qǐng)D3的指示。
與圖3中的實(shí)施例相比，如果螺栓材料的屈服點(diǎn)在650和700N/mm2之間，對(duì)上面描述的改進(jìn)允許傳遞幾乎兩倍的牽引力(縱向力)由此，也充分的獲得實(shí)心螺栓截面上的橫向收縮。
圖5所示的實(shí)施例與圖3所示的實(shí)施例區(qū)別，其單軸向孔式如圖4所示的雙向軸向孔，各自較短，并至少有一個(gè)牽引栓5(在螺紋區(qū)域)是圓錐形的。其上是低速拉伸的鋸齒螺紋。
盡管如此，在圖5易于接近一側(cè)的，例如為φ5mm小內(nèi)孔24中也包括小臺(tái)階，而在另一側(cè)直徑為5.5，于是這就提供了單一輪廓分明的螺栓斷裂點(diǎn)。在此點(diǎn)斷裂后，在直徑上沒有產(chǎn)生塑性減小的短螺紋端，可容易地從輪轂中拔出，而長(zhǎng)的螺栓直徑上產(chǎn)生塑性減小的，不徑螺脊向易接近一側(cè)不需很大作用力就可拔出。
每一軸向孔2包括有一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)≈RX SR]]>的圓柱形光滑引入部分10，一個(gè)具有小徑向膨脹螺紋的圓錐形中間部分23和一個(gè)光滑的圓柱端部24。中間部分的螺紋與螺紋柱的螺紋相嚙合，通過它將牽引力傳到螺栓1。螺紋最好是支承邊角度α在0和15°之間的鋸齒螺紋23a(圖6所示)。
圓錐體上的傾角大小取決于借助螺紋切削機(jī)對(duì)螺紋加工的可能性。推薦下面的關(guān)系式dB/dSa＝1.125，dB/dSi＝3.6就車有螺紋的圓錐體來說，選擇螺距在0.75和1mm之間，傾角大約為5.70(tanφ≈0.1)，支承側(cè)角度為15°更為實(shí)用。
每個(gè)牽引銷5′由圓錐螺紋部分，圓柱形的中間部分和具有公制螺紋的圓柱形的端部組成。這個(gè)牽引銷的公制螺紋與拉伸螺紋或類似物的螺母內(nèi)螺紋，以及拉伸螺紋或類似物直接與縱向螺栓軸垂直的螺母內(nèi)表面嚙合，直接或間接作用在液壓千斤頂驅(qū)動(dòng)件的支承面上。一個(gè)對(duì)中套使液壓千斤頂對(duì)中，這個(gè)套超過銷的中間部分而伸出，并支承在輪盤頭7的側(cè)面上。
如果需要傳遞很大的力或不能加工超過整個(gè)長(zhǎng)度的支承長(zhǎng)度的圓錐螺紋，即如果這樣做有問題時(shí)，因此，這兩個(gè)部分的傾角可應(yīng)用有兩個(gè)螺紋部分的圓錐尖端，但螺距和支承邊角度必須是不一樣的(圖7)。
借助多軸拉伸應(yīng)力和拉伸狀態(tài)，可能給予產(chǎn)生的最大值，在實(shí)心螺栓橫截面O-O上可達(dá)到接近920N/mm2的拉伸強(qiáng)度。在這種情況下，牽引銷5′的橫斷面4-4上的屈服點(diǎn)不能超過1200N/mm2，這個(gè)數(shù)值對(duì)于很硬的材料，無疑地是可以實(shí)現(xiàn)的，每當(dāng)需要時(shí)，均可保證。
如圖3所示的實(shí)施例，是一般的完成取出螺栓的方法，不管怎樣要避免只從單側(cè)施加牽引力和從蒸汽出口側(cè)去收縮螺栓，因這樣必然把深深的隆起線留在輪盤和葉片的孔中。
在螺栓1整個(gè)全長(zhǎng)上必須進(jìn)行塑料拉伸，以便在螺栓拉出來之前，使其橫截面收縮，這可借助液壓千斤頂或類似裝置在其兩側(cè)施加牽引力來實(shí)現(xiàn)。如圖5所示。足以容納一器具，以便頂在易于接近橫截面收縮的一側(cè)，并且在這易于接近的一側(cè)由液壓千斤頂施加牽引力，當(dāng)已獲得最大負(fù)荷時(shí)，為了使螺栓1能被拉出來，則要取走在很難接近的一側(cè)的器具。
根據(jù)權(quán)利要求6，本發(fā)明另一個(gè)特征是，如圖8所示的螺紋的支承邊角度α，按照如下式子選擇，即由于縱向和周向拉伸的綜合作用，在芯子圓筒體橫截面中建立了多軸應(yīng)力狀態(tài)，σu(＝σ2)≈0.5σL(＝σ1)，以此來選擇。因此在芯子的圓筒體的殘余橫截面上的蠕變大約增加到15%，同時(shí)，由于徑向膨脹，要避免在外部的器具中的芯子產(chǎn)生擠壓。圖8表示施加在螺紋支承邊上的力和導(dǎo)致產(chǎn)生的拉應(yīng)力。周向應(yīng)力σu和縱向應(yīng)力σL均可方便通過α來選擇，以σu＝0.5σL關(guān)系式來調(diào)整。通過σu＝0.5σl和下面關(guān)系式，周向延伸率εu為εu＝(σu-μpLσl)/E，σu＝0.5σL，當(dāng)μpL≈0.5得出σu＝(0.5σu-μpLσL)/E≈0這樣，沒有周向拉伸，也沒有徑向膨脹，這意味著螺栓未被擠壓。
根據(jù)圖9所示，以相對(duì)于變形能量為前提，就雙軸應(yīng)力狀態(tài)而論，如果選擇主要應(yīng)力σ1，σ2作為座標(biāo)軸，位于橢圓上是蠕變的開始，可看出，相對(duì)于在點(diǎn)σ2(0)＝0處的單軸應(yīng)力狀態(tài)，作為σu＝0.5σL的蠕變應(yīng)力大約增加到15%，這意味著對(duì)材料的最佳的使用。
權(quán)利要求
1.一種從輪轂或孔中取出例如軸類或螺栓類以收縮法固定細(xì)長(zhǎng)芯子的方法，其特征是-從芯子軸向孔側(cè)面伸出的二者中任何一個(gè)連接件，它與牽引裝置相連，要不就是把一個(gè)具有可由壓力裝置加載的軸向伸出端的實(shí)心銷，插入所說的軸向孔中，根據(jù)具體情況，在所說的芯子上盡可能同心地預(yù)先鉆出所說的軸向孔；-在芯子塑性變形范圍內(nèi)把它拉長(zhǎng)，使芯子徑向收縮，在塑性變形開始之后，以相對(duì)慢的速度對(duì)芯子進(jìn)行加載，直至載荷加到芯子破裂強(qiáng)度95%～97%的最大應(yīng)力；-必要時(shí)，在預(yù)先切掉例如鉚釘頭或類似物的芯子末端的大頭之后，再從孔中把芯子拉出或頂出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是芯子從一側(cè)拉出，同時(shí)對(duì)另一側(cè)施加一反力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是芯子可從兩側(cè)同時(shí)拉出來。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3實(shí)現(xiàn)其方法的裝置，這個(gè)裝置是適用于一個(gè)從輪轂或孔中不向外突出或不明顯的向外突出的芯子，并且從其兩側(cè)在全長(zhǎng)上鉆出一個(gè)無階梯的軸向孔，或除了留有中間隔墻外，從其兩側(cè)鉆出兩個(gè)無階梯的軸向孔，此二個(gè)貫穿其全長(zhǎng)，這個(gè)裝置包括鉆孔裝置，螺紋切削裝置，一個(gè)或兩個(gè)牽引裝置和一個(gè)或兩個(gè)把牽引力從一個(gè)或二個(gè)牽引裝置傳送到芯子上的牽引力傳送裝置，其特征是每個(gè)牽引力傳送裝置包括一個(gè)具有細(xì)牙螺紋，并由至少與芯子材料一樣硬材料制成的牽引銷(5)，該牽引銷上的細(xì)牙螺紋與只在芯子孔進(jìn)口處車有與其嚙合的細(xì)牙螺紋構(gòu)成螺紋連接，由于多軸應(yīng)力狀態(tài)，在車有螺紋區(qū)域的芯子(1)和一個(gè)銷或兩個(gè)銷(5)，其螺距和殘余橫截面是根據(jù)在切口力傳遞點(diǎn)增加的切口應(yīng)力值選擇的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征是螺紋端和芯子端之間的軸向孔(2)是一光滑圓筒體部分，它的內(nèi)徑與細(xì)牙螺紋的外徑相等，其長(zhǎng)度按公式L≈R · SR]]>選擇，其中R是圓筒體平均直徑，SR是圓筒體平均壁厚。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的裝置，其特征是由于縱向和周向膨脹的共同作用，螺紋傾斜的傾角α的角度，按照多軸應(yīng)力狀態(tài)所確立的式子σu(＝σ2)≈0.5σl(＝σ1)來選擇，在芯子殘余圓筒體截面的蠕變的開始大約增加到15%，因徑向膨脹，就可避免在輪轂或孔中的芯子的擠壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～3實(shí)現(xiàn)其方法的裝置，這個(gè)裝置適用于一個(gè)從輪轂或孔中不向外突出或不明顯的向外突出的芯子，為了把芯子卸下這一目的，從芯子一端或兩端鉆出一個(gè)具有螺紋，特別是細(xì)牙螺紋的短的軸向孔，此裝置包括鉆孔裝置，螺紋切削裝置，至少一個(gè)牽引裝置和在一個(gè)或兩個(gè)牽引裝置之間把力傳送到芯子上的一個(gè)或兩個(gè)力傳送裝置，其特征是-由盡可能小階梯的拉力螺栓(13)構(gòu)成的第一個(gè)力傳送裝置置，該螺栓擰入軸向孔(2)內(nèi)，并且其另一端從該孔中伸出，從(圖中)徑向看到作為拉伸螺母工作的內(nèi)螺母(20)擰在伸出的牽引螺栓的一端，-第二力傳送裝置是由牽引螺栓螺紋的嚙合點(diǎn)所軸向隔開的牽引套(15)構(gòu)成，牽引套以其與牽引螺栓(13)之間的間隙包圍著牽引螺栓(13)，該牽引套擰入軸向孔(2)的前端，并且其另一端從該孔中伸出，作為拉伸螺母工作的外螺母(19)，它擰在牽引套的伸出端，它位于內(nèi)螺母(20)之前，由牽引裝置加載，-按照應(yīng)力在牽引螺栓(13)和牽引套(15)中的分布，進(jìn)行標(biāo)定內(nèi)、外螺母的拉伸部分，-由于多軸應(yīng)力狀態(tài)，根據(jù)在齒牙力傳送點(diǎn)增加的齒牙應(yīng)力情況，在芯子(1)的螺紋區(qū)，牽引螺栓(13)的螺紋區(qū)和牽引套(15)的螺紋區(qū)選擇其螺距和剩余截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征是分別在牽引套(15)螺紋端和外面的芯子端之間的單向軸向孔或雙向軸向孔，有一光滑圓筒部分(10)，選擇其直徑要與牽引套螺紋的外徑相等，其長(zhǎng)度根據(jù)公式L≈R · SR]]>選擇。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的裝置，其特征是根據(jù)權(quán)利要求6，要獲得象具有一個(gè)支承邊角度α在0和15°之間的鋸齒螺紋那樣的螺紋，或具有小的徑向膨脹的類似螺紋。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或7的裝置，其特征是每個(gè)牽引銷(5)，每個(gè)牽引螺栓(13)和與之相連的芯子孔，均為圓錐形結(jié)構(gòu)，根據(jù)權(quán)利要求6，要獲得象鋸齒螺紋那樣的螺紋或具有小的徑向膨脹的類似螺紋，其螺紋支承邊角度在0和15°之間，光滑圓筒部分(10)的直徑與牽引螺栓的圓錐螺紋最大的外徑相等，靠近在芯子的圓錐孔處，其長(zhǎng)度根據(jù)公式L≈R · SR]]>而定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征是每個(gè)車有螺紋的圓錐，有兩個(gè)相等或不相等圓錐傾角，兩個(gè)相等或不相等螺距，兩個(gè)相等或不相等支承側(cè)角度的部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從孔中取由韌性鋼材制成以收縮法固定細(xì)長(zhǎng)芯子的方法和裝置，根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)連接件(5)或壓力銷(3)插進(jìn)芯子(1)的孔(2)中，并且其另一端伸出于孔外，通過對(duì)這個(gè)連接件或壓力銷施加一力，芯子便在塑性變形范圍內(nèi)受到拉伸，因而產(chǎn)生徑向收縮，當(dāng)變形開始時(shí)，以低速對(duì)芯子加載，直至到其破裂強(qiáng)度的95％和97％之間的最大應(yīng)力。
文檔編號(hào)F01D25/24GK1041809SQ8910760
公開日1990年5月2日 申請(qǐng)日期1989年8月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月10日
發(fā)明者迪特爾·特里米爾 申請(qǐng)人:Gec阿爾斯托姆公司