Чем охладить металл для посадки

Обновлено: 05.10.2024

Коллеги добрый вечер. Имеется следующая проблема необходимо посадить на "горячую." небольшое колесо такого вида Колесо _ 08.06.2017.jpg 95,4К 1 скачиваний .

Вопрос в следующем какую назначить посадку (понятно, что с натягом)?

На какую температуру нагреть деталь? и сколько выдержать времени?

Правильно ли отображено на правой картинке расширение металла?

Если правильно, то вопрос почему металл так расширяется есть ли ссылка на справочник?

Из практики колесо снимали с нагревом и "легко" соскочило с вала.

С уважением Владимир.

Школьный раздел физики.
При расширении металла изменяется длина окружности. Естественно, распирает в радиус.

Чертежом и подзатыльником можно объяснить конструкцию лучше, чем просто чертежем..

Коллеги добрый вечер. Имеется следующая проблема необходимо посадить на "горячую." небольшое колесо такого вида Колесо _ 08.06.2017.jpg.
Вопрос в следующем какую назначить посадку (понятно, что с натягом)?
На какую температуру нагреть деталь? и сколько выдержать времени?
Правильно ли отображено на правой картинке расширение металла?
Если правильно, то вопрос почему металл так расширяется есть ли ссылка на справочник?
Из практики колесо снимали с нагревом и "легко" соскочило с вала.

В своё время эту посадку назначали так Г или Г2

Я бы не назвал это совсем уж школьной физикой. Школьного здесь только то, что при нагревании абсолютное большинство тел вроде как расширяются, за исключением веществ с аномальными свойствами, но почему это происходит - в школе не говорят подробно, только лишь то, что молекулы вещества начинают активно скакать все дальше от положения своего равновесия при повышении температуры. "Не школьное" объяснение этого факта лежит в том, что взаимодействие двух молекул (атомов) будет результатом отталкивания на малых расстояниях (зависимость степенная, 1/30) и притяжения (зависимость степенная, 1/7), и в результате мы получим вот такой график потенциальной энергии взаимодействия. Один атом у нас находится в точке 0 по оси абсцисс, а второй скатится в потенциальную яму (ему это выгоднее всего) и окажется в точке r₀. В этой точке он тоже не стоит на месте, а "пляшет" около неё: чуть-чуть влево, чуть-чуть вправо. Поскольку других причин нет, то пляска будет почти строго гармонической - сколько сместился влево, столько и вправо.

Как только мы начнем нагревать металл, мы нашу кривую смещаем вверх. Точнее, мы добавляем к этой кривой еще немного кинетической энергии E₁, сама кривая останется здесь же. А поскольку она несимметрична (вправо есть чуть больше места), то атом будет "плясать" чуть сильнее вправо, чем влево. Но среднее положение ведь должно остаться посерединке! Поэтому и равновесное положение r придется сместить правее, в точку r₁. Тут немного коряво нарисовано, но общий принцип, думаю, понятен.

Нагрели еще - добавили энергии в систему еще - заставили атом подняться по энергетическому спектру еще, сместили его положение равновесия вправо еще. И так далее. Соответственно, расстояния при нагреве между атомами растут!

И далее, опять-таки, не совсем школьный курс физики: почему же увеличивается внутренний диаметр заготовки? Потому что увеличиваются колебания атомов около своих центров. Грубо говоря, вы с несколькими приятелями и приятельницами образовали круг и начали танцевать под действием алкогольных напитков все сильнее и сильнее, и места вам нужно все больше, чтобы друг друга не задевать (ну, или вспомните, как растет круг волейболистов на пляже, когда подгребают все новые желающие, и всем нужно место). И чем больше вы машете руками, тем дальше вам нужно отойти. В итоге ваш кружок танцоров будет становиться все шире ~~пока диджей не объявит медляк~~. Атомы парами в нормальных условиях не танцуют, им это запрещено кулоновскими силами отталкивания.

Нагрев деталей больших габаритов представляет известную трудность и требует специального оборудования. Поэтому, когда охватывающая деталь неудобна для разогрева, а охватываемая деталь имеет сравнительно небольшие размеры, лучше пользоваться обратным методом, т.е. получать нужную разность температур сопрягаемых деталей за счет охлаждения охватываемой детали.

Сущность процесса заключается в том, что при охлаждении до весьма низкой температуры наступает временное уменьшение диаметра охватываемой детали и благодаря этому она свободно входит в отверстие другой детали, в которую должна быть установлена.

По сравнению с другими способами прессовые посадки, осуществляемые с применением низких температур, имеют ряд существенных преимуществ:

Обеспечивается большая прочность соединения в силу того, что при этом способе не происходит снятие отдельных гребешков и образования задиров на прессуемых поверхностях, а следовательно, менее вероятно возможное ослабление соединения в эксплуатации.

Не наблюдается неравномерной усадки металла, как это бывает при запрессовке деталей на прессе, а следовательно, нет опасности появления вредных остаточных напряжений.

Применение охлаждения наиболее благоприятно сказывается при осуществлении посадок малых охватываемых деталей и крупных охватывающих, как, например, посадка седел клапанов в паровые пробки, посадка пальцев в регулирующее кольцо, запрессовка букс. В этих случаях требуется гораздо меньше затрат энергии на охлаждение малых охватываемых деталей, чем на нагрев больших охватывающих.

Глубокое охлаждение не вызывает изменений в структуре закаленном детали, поэтому метод охлаждения наиболее удачен для сопряжения термически обработанных деталей.

Обработку деталей холодом можно осуществить в специальных рефрижераторных установках, либо в примитивных холодильных устройствах в виде деревянных ящиков, с хорошей их изоляцией изнутри.

В качестве охлаждающей среды для указанных целей используются: жидкий воздух, сухой лед (твердая углекислота) и жидкий азот. Жидкий азот и воздух дают наиболее низкую температуру:- 180-195°С, чего вполне достаточно для посадки деталей с натягом от 0,05 до 0,08 мм.

Для осуществления прессовых посадок часто применяется комбинированный метод, т. е. охлаждение охватываемой детали с одновременным подогревом охватывающей.
В данном случае гарантируется заведомо больший зазор и запрессовка деталей с большим натягом происходит гораздо надежнее.
Величину усадки при охлаждении или величину расширения при нагревании подсчитывают по формуле:

где d – величина усадки, мм; а – коэффициент линейного расширения; t1 и t2 исходная и конечные температуры, град., D – посадочный диаметр.

Качество сборки прессовых соединений контролируется внешним осмотром для выявления возможных трещин и других пороков, которые не допускаются по техническим условиям, а также проверяется сохранение внешних размеров и габаритов собранного соединения.

Для проверки плотности взаимного прилегания поверхностей применяется простукивание мест соединений стальным молотком. Для тяжело нагруженных деталей и узлов, подвергающихся в эксплуатации воздействию высоких температур, допускается выборочный контроль путем распрессовки соединения с замером прилагаемых усилий.

Сборка прессовых соединений с помощью температурных воздействий требует особого внимания и безоговорочного выполнения всех правил техники безопасности. Грязь, захламленность рабочего места являются причиной производственного брака и травматизма.

При нагревании или охлаждении необходимо тщательно соблюдать меры предосторожности:

не прикасаться к нагретым или охлажденным деталям голыми руками, особенно после погружения их в жидкий газ. Для этого надо применять клещи, специальные захваты и рукавицы

Неосторожное обращение с нагревательными приборами или холодильными установками, особенно с теми, в которых содержится жидкий азот или воздух, часто приводит к возникновению загораний и другим недопустимым явлениям. Помещения, где производится нагрев деталей и охлаждение, должны быть изолированы от общих сборочных цехов и иметь приточно-вытяжную вентиляцию. Все лица, принимающие участие в нагревании и охлаждении деталей, должны быть специально проинструктированы.

Внимание покупателей подшипников

смотря что за деталь. в КВД бородавки прижигают жидким азотом, за копеечку я думаю не откажут что нибудь мелкое остудить.

Да дофига их — у ликви моли только вчера видел — охладитель, есть в баллонах побольше другой фирмы, в чип и дипе видел бризер на нём написано, мне когда резко охладить нужно, если деталь мелкая — баллон с газом от горелок (от 40 рублей), больше — углекислотным огнетушителем. Совсем бюджетно — сухой лёд.

лькью моли ккупил уже

Ну я думаю эффект нужный!

А что, вода уже не катит? Бери тады углекислотный огнетушитель, дальше только сжиженный азот… а нафига?

У фирмы ликви моли есть такие -40.название точно к сожалению не помню.

уже закказал))нашел их)500р блин

купи жидкого азота и охлади- не вижу проблемы
ато балончики какие то ещё

на ютубе поройся — там чел купил баллончик с каким-то барахлом, перевернул его (чтоб жижа не лилась которая внутри) и охладил цепь из него до такой степени, что разбилась молотком.

В чип-дипе продавались такого рода "охладители" в баллончиках

Балончик называется "Углекислотный огнетушитель". Стоит рублей 300-400. Заправка рублей 100. Пользуйтесь баллончиком.

Я делаю так, обычный пропановый балончик для горелок, одеваешь распылитель от краски аэрозоля и поливаешь жидким газом деталь.

до сих пор горячий?)))

На радио рынке ищи, используют при пайке радиодеталей температура до -70

Если нужно резко охладить, то вода имеет самую высокую удельную теплоёмкость, т.е. для нагрева воды на 1 градус требуется больше тепла, чем для любого другого охладителя.

огнетушитель, что пытаетесь "варить" там где нельзя или вмятины исправлять ?

есть, я видел в автозапчастях. Но цена ад. Проще найти или сделать сухой лёд

А для чего?
вода не.

У ликви молли есть спецовый баллон. Kalt spray.

код для заказа 8916

нашел спасибо большое!

У ликви молли есть спецовый баллон. Kalt spray.

сам остынет, а так тряпка и вода. не полный вопрос, для чего все это?

Можно даже углекислоту сварщиков, из которой газировну делают)))

а для каких целей?можно углекислотным огнетушителем, фрионом, хладагент, газ.

Металл при охлаждении сжимается, это в соединениях где используется плотная посадка с натягом.
"Папу" брызнули спреем — он охладился до -40 и ниже и сжался (сей процесс каждый мальчик может наблюдать когда купается в речке )))) ), его быстро "всунули" в отверстие в "маме", "папа" нагрелся и расширился )))

Для этих целей рекомендую азот жидкий =)))

ну оно конечно верно и эфективно, но очень не безопасно. ну и надо знать где покупать и иметь в чем хранить.

Любопытно- а что в нем "очень не безопасно"? Покупать на кислородном заводе, хранить в сосуде дьюара или обыкновенном термосе.

пролей случайно на руку или ногу — расскажешь чем закончилось. -196 градусов оно как бы печально при малейшей небрежности.
хотя для тех, кто работает каждый день с таким уже вроде и не страшно, легко и просто.

Легко могу рассказать как это, пролить случайно на руку или ногу: если на кожу попадет, то испаряясь, между кожей и каплей азота образуется "газовая подушка", из-за которой ты не только не почувствуешь температуры, но и вообще не поймешь что это было. Ощущение такое, будто трогаешь сухую жидкость =)))
А вот если прольешь на одежду, плотно прилегающую к телу- это плохо. Азот впитается в ткань, и оттуда уже будет переохлаждать кожу до самого ожога. Но чаще всего достаточно убрать ткань от тела и все. Как-то так =)))

как-то так. (иногда запускаю в эксплуатацию установки воздухоразделения, настраиваю, обслуживаю и запускаю насосы для жидких газов, собираю цистерны для перевозки жидких газов).
жидкий азот в постоянном использовании требует очень большого внимания и аккуратности (ТБ изучить и повторять регулярно).
углекислотный огнетушитель на литров 10 будет полезен в гараже/мастерской и по прямому назначению тоже ;)

Аккуратности и внимания требует все в нашей жизни =)))

[креативим с поиском в инете] чем охладить металлическую деталь, для одевания на неё

чем охладить металлическую деталь, для одевания на неё внатяг другой. В морозилку не лезет.. вообще не съёмная деталь с машины.

Скажем при посадке втулки на ось. Втулку нагреть не проблема, хочется ещё охладить ось.
Или направляющей в головку. хотя тут направляйка мелкая и в морозилку можно.

Ну или шестерня ГРМ на колено.

Вроде есть какие-то баллоны с охлаждайкой, но они для мелких деталей.

Баллон фреона выпускать - дорого )
Углекислотный огнетушитель - хз.

Просто вопрос возник от перепивания и дум. Не хочется бить молотком для всовывания, хотя по азбуке прописано(через медную чушку).

Чем и как быстро охладить металлическую болванку с 500С до комнатной?

Вопросы, связанные с химией вообще. Вы можете задать здесь свой вопрос, и мы постараемся на него ответить.
General chemical questions go here

Чем и как быстро охладить металлическую болванку с 500С до комнатной?

собственно сабж. Что охлаждать - на фото, правда в крышках будет по двум контактам для питания. Надобно выбрать корпус (без очумелых материалов, а быстро и технологично доставаемых), и чем охлаждать.

Внутри болванка нагревается и излучает около 5КВатт - я могу сам регулировать, если охлаждение позволит, то будет больше.

Нужно вначале дождаться, чтоб оно все равномерно нагрелось до 500С, постояло около часа (внутри скорей всего в этот момент будет около 100Ватт рассеиваться), а потом начать сдувать тепло, и вот тут внутри начнет излучаться 5КВатт.

Сама болванка собирается относительно герметичной, то есть я перед сборкой планирую ее поддуть аргоном, иначе внутри магниты (будущие) тут же испортятся. Как будет вести себя корпус при резком или не очень охлаждении - не знаю.

Контакты, что с в крышках будут - очень низковольтные, там около 10-20В всего-то, то есть ничего пробить не должно и до этого с другими моими катушками прекрасно работало.

Вопросов два, скажите, пожалуйста:

1. какой корпус лучше - нержавей, или ротгусс или еще какой (легко и быстро доставаемый),
2. чем охлаждать с 500С до температуры кипения воды?

И чтоб не угрохать кучу денег и за пару дней сделать?

Сам вижу примерно так: вначале обрызгивать водой, через распылитель со сжатого воздуха, потом когда температура упадет - залить водой и дотягивать охлаждение уже большой струей воды. Разумно ли, или еще как, пожалуйста, посоветуйте!

нету там оных, на них магниты не получаются Это я из прошлой жизни про центрифуги рассказывал

намагничивается при сотнях ампер и нескольких вольтах. Просто все предыдущие варианты на английский флаг рвало, и я таки задумался как все-таки сделать это в виде масспродакшена, вот поэтому-то и вопрошаю.

правильно, ведро и испарится, но и корпус тоже испариться. Ведро - черт бы с ним, но вот корпус хочется иметь долговечным, иначе магниты будут золотыми.

Я могу быть неправ поскольку никогда сам такого не делал, но мне не нравится идея с брызгами воды.
А термоудара ваши магниты и вся эта нагретая конструевина не боится? Мне может изменять память но помоему нас учили на технологии ничего не охлаждать быстрее нескольких градусов в минуту а может там и еще меньше цифра была.
Вообщем на мой взгляд вам нужен высокотемпературный теплоноситель, органические до 500 не дотягивают, но так как вам не греть а охлаждать то можно попробовать опускать его в некий сосуд сквозь который будет быстро циркулировать чтото типа предварительно нагретого алотерма или термолана (ну или не нагретого если уж точно вы нестрашитесь что его покорежит). По неорганическим выбор намного больше, начиная с той же селитряной смеси, но ее надо плавить заранее и не давать засывать, что усложняет жизнь технологически плюс дальнейшее охлаждение водой. Из органических не стал бы использовать популярный Dowterm, он кипит чуть выше 250 то есть шансы получить пары дифенила выше. А зачем оно надо?

Возможно еще Syltherm, короче самое высококипящее силиконовое масло какое найдете. Оно конечно будет понемногу полимеризоваться и гавниться, но не с одного прогона и я так понимаю цена такого расходника вас не убьет.

Еще один дисклаймер - выше 315-350 в открытом сосуде я бы всетаки не грел, температура вспышки однако.

внутри все плотненько, и термоудар на фоне сил Лоренца не заметен - распирает катушки (на фото) примерно на 50 бар, знаете сколько у меня в тяге пробитых уже от этого артифактов!

Понятно, мог бы сразу Вам сказать, что де приезжай (вроде соседи. ), вместе сделаем, но вроде не правильно, мы ж вроде пиво собирались пить, а не магниты кастить

Честно говоря, хотел понять, прав ли я что все-таки надо забить на нагрев до 500С оболочки, или все-таки пытаться. Магниты, что на фото, имеют диаметр 23.5мм, а корпус этой байды 46мм, то есть как раз почти в 2 раза больше. То есть магниты экранируются аэрогелем или чем-то аналогичным, но система нагрева работает на 1000А, что просто задолбало - ошибка в программе, и пяток сгоревших мосфетов обеспечен и на ведро оных я уже насобирал.

То есть хочется простого теплового лампового звука, то есть я хотел сказать просто резистивно нагреть, а потом начать медленно и печально охлаждать. Благо мой магнит на 450-500С размягчается и с этой температуры каститься.

Я к чему. Может есть какая-то соль кроме селитры (боюсь ее, у меня органики несколько тонн рядом с тягой), что де ее можно добавить в воду и иметь выше температуру охлаждения или, если такого варианта нет, то понять, что корпус из 316 нержавейки выдержит (не выдержит) обычную воду и принять соответствующее решение.

Вот стоит у меня дистиллер. Если мне не изменяет память на 9КВт и емкость его куба ну литров 8 от силы и течет через него протоком вода довольно небольшим расходом порядка литра в минуту и ничего не взрывается не кипит и вообще все хорошо. Медный корпус и" ведро" воды я думаю справятся.

2 часа на машине в одну сторону. По российским меркам наверное соседи. А вы не планировали посещать наше скромное заведение? (всмысле лучше уж вы к нам, пиво с меня).
Таки если нагрев током а охлаждение планируется "медленно и печально" (и это на мой взгляд разумно) то зачем внезапно быстро? Дай ему остыть на воздухе до сотни и потом уже в воду. А с 500 в воду это какая то "закалка" получается со всеми сопутствующими проблемами.

Если смотреть на неорганические теплоносители то не думаю что чтото понравится. Тут основне подходы сплавы металлов или расплавы смешанных солей. Металлы в открытом контуре вообще не в струю, ибо Na-K, Pb/Bi, Hg и самое безобидное галий.
Расплавы солей тоже не фонтан, все что не содержит нитратов содержит легкогидролизующиеся галогениды типа хлорида и бромида алюминия. Есть смесь хлорид одновалентоной меди - хлорид калия 2 к 1, но застывает уже при 150 цельсия, не думаю что ты сильно хочешь держать такой контур постоянно нагретым. Бромиды сурьмы олова и титана непредставляют интереса так как кипят ниже 250.

Вообщем если полисилоксаны не устраивают то разве что воздухом обдувать.

Ничего не испарится .. в литейке докрасна детали раскаляют до 1 кг и в ведро кидают.
И ничего страшного. Немного пузырей и пара.

Через него вода течет непрерывно и на максимальную теплоотдачу он выходит при проточной воде. А если ваш дистиллер раскочегарить пустым и потом пустить в него воду может получиться ой.

(внутри скорей всего в этот момент будет около 100Ватт рассеиваться), а потом начать сдувать тепло, и вот тут внутри начнет излучаться 5КВатт.

Спасибо большое, что отвечаете и поддержали в трудную минуту! Думаю, что у вас таки не слышно было мое бабах, что таки очередной раз случилось, пока мы тут обсуждали, а у меня таки магниты не закастились.

завалялись детальки от георадарного проекта, которым мы много лет до этого занимались, вот и есть степдаун с 50В до 2-50В, при максимально прокачиваемой мощи до 10КВатт. Да понятно, что там не быстро все регулируется, но мне быстро не надо, главное, чтоб магниты свои несколько сотен ампер на несколько сотен витков получили.

У меня реально проблема. Магнит - сокристаллизация Mn-Bi и Co-Fe2 в парамагнитной матрице на основе Bi-In. Если просто магнетизировать, то 1.1 Т получается, а если - как у меня Хальбах, то должно быть больше. а именно раза так в 2.5 - это чтоб всем по 100Мгц отгрузить Но чтоб это получилось, надобно держать магнит в 3 Т во время его кристаллизации, и из-за этого-то все проблемы.

Даже если забить на желание получать 2.5Т, а делать то, сколько иногда получается (1.6Т) то все равно катушки почти одноразовые бывают.

Похоже все придется делать по старинке, нагревая индуктивно, и постоянно охлаждая проточной водой, чтоб бабаха не было.

Огромное спасибо всем, что отговорили не пользовать всякую всячину типа MgCl2.

Я так понял, чтобы осталась намагниченность охлаждать надо под током, а при этом выделяется много тепла.

Да, верно, примерно надобно до 450-500С нагреть, а потом медленно охлаждать, но в постоянном магнитном поле. Профиль примерно несколько градусов в минуту, другое дело, что ток нужен по максимуму, и резистивно там киловатты рассеиваются. В этот момент домены встают как надо и замерзают.

Далее следует вторая стадия - один раз бахнуть со всей дури, чтоб медь не испарилась, но и скин эффект не ограничил проникновение магнитного поля внутрь проводящей болванки.

Раньше делал без внешнего корпуса, но часто до магнита доходил водяной пар, и, сами понимаете, этот состав тут же портился - марганец реагируя окислялся, а висмут в избытке плыл и все. нет там больше магнита. Ну и силы Лоренца все тоже портили, подрывая витки.

В результате получалось магнитить (первая стадия) на 0.1Т, и окончательно бахнуть на 1.4-1.6Т. Пробно анизотропно этот материал дает около 1Т, то есть я со своим Хальбахом должен получить 2.5Т или около этого, если смогу туда подать на первой и на второй стадиях больше поля.

Катушки стоят по краям, сам будущий магнит сидит в аэрогельной рубашке (спасибо всем, кто обсуждал прошлой осенью эту тему и советовал. ) То есть если с дури начать охлаждать, то магнит быстро не замерзнет, а по небольшим колебаниям магнитного поля я могу оценить (плюс-минус лапоть) примерно его температуру. Температура катушек очень хорошо оценивается, так как медь имеет хорошо известную зависимость от температуры.

Понятно, что хочется охлаждать в первую очередь катушки, а не магнит, чтоб повышать магнитное поле, поэтому такой дикий режим.

Ранее у меня там были индуктивные катушки для нагрева магнита, но сейчас хочется от них отказаться, поэтому надо медленно греть, чтоб тепло таки смогло проникнуть сквозь аэрогель, а только потом начинать охлаждение.

Читайте также: