轴套类过盈配合件的冷激励拆解方法研究

摘要

再制造是退役产品资源化的主要途径，也是国家落实“循环经济”纲略，构建“资源节约型”、“环境友好型”两型社会的重要举措。拆解是再制造的首要工序，直接影响零件的再利用率，以及后续修复工艺的效率和成本。过盈连接作为机械产品中应用广泛的一种刚性连接形式，拆解难度大，易造成零件损伤，故研究其拆解的自动化、无损化具有重要意义。
　　本文以过盈配合零件为对象，进行拆解方法研究。针对过盈配合的轴套类被包容件，提出一种冷激励拆解方法，利用制冷剂液氮冷却被包容件，使零件发生冷缩变形而弱化过盈，以实现无损便捷拆解。论文围绕所提出的冷激励拆解法，进行理论分析、有限元仿真和实验研究，主要内容如下：
　　（1）以过盈配合轴-轴套为例，开展有限元拆解仿真研究，结合静力分析和瞬态动力学分析，揭示拆解力的变化规律。探索轴变形因素对拆解的影响，通过对多组拆解仿真数据的回归分析，建立关于过盈量和轴弯曲度的拆解力二元非线性回归方程，以实现轴-轴套过盈配合拆解力的定量预测。
　　（2）阐述过盈配合件冷激励拆解法的基本原理，分析冷激励拆解的影响因素；以轴套-基座模型为研究对象，建立液氮冷却下模型的瞬态传热微分方程，通过拉式变换和数值反演求解瞬态温度场，通过冷缩变形分析推导对应拆解力，建立冷激励拆解理论模型；求解液氮冷却换热系数和过盈配合件接触热阻等模型参数。
　　（3）进行黄铜套-45钢座、45钢套-45钢座、QT500套-45钢座三种材料组合模型的冷激励拆解仿真研究，得到模型温度和拆解力随冷却时间的变化规律；探索冷却换热系数、接触热阻、导热率等模型参数和冷却加热结合法对拆解效果的影响。
　　（4）进行冷激励拆解实验，研究拆解力和拆解后零件表面形貌，分析拆解力实验值和仿真值的差距及原因，确定关键因素后修正仿真模型；结果表明冷激励拆解能有效减小拆解力和拆解损伤，验证了冷激励拆解法的可行性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题来源

1.4 本文的主要研究内容

第2章 过盈配合零件的拆解力研究

2.1 过盈配合的拆解分离理论分析

2.2 拆解仿真建模与求解

2.3 拆解仿真结果分析

2.4 本章小结

第3章 轴套类过盈配合件的冷激励拆解方法

3.1 冷激励拆解原理

3.2 传热学及热变形理论

3.3 冷激励拆解的影响因素分析

3.4 冷激励拆解的理论模型

3.5 液氮沸腾冷却换热系数

3.6 过盈配合零件的接触热阻

3.7 本章小结

第4章 冷激励拆解仿真研究

4.1 仿真分析思路

4.2 冷拆仿真模型的建立与求解

4.3 有限元仿真与理论计算的对比分析

4.4 冷激励拆解仿真结果分析

4.5 模型参数对冷拆效果的影响

4.6 冷却加热结合法对拆解的影响

4.7 本章小结

第5章 冷激励拆解实验研究

5.1 实验目的和方案

5.2 实验试件和仪器设备

5.3 冷激励拆解实验过程

5.4 实验结果分析

5.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A （攻读硕士学位期间发表的论文）