轴承热装法的理论依据

free-fly-h3 · 发表于 2010-12-22 18:12

今天老夫聊发少年狂，谈兴大炽，再来个话
这也是本人的一个亲身经历，
在轴承与轴的装配中，热装法是普遍应用的一种方法，但其原理和理论依据究竟是什么呢？
大家可能会回答：热胀冷缩呗，
对，就是热胀冷缩，但究竟是怎么个热胀冷缩法，可能就没几个人说得清了。

大学期间，一次和教授闲聊，此教授研究课题好几个，经费几百万，还是有点料的，非叫兽啊。
我问：教授，轴承的热装法原理是什么，热胀吗？
教授：是啊
我：但我们在初中有个实验，一个铁球，一个铁环，在加热前，铁球可以通过铁环，加热后，铁球却不能通过铁环了，卡住。（不知道现在初中物理的教材改了没有，
         还有没有这个实验，广大坛友有上初中孩子的，请提供此实验的具体内容和步骤，谢谢啊）
         按这样看来，热胀的时候，轴承的内圈外径增大，内径也应该减小啊，比原来还小，更装不进轴了，
         但实际上，轴承加热后，内圈的内径却是增大的，可以轻松装上轴，甚至过盈的轴
         这到底是为什么呢？
教授：。。。。。。。。。。。。。。。。。。

各位坛友，你们知道是为什么吗？大家不妨来探讨一下，
过几天我把我的想法再公布啊，呵呵

我飞我的机 · 发表于 2011-1-23 00:41

我认为的应该是这样的：
内环（包括内圈和外圈）受力（热涨力）后由于是一个闭环，产生的向内的作用力都被抵消了，而向外的作用力没有影响。而且分子变大后整个内圈的尺寸也跟着变大。夹在中间的钢珠也受这个力的影响一起向外扩张最后导致整个轴承的尺寸改变，变大。至于小孔尺寸变小的原因，应该是向外的扩张力小于整体的热膨胀力造成的。
最后求证大家看看对不咯！！！

yeah1 · 发表于 2011-1-22 09:16

我是这样教我弟弟的，假设这个轴承是无限大，将轴承截开，他就无限接近长方形的，然后加热，按照铁的膨胀系数，实际增加最快的是长度，而不是宽度，这样就不会纠结大家都会膨胀，内径为什么不会更小的问题。不知道对不对。

很多东西假如能换个形态，放大或者缩小，然后用物理知识就很容易解释。

hxc1213 · 发表于 2011-1-22 01:52

问题很简单,不用太纠结:em21:
把环切开了看咯,同样的膨胀系数,长度方向肯定比厚度方向涨的绝对尺寸大,这个不用解释了吧:loveliness:
周长大了直径怎么会不大????好多问题只要基本概念对了就不郁闷了,又何必太学究:em00:

哦,我是急性子,没看到上面的高人已经解答完毕,当我没说,呵呵:em17:

[ 本帖最后由 hxc1213 于 2011-1-22 01:54 编辑 ]

arp · 发表于 2011-1-22 00:52

原帖由 sdxds 于 2011-1-21 22:27 发表
这虽然是个问题，但是个简单的问题：如果你把轴承内圈切断展开，加热后它的长度会有变化吗？如何变化？当然，它的厚度也会在加热后膨胀，在厚度和长度方向上的热胀系数是相同的，你说会出现什么结果呢？

系数一样，那么长的方向膨胀的多一些，窄的地方膨胀的就少一些。

arp · 发表于 2011-1-22 00:51

原帖由 jiajiaoshou 于 2011-1-21 22:02 发表
意义不大~就像是拿胶管套在铁管上，正好进去一点就套不动了，都知道是拿开水烫烫，你是先拔下来只烫胶管，还是一块烫呢，我之前可听到有人说要拔下来只烫胶管要不然铁管也膨胀了，还是套不进去，呵呵，当时我就笑了~ ...

膨胀系数不一样，交管应该膨胀厉害些

sdxds · 发表于 2011-1-21 22:27

这虽然是个问题，但是个简单的问题：如果你把轴承内圈切断展开，加热后它的长度会有变化吗？如何变化？当然，它的厚度也会在加热后膨胀，在厚度和长度方向上的热胀系数是相同的，你说会出现什么结果呢？

jiajiaoshou · 发表于 2011-1-21 22:02

意义不大~就像是拿胶管套在铁管上，正好进去一点就套不动了，都知道是拿开水烫烫，你是先拔下来只烫胶管，还是一块烫呢，我之前可听到有人说要拔下来只烫胶管要不然铁管也膨胀了，还是套不进去，呵呵，当时我就笑了~~你觉得他说的对吗？

chenxy911 · 发表于 2011-1-3 01:58

无聊！

X机器 · 发表于 2011-1-3 01:12

加热后内外径都变大:em15:

l10658f · 发表于 2011-1-3 00:53

冷装成本高啊:em15:

云浮 · 发表于 2011-1-3 00:31

大家不要忘了一个材料应力问题.
中学加热实验有什么设备?顶多是个酒精灯!
中学用的铁圈是什么材料?顶多是一个没经过匀质处理的铁圈!
为什么圆球放不下?只有一个原因:铁圈在烧热的过程出现热应力,几何尺寸发生变化(不规则椭圆)!

wxyyz · 发表于 2011-1-1 14:57

有那么复杂吗？
把圆环看成无数层套在一起的薄壁圆筒，不管最里面的那个多小，加热时它都会变大；紧贴它的外层同样也要变大——不管有多少层，也不管每层有多厚，直至最外层都同样在按相同的比例（热膨胀系数）变大。

pengbing · 发表于 2011-1-1 02:58

热张冷缩嘛:em15: 人生上也有这么个东东

sn998 · 发表于 2011-1-1 00:35

有个分子应力作用，，在同等的条件下如果铁环是平整的，它的加热是会内外都涨，如果是底部的支撑力大于上部的支撑力的情况下，就会向上膨胀，，，为了你这个问题我去问了深圳金芳轴承的老板，，他是这么告诉我的

LokiYeung · 发表于 2010-12-25 12:09

周长=直径X3。14
周长等于直径3倍在加热轴承时内径的分子会变大就要向四周扩散也就会有一个力向内使轴承内径减小，但同时有一个为会使周长变大。因为周长上受到的分子力比内径大3倍，所以直径变大一周长就会变大三，3减1还有2。如何加热周长受到的力都比内径大。轴承内圈也只有比放大的份了，不知道是不是这样解释？如果对了请楼主给我加分:em15: :em15:

LokiYeung · 发表于 2010-12-25 11:52

周长=直径X3。14
周长等于直径3倍在加热轴承时内径的分子会变大就要向四周扩散也就会有一个力向内使轴承内径减小，但同时有一个为会使周长变大。因为周长上受到的分子力比内径大3倍，所以直径变大一周长就会变大三，3减1还有2。如何加热周长受到的力都比内径大。轴承内圈也只有比放大的份了，不知道是不是这样解释？如果对了请楼主给我加分:em15: :em15:

游走星际 · 发表于 2010-12-23 17:12

原帖由 叫我小纯洁 于 2010-12-22 19:46 发表
忘了上图。:em17: 补上。

这个图画的是“肿”而不是涨。据说火车的车轮也是这样加热镶嵌的。:em15:

qhuaz · 发表于 2010-12-23 14:54

原帖由 free-fly-h3 于 2010-12-22 18:12 发表
今天老夫聊发少年狂，谈兴大炽，再来个话
这也是本人的一个亲身经历，
在轴承与轴的装配中，热装法是普遍应用的一种方法，但其原理和理论依据究竟是什么呢？
大家可能会回答：热胀冷缩呗，
对，就是热胀冷缩，但 ...

你只想到它的径向方向的膨胀，却没想到薄壁环其切向方向的膨胀要远远大于其径向方向的膨胀量（因为周长要远远大于其壁厚）。切向方向的伸展量使得内孔变大，而且要大于由于径向方向伸展使内孔变小的量。这时候，热胀法安装轴承应该是可以的。
当然，不同的材料或者不同的加热方法，真会出现你说的情况，就看这个环加热后其切向和径向方向哪一个方向的膨胀量多了。现实中经常看到有些，特别是一些非金属材料的环（尤其是壁很厚，孔很小的环），一加热后迅速膨胀，体积变得很大，内孔反而变小，甚至被挤掉了。
另外，教授也不是万能的，往往理论丰富，实践经验不足。简单的问题也能让他 “%…#&**？@&%”，这个真的很正常。

[ 本帖最后由 qhuaz 于 2010-12-23 15:09 编辑 ]

xaut · 发表于 2010-12-23 14:53

搞笑啊，看来很多人物理都没好好学，不知道线膨胀，体膨胀概念的区别。

轴承热装法的理论依据

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