防冰冻处理设备和防冰冻方法

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防冰冻处理设备和防冰冻方法
申请号	CN201380071348.3	申请日	2013-02-28	公开(公告)号	CN104936740A	公开(公告)日	2015-09-23
申请人	琳德股份公司;			发明人	冯涛;
摘要	一种用在收缩配合中的防冰冻处理设备，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，其特征在于，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。还提供一种防冰冻处理方法。
权利要求	1.一种用在内部部件(8)和外部部件(9)收缩配合中的防冰冻处理设备(1)，所述防冰冻处理设备(1)包括：操纵装置(2)，所述操纵装置(2)用于从传送器拾取内部部件(8)，使内部部件(8)在充满氮气的容器(7)中浸渍预定时间，然后从所述容器(7)中拾取所述内部部件(8)并将所述内部部件(8)放置在装配台(5)上；以及输送装置(6)，所述输送装置(6)用于将所述内部部件(8)输送到同与所述内部部件(8)对准的外部部件(9)配合。其特征在于，所述处理设备(1)还包括喷嘴装置，所述喷嘴装置用于在从所述容器(7)向所述装配台(5)移动的过程中向所述内部部件(8)吹送氮气并且用于至少在所述内部部件(8)和所述外部部件(9)发生装配之前向所述内部部件(8)持续地提供氮气，以防止形成冰层。 2.如权利要求1所述的防冰冻处理设备(1)，其特征在于，所述喷嘴装置的第一喷嘴(3)设置在所述操纵装置(2)上，而所述喷嘴装置的第二喷嘴(4)设置在所述输送装置(6)上。 3.如权利要求1所述的防冰冻处理设备(1)，其特征在于，所述第一喷嘴设置有至少一个面向所述内部部件(8)的小孔。 4.如权利要求1所述的防冰冻处理设备(1)，其特征在于，所述第一喷嘴设置成刚好位于内部轴(8)的上方。 5.如权利要求1所述的防冰冻处理设备(1)，其特征在于，所述第一喷嘴(3)设计成具有与所述内部部件(8)的表面形状相对应的形状。 6.如权利要求1所述的防冰冻处理设备(1)，其特征在于，所述操纵装置(2)是机器人臂。 7.如权利要求1所述的防冰冻处理设备(1)，其特征在于，所述输送装置是柱塞。 8.如权利要求1所述的防冰冻处理设备(1)，其特征在于，所述第二喷嘴(4)是环形喷嘴。 9.如权利要求1至10中任一项所述的防冰冻处理设备(1)，其特征在于，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。 10.一种用在内部部件(8)和外部部件(9)收缩配合中的防冰冻方法，所述方法包括如下步骤：从传送器拾取所述内部部件(8)，使所述内部部件(8)在充满液氮的容器(7)中浸渍预定时间；从所述容器(7)中拾取内部部件(8)并将所述内部部件(8)放置在装配台(5)上；将所述内部部件(8)输送到同与所述内部部件(8)对准的外部部件(9)配合；其特征在于，所述方法还包括如下步骤：在所述内部部件(8)从所述容器(7)运动至所述装配台(5)的过程中，向所述内部部件(8)吹送氮气；在所述内部部件在所述装配台(5)上装配就位时，触发氮气流；然后至少在所述内部部件(8)与所述外部部件(9)发生配合之前，持续地向所述内部部件(8)吹送氮气。 11.如权利要求12所述的防冰冻处理方法，其特征在于，还包括以向下的方式向所述内部部件(8)吹送氮气。 12.如权利要求12所述的防冰冻处理方法，其特征在于，还包括以环绕的形式向所述内部部件吹送氮气。
说明书全文	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1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℃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1还具有用于向轴吹送氮气的第一喷嘴3和第二喷嘴4。该第一喷嘴3设置在机器人臂2上，该机器人臂用于抓持轴8并且操纵轴8。第一喷嘴3设置成刚好位于轴8的上方，并且在轴从容器7向装配台运动的过程中向该轴8吹送氮气，使得在这一过程中，将环境湿气推离。 [0039] 如图3所示，将第一喷嘴3设计成具有与轴8的表面形状相适应的形状，例如设计成具有弧形表面。在第一喷嘴3上设置有多个朝向轴8的小孔，这些小孔在第一喷嘴3上均匀地分布，这样有助于提供更佳的围绕轴的氮气封围度，并且直到轴被放置在装配台上为止，使得轴保持不具有湿气。 [0040] 现在参见图5，该第二喷嘴4设置在装配台上的柱塞6上并且具有环形喷嘴的形式。在将轴8放置就位之后就触发第二喷嘴4的氮气流，并且该第二喷嘴能持续地向轴提供氮气吹送，直到轴插在衬套9中为止。从第二喷嘴4吹出的氮气会将带有湿气的环境空气吹除，从而在轴8位于装配台上并且被推向衬套中的时候，防止在轴的表面上形成冰层。 [0041] 第一和第二喷嘴的氮气注射都通过电磁阀以及示出轴所处位置的信号来控制。 [0042] 由于喷嘴的细节设计是已知的，因此本文并不对喷嘴的具体细节设计进行详细描述。 [0043] 接下来，对在轴和衬套收缩配合过程中、防止轴表面上产生冰层的根据本发明防冰冻处理方法进行详细描述。 [0044] 该方法包括如下步骤：从传送器拾取轴8，使轴8在充满-196℃的液氮的容器7中浸渍预定时间；从容器7中拾取轴8并将轴放置在装配台5上；将轴8输送到同与轴8对准的衬套9配合； [0045] 为了防止产生冰层，该防冰冻处理方法可以包括如下步骤：在轴8从容器7运动至装配台5的过程中，向轴8吹送氮气，以及在轴在装配台5上装配就位时，触发第二喷嘴4的氮气流，然后至少在轴8与衬套9发生配合之前，持续地向轴8吹送氮气。 [0046] 具体地说，该第一喷嘴3设置在机器人臂2上，而第二喷嘴4设置在柱塞处。 [0047] 在该防冰冻方法中，优选的是，将该第一喷嘴3设置成刚好位于轴8的上方，从而以向下的方式向该轴8吹送氮气，防止在轴8的表面产生冰层。 [0048] 此外，将该第一喷嘴3设计成具有与轴8的表面形状相适应的形状，例如设计成具有弧形表面，并且在第一喷嘴3上设置有多个朝向轴8的小孔，这样有助于提供更佳的围绕轴的氮气封围度，并且直到轴被放置在装配台上为止，使得轴保持不具有湿气。 [0049] 例如，该第二喷嘴4具有环形喷嘴的形式，从而以环绕的方式向轴8吹送氮气。 [0050] 此外，虽然在本文中，本发明的防冰冻处理装置和防冰冻方法用于轴和衬套收缩配合的应用，但本发明的处理装置和防冰冻方法也可用于除了轴和衬套配合以外的其它任何形式的内部部件和外部部件收缩配合应用。